مشخصات و انتخاب پرس

عامل اصلی در انتخاب یک پرس اکستروژن فشار واحد مورد نیاز جهت اکستروژن است. برای پرسی با ظرفیت مشخص بر حسب تن (یا MN) اگر قطر جداره داخلی محفظه کوچکتر باشد، فشار بالاتری می تواند ایجاد شود. با افزایش قطر داخلی محفظه، فشار ویژه درون آن کاهش یافته و در نتیجه، ظرفیت اکستروژن کاهش می یابد. نمونه ای از فشارهای واحد یا ویژه برای پرسهای با ظرفیت مختلف و محفظه های با اندازه های گوناگون  آورده شده است.

فشار واحد یا ویژه باید از مقدار مورد نیاز برای یک اکستروژن خاص تحت شرایط معین بیشتر باشد. فشار مورد نیاز برای اکستروژن می تواند با آلیاژ و وضضعیت آن، نسبت اکستروژن، طول و دمای بیلت، سرعت اکستروژن و قطر دایره محیطی تغییر نماید.

در دماهای بیلت کمتر و سرعتهای بالاتر، همواره استفاده از یک پرس با ظرفیت کافی جهت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی محصول توصیه می شود. پرس باید دارای ساختاری محکم همراه با میل مهار و صفحه پرس جهت تحمل تنش های وارده باشد. در پرسهای پیشرفته به منظور به حداقل رسانیدن میزان تابیدگی و بهبود تلرانس محصول از میل مهار پیش تنش یافته و خروجی قالب طویل استفاده می شود. بعلاوه پرس باید دارای محوری دقیق و قابل تنظیم باشد. بدین معنی که محور فشاری، محفظه و قالب باید بر روی یک خط مرکزی قرار بگیرند

برخی از متغیرهای مهم در نظر گرفته شده برای یک پرس اکستروژن مستقیم در شکل 3-9 نشان داده می شود. برخی از پارامترهای مربوط به این پرس نیز در جدول 3-2 ذکر شده است. عبارتس از حداکثر فشار اعمال شده بر روی کوبه (رام) اصلی،  فشار ویژه و  سرعت کوبه (رام) در فرآیند آهسته است. در اکستروژن یک مقطع خاص، سرعت کوبه (رام) () با برخی متغیرها همچون نوع آلیاژ، اندازه بیلت، دمای بیلت، نسبتا اکستروژن و نوع قالب تغییر می نماید.

3-3- اجزای اصلی پرس اکستروژن

اجزای اصلی پرسهای اکستروژن جهت تولید مقاطع توپر، میلگردها، تسمه ها، میله ها، لوله ها و مقاطع توخالی در اشکال 3-2، 3-5 و 3-6 نشان داده شده است. با توجه به نحوه سیلان ف برای گرفتن بهترین کارایی از قالب بیشترین عمر قالب، بهره وری بالا و کیفیت خوب محصول، سه جزء زیر باید دقیقاً همراستا باشند :

• محفظه با آستری آن
• محور فشاری با بالشتک سنبه (دامی)
• کشویی قالب با صفحه قالب

محفظه اکستروژن

محفظه یکی از قسمتهای گران پرس اکستروژن است. سودآوری دستگاه اکستروژن با عمر کاری محفظه و دیگر ابزار اکستروژن ارتباط نزدیک داردو محفظه نیازمند مراقبت دائمی است. تا از وارد آمدن خسارتهای ناشی از استفاده ناصحیح و شکست ناگهانی آن جلوگیری شود.

محفظه برای تحمل تنشهای زیاد در دماهای بالا طراحی می شود. هر چند در ناحیه نزدیک به قالب که فشار و دما بالاتر بوده و در مدت زمان طولانی تری نیز اعمال می شود ( زیرا با پیشرفت اکستروژن طول بیلت کاهش می یابد)، تنش بیشتری به محفظه وارد می گردد. محفظه از دو یا سه قسمت همراه با یک آستری که با گرم کردن درون آن جاگذاری شده است، تشکیل می شود (شکل 3-10). طراحی کامل محفظه و آستری توسط لاو و استینگر مورد بحث واقع شده است. معیارهای اصلی برای طراحی مجموعه های آستری – محفظه عبارتند از:

