挤压第七章 热 挤 压
工程力学第七章剪切和挤压的实用计算
塑性材料制成的杆件受静荷载时，通常可不考虑应力
集中的影响。 均匀的脆性材料或塑性差的材料(如高强度钢)制成的 杆件即使受静荷载时也要考虑应力集中的影响。 非均匀的脆性材料，如铸铁，其本身就因存在气孔等
引起应力集中的内部因素，故可不考虑外部因素引起的应
力集中。
4
第七章 剪切和挤压的实用计算
一、剪切的概念
Fbs F / 4 110 s jy 107 171.9MPa s bs Abs td 4 11.6
钢板的2--2和3--3面为危险面 3F / 4 3 110 s2 107 155.7MPa s t (b 2d ) 4 (8.5 2 1.6) F 110 s3 107 159.4MPa s 综上，接头安全。 t (b d ) 1 (8.5 1.6) 1 2 3 F F F
12
2、剪切的实用计算
实用计算方法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力 基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直 接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。
适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如连接件等。
剪切实用计算假设：假设剪应力在整个剪切面上均匀分布。
13
（合力） F
FQ
FQ Fbs F
F 57103 28.6MPa AQ bL 20100
Fbs F 57103 s bs 95.3MPa s bs Abs L h 2 100 6 m F h
F
L b
AQ
F d
综上，键满足强度要求。
21
例3. 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm ，宽度 b=8.5cm ，许用应力为[s ]= 160M Pa ；铆钉的直径 d=1.6cm，许用剪应力为[]= 140M Pa ，许用挤压应力为
热挤压——精选推荐
热挤压热挤压时加热温度在毛坯金属的再结晶温度以上，且是三向受压，主要用来制造普通等截面的长形件、棒、管、型材等。
很多材料都可以热挤。
常用的热挤压形式如图1所示。
挤压时，坯料放入挤压筒内，在挤压杆的作用下，当压力超过材料的抗力时，便通过模孔变形，从而获得所需工件的形状。
与冷、温挤相比，热挤时变形力小，变形量大，可挤出很复杂的断面。
但模具要求高，热工件表面粗糙度也大。
(a)深孔反挤压 (b)实心反挤压 (c)空心正挤压 (d)实心正挤压 (e)复合挤压 (f )可分凹模径向挤压1-挤压筒 2-凹模 3-挤压杆 4-挤压杆(凸模) 5-凹模 6-芯棒 7-凸模 8-凹模 9-凸模 10-可分凹模 11-凹模套图1 热挤压的各种形式挤压件可直接作为结构件或者切断后予以精加工作为机器零件。
表1为热挤压用材料和制件用途。
表1 热挤压用材料和制件用途1 挤压比与挤压金属流出速度（1）挤压比的计算与选择棒材挤压时的挤压比按下式计算：220d D m式中，D －挤压筒直径；d －挤压棒直径。
管材挤压时的挤压比按下式计算：()14220+--=s s d d D m式中，0D 、d －分别为挤压筒、挤压管材直径； s －挤压管材壁厚。
（2）挤压金属流出速度的选定热挤压时应变硬化和恢复再结晶软化共同决定了抗力和变形量。
常见的挤压速度列于表2。
表2 挤压金属流出速度挤压流出速度和变形程度等工艺参数最佳配合。
钛合金在700℃-1100℃范围内有足够高的塑性，但是它有粘结模具的倾向，因此要求挤压金属流出速度要大。
采用快速压力机和增加变形程度可增加金属流动速度，但增加变形程度与提高变形速度一样，会引起变形区的热量增加。
因此在低温下挤压重要零件时，对变形程度与流动速度应加以限制。
同时挤压流出速度的下限受毛坯在挤压筒中冷却的限制。
根据挤压变形条件的不同，金属流出速度以不小于500mm/s为宜，见表3。
对强度与塑性有相当高要求的重要零件，钛合金毛坯的加热温度必须在ββα⇔+转变点以下。
第七章 挤出成型
一般 hs＝KD
K——常数
