Выверка экструзионного пресса: инструменты и приемы

(См. также Выверка пресса – Общие принципы)

Alignment Principles

The proper press alignment is required for maximum production quality and minimum downtime. The srict geometric relationships of the components of an extrusion press are fundamental to proper press alignment [1, 2] (Fig. 1-3).

These relationships must be correct when the press is at operational working temperature to allow for thermal growth effects. They also implies to the major press components during the various operational load and event conditions of ram and container pressure and extrusion [1, 2].

Fig. 1-1 – Identification of press components [1]

Fig. 1-2 – Extrusion press diagram [4]

Fig. 2 – Illustration of press components (RL Best) [1]

1 – hydraulic power unit; 2 – tie rods; 3 – butt shear; 4 – extrusion platen;
5 – container shifting cylinders; 6 – operator’s console; 7 – die slide; 8 – container;
9 – container housing; 10 – billet loader; 11 – press base; 12 – billet loader cylinders;
13 – pressing stem; 14 – crosshead; 15 – side cylinders; 16 – cylinder platen;
17 – main cylinder
Fig. 3 – Typical direct drive hydraulic extrusion press [3]

The geometric relationships of the static components:

The press base should be level with respect to gravity. The relevant contact points should lie in a flat plane.
The back platen and the front platen should be located perpendicular to the base.
The pressure ring bushing should have its hole centered in the front platen. Its front surface should be flat and parallel to the front platen.
The press center line is the line joining the platen centers, and all the platen-centered components should lie on this line.
The guide ways for the crosshead and container should be straight and parallel to the base. They should be symmetrically spaced about the press center line.
The main cylinder, bearing bushing, flange, and ram piston should be concentric and centerd on and perpendicular to the back platen.
The crosshead should be center-mounted on the ram and fitted with a straight and centered extrusion stem perpendicular to the back platen.
The geometric center lines of each of the four machined tie rods or columns should be parallel to and symmetrically located about the press center line.

The geometric relationships of the moving components:

The ram piston and the extrusion stem move along the press centerline over their full stroke.
The center line of the container bore is coincident as it moves along the press center line from its open to closed position.
The centerline of the tooling stack is coincident with the press center line loads.
The billet loader positions the billet so that its centerline matches the centerline of the container and stem before it is loaded into the container.

Традиционные и современные методы выверки пресса

Методы выверки пресса и измерительные приборы можно разделить на традиционные и современные. Применение различных традиционных инструментов для выверки пресса представляют собой, по существу, линейные одномерные пошаговые измерения компонентов, которые вместе могут дать полное геометрическое состояние машины. Полная выверка пресса традиционными методами требует очень много времени (несколько дней), поскольку некоторые детали необходимо измерять в разобранном состоянии, а другие можно выполнить только на холодном прессе. Тем не менее, некоторые простые задачи по настройке пресса и проверки отдельных компонентов могут более практичными и экономичными при использовании традиционных методов.

Современные трехмерные координатно-измерительные системы обеспечивают трехмерный глобальный подход. Полная выверка пресса выполняется быстрее, точнее и надежнее, а также имеет ряд других преимуществ по сравнению с традиционными методами. Ниже представлен обзор традиционных меодов и инструментов для выверки экструзионного пресса.

Tradition Alignment Methods and Tools

Machinist’s Level

Точность 0,004 мм/м. Не применяется на горячих поверхностях.

Surveyer’s Presision Optical Level

Точность 0,001 мм/м.

Laser Level

Обычно применяется вместо Surveyer’s Presision Optical Level (рисунок 4).

Fig. 4 – Three-plane laser level (See www.hamarlaser.com) [1]

Trammel Rod

Изготовляется под заказ. Применяется для измерения расстояний между поперечинами (или между втулками колонн). Стальная или алюминиевая труба оборудуется на одном из концов микрометром, а на другом – сферический наконечник (рисунок 5). Для обеспечения нужной точности эти стрежни имеют специальное поддерживающие приспособление для исключения их прогиба под собственным весом, а также термоизоляцию для предотвращения теплового расширения от тепла контейнера.

Fig. 5 – Trammel Rod device [1]

Taper Gauges

Fig. 6 – Container Taper Gauge [1]

Adapter Block for Angled Guide

Для прессов, у которых направляющие станины не горизонтальные, а наклонные применяют специальные адаптеры (рисунок 7), которые позволяют применять нормальные базовые точки при горизонтальном выравнивании станины пресса.

Fig. 7 – Adapter Block for Angled Guide Ways [1]

Piano Wire

Диаметр струны от 0,4 до 0,5 мм, прочность от 1700 до 3400 Н/мм²(рисунок 8).

Fig. 8 – Alignment with piano wire [1]

Fixtures for Piano Wire Tensioning

Определение центральной линии пресса с помощью «рояльной» струны производят путем ее натягивания между центрами отверстия передней поперечины и пресс-штемпеля (рисунок 9).

Fig. 9 – Fixtures for alignment with piano wire [1]

Precision Tube Fixture

Вместо струны для выравнивания применяют прибор из точно обработанной трубы со специальными у с заглушками, а также специальными центрованными приспособлениями как показано на рисунке 10.

Fig. 10 – Precision Tube Fixture [1]

Base Centerline Fixtures

Выравнивание пресса от центральной линии станины, которая определяется по специальным точным отверстиям (рисунок 11).

Fig. 11 – Fixture for Base Centerline Method [1]

Dummy Dies and Tooling Stack

Применяется для быстрого контроля соосности матричного комплекта по отношению к контейнеру.

Standard Measurement Tools:

циркули;
калибры;
угольники;
линейки (обычно 2,5 м);
наборы щупов.

Источники:

Extrusion Press Maintenance Manual, ed. Al Kennedy
Extrusion Press Alignment with Modern Technology /J. E.V. Mulder and G.J. Smith – Aluminium Extrusion Seminar
Aluminum and Aluminum Alloys /ASM Speciality Handbook – 1996
Influence of Al Microstructure on Hard Anodising Quality – Profile Material / Tom Hauge, Hydro Aluminium, Norway – 2014