Экструзия алюминия: корректировка матрицы
Практически каждая новая экструзионная матрица для прессования алюминия требует корректировки:
- для устранения отклонений от заданных размеров поперечного сечения;
- для устранения отклонений профилей по прямолинейности и углу скручивания.
Корректировка матрицы заключается в ускорении или замедлении истечения металла на тех или иных участках ее рабочего пояска.
Причины корректировки матриц
Причин для корректировки может быть несколько, в том числе:
- ошибки в проектировании матрицы;
- неточность изготовления матрицы;
- отклонения от идеального выравнивания пресса;
- неравномерность нагрева заготовки;
- неоднородность температуры контейнера;
- неоднородная температура матрицы и другого прессового инструмента.
Корректировщик матриц
Ключевая фигура каждого производства алюминиевых профилей – опытный корректировщик матриц. Когда он планирует корректировку очередной матрицы, то прокручивает в голове, как минимум, следующие параметры экструзионного пресса, с которым он работает:
- температура матрицы;
- температура контейнера;
- температура заготовки;
- скорость прессования;
- степень выравнивания пресса;
- техническое состояние матрицы;
- степень изношенности вспомогательного матричного инструмента (обойм матрицедержателя, подкладок, больстеров).
У хорошего корректировщика матриц всегда есть больше чем один способ решения конкретной проблемы с матрицей. Поэтому некоторые считают, что корректировка матриц находится ближе к искусству и интуиции, чем к науке и технике.
Тем не менее, с годами в производстве алюминиевых профилей сложились некоторые типичные – и совершенно технические – методы корректировки матриц. По-крайней мере, более простых, сплошных матриц.
При корректировке сплошных матриц обычно применяются следующие методы:
- Корректировка рабочих поясков матрицы.
- Корректировка тела матрицы для перераспределения потоков металла в ней.
Корректировка рабочих поясков
Ускорение – растормаживающий угол на выходе пояска
Для ускорения течения металла на некотором участке профиля в соответствующем месте рабочего пояска матрицы выполняют расширение на выходе из пояска. Для этого напильником или бормашиной спиливают под некоторым углом край плоскости пояска с обоих сторон канала. У новых матриц все исходные пояски обычно горизонтальные и параллельные. Русский термин для такой операции – выполнение растормаживающего угла на рабочем пояске.
На рисунке 1 показано как корректировщик сбалансировал течение металла путем выполнения на пояске растормаживающего угла.
Рисунок 1 – Растормаживающий угол на рабочем пояске матрицы [1]
Английский термин для растормаживающего угла – relief. Это слово имеет много значений, среди которых есть даже слово «рельеф», но главное его значение – «облегчение». В приложении к экструзии алюминия – это означает облегчение течения металла, то есть его ускорение.
Замедление – угол торможения на входе пояска
Для замедления течения металла на некотором участке профиля в соответствующем месте пояска матрицы спиливают угол пояска, но не выходе, а на входе (рисунок 2). Этот угол называют углом торможения.
Рисунок 2 – Угол торможения на рабочем пояске матрицы [1]
Английский термин для угла торможения – choke. Это слово также имеет много значений, а основными являются существительное «дроссель» и глагол «душить». В приложении к экструзии алюминия – это означает торможение или затруднение течения металла, то есть его замедление.
Выравнивание течения металла по сечению профиля
При прессовании профиля типа швеллера или аналогичного элемента более сложного профиля часто возникает следующая проблема: металл в полках течет слишком быстро по сравнению со стенкой. Это проявляется в волнистости полок (рисунок 3).
Рисунок 3 – Волнистость полок швеллера [1]
Чтобы скорректировать это неравномерное течение металла, необходимо ускорить течение металла в стенке. Для этого в пояске стенки выполняют растормаживающий угол, как это показано на рисунке 4.
Рисунок 4 – Растормаживающий угол для ускорения стенки швеллера [1]
Корректировка «заваливания» полок
Другой типичный случай: полки швеллера «заваливаются» – внутрь или наружу (рисунок 5). В зависимости от того, заваливается полка внутрь или наружу, корректировщик матриц будет выполнять на пояске напильником или бормашиной сразу и угол торможения, и растормаживающий угол, чтобы заставить полку двигаться в нужном направлении
Рисунок 5 – Корректировка заваливания полок швеллера [1]
На рисунке 6 показано, как корректировщик выполнил на правой полке растормаживающий угол на внутреннем пояске и угол торможения – на наружном пояске. После таких операций полка будет двигаться внутрь швеллера.
Рисунок 6 – Корректировка рабочего пояска швеллера
при заваливании правой полки наружу [1]
На рисунке 7 показано, как выполняют на правой полке растормаживающий угол на внутреннем пояске и угол торможения – на наружном пояске. После таких операций полка будет двигаться внутрь швеллера.
Рисунок 7 – Корректировка рабочего пояска швеллера
при заваливании правой полки внутрь [1]
Перераспределение потоков металла
На рисунке 8 показано как выполняют корректировку путем перераспределения потоков металла через матрицу. Рабочие пояски при этом все время находится под углом 90º к зеркалу матрицы. В данном случае корректировщик ускоряет течение путем спиливания металла на зеркале матрицы вокруг тех участков, которые требуют ускорения. Такой же результат дает срезание части чрезмерно длинного пояска с задней стороны матрицы. Оба метода широко применяются и оба дают хорошие результаты.
Рисунок 8 – Ускорение течения металла путем уменьшения длины рабочего пояска [1]
Источник:
1. Luis Bello, Die Corrections for Changing Flow Characteristics, Aluminum Extrusion Technology Seminar, Chicago, 1977