（hS为均化段螺槽深度）
取0.02～0.06
⑤螺距（s）螺旋角（￠）
螺距是两个相邻螺纹间的距离，螺旋角是螺旋 线与螺杆中心线垂直面之夹角。螺杆直径一定时， 螺距就决定了螺旋角或螺旋角就决定了螺距， s=πDtg￠.理论和实验证明，30º 的螺旋角最适合于细 粉状塑料；15º 左右适合子方块料；而17º 左右则适合 于球、柱状料。在计量段，根据公式推导，螺旋角 为30º 时产率最高。
螺杆的几种形式
等距不等深螺杆，等深不等距螺杆，不等深不等距螺杆
(2) 螺杆的分段及其作用
按塑料在螺杆上运转的情况可分为加料、熔化（压 缩）和均化（计量）三段，有时就称为三段式螺杆，这 种螺杆就是通用螺杆，或标准螺杆（计量螺杆），螺距 等于D。
① 加料段
加料段是自塑料入口向前延伸一段的距离，其长度 约为4—8D。在这段中，塑料依然是固体状态。 螺杆的主要作用是使塑料受热前移，向熔化段输送 物料，因而螺槽容积可以维持不变，一般做成等距等深 的。螺槽深度(H1)，一般为0.1-0.15D，螺距(S)为1一 1.5D。 另外，为使塑料有最好的输送条件，要求减少物料 与螺杆的摩擦而增大物料与料筒的切向摩擦， 为此可采取的方法有：在料筒与塑料接触的表面开 设纵向沟槽；提高螺杆表面光洁度，并在螺杆中心通水 冷却。
橡胶挤出——压出 合成纤维——螺杆挤出纺丝 塑料挤出——主要以热塑性塑料为主
二、挤出成型在聚合物加工中的地位
突出的优点 （1）塑化能力强（一台φ200挤出机产量可达 700kg/ 小时，德国φ500挤出机产量高达20t/小时.） （2）生产效率高（适于大批量生产） （3）材料适应宽（广泛应用于塑料、橡胶、合成纤 维的成型加工，也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造 粒及塑料的共混改性等） （4）产品范围大，产品形状多样（能生产管材、棒 材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中 空制品等截面形状单一的制品） 设备简单,投资少,见效快 近80 ％的塑料材料需要挤出成型，挤出设备广泛用 于塑料材料的塑化、熔体输送和泵送加压，从而成为其 他加工方法的基础。
第七章 剪力与挤压的适用计算
第七章剪力与挤压的适用计算一、判断题1、挤压作用就是压缩作用。
（×）解析：挤压不一定有形变，而压缩一定有形变。
挤压应力与压缩应力不同，压缩应力分布在整个构件内部，且在横截面上均匀分布；而挤压应力则只分布于两构件相互接触的局部区域，在挤压面上的分布也比较复杂。
2、在钢板上要冲击一个孔，在一定条件下，如果孔越小，则冲击的钢板越厚。
（√）解析：δπτR F A F 2==在一定条件下，即切应力和冲击力一样。
则R F πτδ2][∙=，孔越小，R 越小，则钢板厚度越大。
3、实用剪切计算，就是假定建立在剪切面上均匀分布。
（√）4、实用挤压计算方法，就是假定挤压应力是在挤压面上均匀分布的。
（×）解析：在投影面上均匀分布。
5、实用挤压应力计算方法，就是假定挤压应力在挤压面的正投影面上均匀分布的。
（√）6、在剪应力互等定理中，τ和τ’分别位于相互垂直的平面上，大小相等，方向都指向垂直面的交线。
（√）二、选择题1、在连接件上，剪切面和挤压面分别于外力方向。
A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.平行 D.垂直2、连接件切应力的实用计算是以假设为基础的。
A.切应力在剪切面上均匀分布 B.切应力不超过材料的剪切比例极限C.剪切面为圆形或方形 D.剪切面面积大于挤压面面积3、在连接件剪切强度的实用计算中，许用切应力[τ]是得到的。
A.精确计算 B.拉伸试验 C.剪切试验 D.扭转试验4、冲床如图所示，若要在厚度为δ的钢板上冲出直径为d 的圆孔，则冲头的冲压力F 必须不小于。
已知钢板的屈服应力τs 和强度极限应力τb 。
A.s d δτπB.s d τπ241 C.b d τπ241 D.b d δτπ解析：使用强度极限τb 。
b d F b d F R F A F δτπτδπδπτ≤⇒≤===2225、图示连接件，插销剪切面上的切应力为。