فشار ویژه (فشار درونی در آستری محفظه) (Pc) که عبارتست از فشار پرس بر حسب ton یا Ib یا N بر سطح جداره داخلی آستری حداکثر قطر خارجی محفظه

نسبت عرض به ارتفاع (در محفظه مستطیلی شکل)

معمولاً در اکثر پرسهای مستقیم و غیرمستقیم آستری محفظه دوار برای بیلتهای گرد و توپر بکار می رود. تعداد کمی از پرسها با هر نوع محفظه دوار و مستطیلی شکل کار می کنند. دو مزیت استفاده از یک محفظه مستطیلی شکل عبارتست از تولید مقاطع عریض همچون پایه چرخهای هواپیما و سیلان یکنواخت تر مواد که باعث کاهش بار ویژه پرس می شود.

محفظه طوری نصب می شود که زمانی که در معرض حرارت قرار گرفت آزادانه از هر طرف منبسط شود. لکن موقعیتش نسبت به خط مرکزی پرس حفظ گردد.

محفظه، درون نگهدارنده آن قفل می شود. بطوریکه بتواند توسط وسایل هیدرولیکی در راستای محور طولی پرس حرکت نماید. بعلاوه توسط گرم کن مقاومتی نصب شده در محفظه یا نگهدارنده آن تا دمای حدود 800 (427) حرارت داده می شود. به دلیل جرم و طول زیاد محفظه های بزر مورد استفاده در پرسهای با ظرفیت بالا، حفظ دمای درونی آستری با المنتهای حرارت دهنده پیچیده شده به دور آن مشکل است. جهت کنترل بهتر دمای اکستروژن بالاخص در محصولات مورد استفاده در صنایع هوافضا، به منظور حرارت دادن مناسب محفظه، کنترل چند موضعی دما مورد استفاده واقع می شود. در این حالت گرم کن ها بطور مستقل در شش منطقه کنترل می شوند. گرم کن القایی نصب شده در محفظه می تواند دما را تا حدود 932 (500) بالا ببرد. اگر آستری محفظه از فولاد مناسبی با مقاومت بالا به نرم شدن ساخته شده و بطور صحیحی در آن نصب شود. می تواند 30000 تا 40000 سیکل کاری پرس را تحمل نماید.

محور فشاری

محور فشاری همراه با یک بلوک سنبه (دامی) نصب شده روی آن و با استفاده از سیستم های کششی به تکنیکی استاندارد در صنعت اکستروژن بالاخص در آلیاژهای نرم همچون 6063 تبدیل شده است. بلوکهای سنبه (دامی) با در نظر گرفتن شکل و همراستایی آنها با جداره داخلی محفظه بر روی اکثر پرسهای اکستروژن نصب می شوند. کاستل نمایی از کاربرد یک بلوک سنبه (دامی) نصب شده را ارائه نموده است. سلسیم طرحی را ارائه نمود که در آن دو یا چند قطعه برای ایجاد آب‌بندی کامل در تمامی فشارهای اکستروژن استفاده می شد. او پارامترهای این طرح را نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. چندین طرح از بلوک سنبه (دامی) نصب شده توسط سازندگان متخصص تهیه شده است. نمونه ای از این طرحها در شکل نشان داده می شود. محور فشاری را همراه با بلوک سنبه (دامی) نصب شده نشان می دهد. موفقیت آمیز بودن کاربرد این بلوک به شرایط کاری آن در عمل وابسته است.

 کاستل برخی از این شرایط را بصورت زیر بیان نمود:

• روغن کاری
• همراستایی
• پیش گرم
• فاصله مجاز بین بلوک سنبه و محفظه

همانگونه که قبلا نیز ذکر شد آزاد کردن سریع محور فشاری یکی از روشهای اصلی در پرس های اکستروژن جدید است. طرحی که در آن، محور فشاری به سهولت و سرعت بدون برداشتن یا باز کردن پیچهای تثبیت کننده از حلقه نگهدارنده آن جدا می گردد. در شکل 3-15 نشان داده می شود.