挤压时的变形规律教程文件

挤压的品种
棒
(六角棒) (圆棒)
(方棒)
管
(铝管)
(防锈铝管)
(散热器管)
(方管)
(方管)
(方管)
型
(开瓶器型材)
(铝管型材)
(铝型材)
(铝型材) (型管)
挤压时金属的变形特点
◆按流动特征与挤压力的变化规律分成三个阶段
填充挤压阶段：即开始挤压阶段，金属充满挤压筒和模孔，挤
压力急剧上升；
基本挤压阶段：即稳定挤压阶段，挤压力随锭坯长度缩短、表
度来衡量（hs）。
死区的作用：对提高制品表面质量有利。 原因：死区的顶部能阻碍锭坯表面的杂质与缺陷进入变形
区压缩锥，而流入制品表面。 4、剧烈剪切带：处于快速流动区与死区之间。 5、头部未变形区：棒材前端
一、填充挤压阶段
1、填充系数 λ c λc= F0/Fp F0：挤压筒内孔横截面积
2、镦粗
Fp：锭坯的横截面积
挤压时的变形规律
挤压的基本方法
一、挤压的概念
对放在容器中（挤压筒）的材料一端施加压力，使其 通过模孔成型的加工方法。
二、分类
1、根据制品特征 实心挤压：如棒； 空心挤压：如管； 型材挤压：如型
2、根据材料流出模孔的方向与挤压杆运动方向 正向挤压：相同
反向挤压：相反
3、根据挤压力的传输介质 油压 水压
4、根据材料的受力情况 普通挤压 静液挤压
三、挤压的优点与缺点
1、优点 (1) 强烈的三向压应力状态； (2) 断面形状复杂； (3) 灵活性，多品种、多规格； (4) 尺寸精度、表面质量好于热轧； (5) 易实现生产过程的自动化和封闭化。
2、缺点 (1) 废料损失大 10-15%； (2) 加工速度低；(摩擦大，温度升高，易产生废品) (3) 长度与断面上组织和性能不均匀； (4) 工具消耗大。
中心缩尾
环形缩尾
皮下缩尾
2、克服缩尾的措施 a.用适当的工艺，确保流动均匀，减少锭尾径向流动； b.进行不完全挤压(可能出现缩尾时，中止挤压，存在压 余，约为锭坯直径的10~30%)； c.脱皮挤压；
e.车皮挤压； f.改善铸锭表面质量，某厂引进气穴铸造 g.锭接锭挤压
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封闭空间压力高→气泡、起皮
措施：(1)控制长径比 3~4；
(2)梯温挤压（前高后低）
二、基本挤压阶段
1、挤压比 λ= F0/∑F1 制品的断面积为F1
2、变形区内的应力与变形状态
σr≈σθ
|σr |>|σθ|(由中心到边部)
3、主应力分布的不均匀性
轴向 ： |变形区入口|>|变形区出口|
|变形区边部|>|变形区中心|
径向 ： |变形区入口|>|变形区出口|
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|变形区边部|>|变形区中心|
三、挤压终了阶段
1、死区引起的缩尾
中心流动快，体积供应不足,边部金属向中部转移，形成挤压缩尾。
中心缩尾：后死区小(氧化皮等缺陷带入中心，彼此不能焊合) 环形缩尾：后死区大(挤压垫和挤压筒交界角落处金属沿后端
难变形区流向中间层)
皮下缩尾：剧烈剪切带与死区发生断裂或形成滞流区， 死区金属参与流动。
2、横向线弯曲，中心超前，越接近出口面其弯曲越大(中心
金属流速>边部)。 a. 边部非矩形，中部近矩形 b. 边部剪切变形>中心剪切变形 c. 边部总延伸>中部总延伸(或外层金属的主延伸变形>内层) d. 纵向上总延伸：前端<后端 e. 纵向上边部延伸：前端>后端
3、存在两个难变形区，前死区，后死区。一般指前死区，用高
面摩擦力总量减小；
终了挤压阶段：即紊流挤压阶段，工具对金属的冷却，强烈的
摩擦，使挤压力上升。
◆用网格法研究的结果
挤压流线
1 、变形区（压缩锥）：纵向线在进出压缩锥时，发生方向相
反的两次弯曲，其弯曲的角度由外层向内逐渐减小，挤压中心线 上的纵向线不发生弯曲。 当金属进入压缩锥后，径向和周向承受压缩变形，轴向延伸变形。