Экструзия алюминия: корректировка полых матриц

Что такое полые матрицы?

Полые матрицы – это матрицы для прессования полых, а также полузамкнутых профилей – имеют свои особенности корректировки. Иногда полые матрицы называют матрицами для двойного прессования. Это делает их более трудными для корректировки.

Их называют матрицами двойного прессования потому, что сначала они разделяют поток металла заготовки на два, три или более части в тот момент, когда заготовка впервые сталкивается с «передней» частью матрицы – рассекателем. После того как заготовка разделилась на несколько потоков металла, каждый из этих потоков проходит вдоль оправки до тех пор, все эти потоки не подойдут к выходу из матрицы, где они снова соединяются и образуют заданную конечную форму прессуемого алюминиевого профиля (рисунок 1).

Рисунок 1 – Течение металла заготовки через полую матрицу

Особенности корректировки полых матриц

См. также Методы корректировки сплошных экструзионных матриц

Полые экструзионные матрицы являются более сложными по конструкции, чем сплошные матрицы и поэтому при их корректировке нужно учитывать намного больше различных параметров. Более того, полые матрицы включают несколько конструкционных типов – их выбирают для различных типов полых профилей.

Преимущество корректировки полых матриц состоит в том, что у них есть несколько мест, на которых можно делать корректировку прежде чем корректировать непосредственно пояски матриц. Хорошо спроектированная полая матрица может потребовать лишь небольшой шлифовки в портах и очень часто до корректировки поясков дело вообще не доходит.

Принцип корректировки – балансирование портов

Перед корректировкой полой матрицы сначала осматривают порты. Это нужно для того, чтобы убедиться, что объем алюминия, который идет через каждый порт, был сбалансирован с объемом металла в других портах. Объем металла через порт зависит от площади той части поперечного сечения профиля, которую он питает (рисунок 2).

Рисунок 2 – Порты матрицы для прессования прямоугольной трубы [1]

На этом соображении построен принцип корректировки полых матриц: расширяя или затрудняя течение металла через порт, добиваются ускорения или замедления течение металла в любой части полого профиля, который прессуется.

Сдвиг оправки

Затруднение течения алюминия на одной из стенок полого профиля может быть из-за утонения толщины этой стенки. В таком случае необходимо поискать другие причины этого, прежде чем фрезеровать порты полой матрицы. Причинами такого утонения стенки могут быть следующие:
1) оправка рассекателя сдвинулась по отношению к выходному отверстию матрицы;
2) недостаточная подача металла вдоль оправки;
3) конечная прорезь для стенки на выходе матрицы выполнена слишком узкой.

На рисунке 3 показан пример сдвига оправки относительно выхода матрицы. Нельзя выполнять никаких корректировок матрицы пока этот дефект сборки матрицы не будет устранен.

Рисунок 3 – Сдвиг оправки относительно выходной части матрицы [1]

Корректировка оправки

Другой особенностью полых матриц является то, что порты вокруг оправки действуют как своего рода длинные пояски. Алюминий, который проходит через эти порты может чрезмерно нагреваться. В таких случаях снимают часть металла на оправке, чтобы облегчить течение металла, который проходит вдоль оправки (рисунки 4а и 4б).

Рисунок 4 [1]
А) Препятствия для течения металла вдоль оправки
Б) Удаление препятствий на оправке для ускорения течения металла

Как видно на рисунке 4А, большой угол на входе оправки создает препятствия для течения металла – течение металла замедляется. На рисунке 4Б оправку отфрезеровали и отшлифовали, чтобы удалить эти препятствия для течения металла. Угол входа в оправку стал меньше и поэтому через нее может проходить больше металла. Поэтому скорость металла возрастет.

Изготовители матриц часто намеренно выполняют на оправках такие препятствия для течения металла. Это делают для замедления течения металла там, где это необходимо. Во многих случаях это просто резерв для корректировки течения металла в матрице, что бы не трогать для этой цели рабочие пояски матриц.

Источник:

Luis Bello, Die Corrections for Changing Flow Characteristics, Aluminum Extrusion Technology Seminar, Chicago, 1977

См. также:
Экструзия алюминия: опрессовка новых матриц
Экструзия алюминия: нагрев матриц