A.2d F4πτ= B.2d F2πτ= C.δτd 2F= D.δτd F=6、如图所示，在平板和受拉螺栓之间垫一个垫圈。
热挤压工艺
热挤压工艺
热挤压工艺是一种新型的机械加工技术。
它可以以不同的形式，利用高温和高压对金属材料进行加工处理，从而获得加工零件。
热挤压可用于分离碎片、梳理毛发、制作复杂结构零件等。
热挤压工艺能够有效地改善金属材料的机械性能，例如机械强度、抗腐蚀性、抗磨损性和耐热性。
热挤压技术可以降低残留应力，并使晶粒变得更小、更为细致，这有利于提高加工零件的机械性能。
此外，热挤压还可以提高材料的热传导性能，从而使得介质在使用过程中具有更高的稳定性和更长的使用寿命。
热挤压工艺分为温度和压力两个主要参数，其参数受外部环境因素的影响，如冲击及热源，构成机械加工过程中不可或缺的一部分。
针对热挤压的不同应用，工艺参数需要适当的调整。
此外，热挤压技术还利用润滑系统，可以有效地减少拉伸和压缩加工过程中的摩擦应力，提高加工效率。
热挤压工艺的应用非常广泛，可以满足任何工艺加工的要求。
它不但可以用于金属材料加工，还可以用于各种非金属材料的加工，如橡胶、塑料和玻璃等。
因此，热挤压工艺可以广泛地应用于汽车、航空航天、军工及制药行业等各种行业。
热挤压工艺能够充分发挥材料，在尺寸精度、材料组织结构和金属加工过程中，都起着重要作用。
正确运用热挤压工艺可以使精度和表面质量得到提高，同时有助于加工部件的耐久使用性。
总之，热挤压工艺是一种把高温和压力结合起来的机械加工技术，
可以用来加工金属及非金属材料，有效地改善材料的机械性能，提高产品的精度和表面质量以及耐久性能。
热挤压工艺
热挤压工艺内容提要：本文介绍了热挤压工艺，首先对其工艺原理、特征及应用进行介绍，然后重点介绍了热挤压工艺的几种具体工艺方法，最后总结了热挤压工艺的优缺点。
关键词：热挤压工艺，工艺原理，优缺点热挤压工艺是一种利用热加热挤压或熔融材料来形成由塑料、金属、陶瓷等材料形成的复合部件的工艺。
它可以用来创造一系列令人惊叹的特殊形状的零件，具有优异的物理性能。
本文介绍了热挤压工艺的工艺原理、特征及应用，以及热挤压工艺的几种具体工艺方法，最后总结了热挤压工艺的优缺点。
一、热挤压工艺原理热挤压工艺是一种将金属、塑料等材料在一壳内熔融后，利用外加压力把材料挤压成复合部件的工艺。
热挤压工艺有很多优点，首先，它可以将两种不同力学性能的材料融合在一起，具有优异的物理性能和结构的复合材料。
其次，它可以把金属材料和非金属材料融合在一起，方便复合材料的抗震、耐腐蚀性能的提高。
最后，它可以实现小型化，密封性能好，耐磨损等性能特点，且成型后的零件准确性高，也实现了一次成型。
二、特征及应用热挤压工艺可以在一次成型过程中实现多种形状和层次的复杂零件，具有高精度和质量稳定性等特点，适合制造压力强大、通风性差等高要求的零件。
它可以用于制造汽车、摩托车、船舶等不同行业的零部件，广泛应用在汽车、摩托车、电子、家电、通讯等行业。
三、热挤压工艺的几种具体工艺方法1、挤压成型工艺：将塑料根据其熔融温度放置在模具中，然后再加热压模成型，从而形成比较复杂的零件。
2、堆焊成型工艺：由于金属和塑料各自具有自己的物理特性，金属和塑料可以通过融焊的方式组合在一起，用金属材料覆盖塑料，实现的复合部件有多层叠层的特性。
3、注模注入成型：将同质材料置入一个模具中，然后再加热压模成型，可以形成更复杂的部件。
4、连接成型：将金属和塑料分开，然后再以特定的方式连接，可以形成复杂的部件。
四、热挤压工艺的优缺点热挤压工艺具有节约原料、降低成本、缩短生产周期、提高生产效率、改善零件的性能和强度等优点，是金属和塑料复合部件制造的一种理想工艺。
热挤压工艺
热挤压工艺
热挤压工艺是一种利用高温（一般为500℃以上）和高压（一般为1000MPa以上）将金属和非金属材料进行塑形加工的工艺。
它是利用夹具将零件挤压到冲模内，并加热管状零件以及夹具内侧的冲模，然后按一定的过程要求挤压管状零件，使零件轴向及径向获得稳定的成品尺寸而形成成品。
热挤压工艺的基本过程是将材料放在夹具内，然后将夹具放置于冲模内，通过加热的方式使零件受热，然后使用压力把零件挤压到冲模内，使零件形成一定的成品形状。
热挤压工艺的主要优点是可以生产出种类繁多的规格的管材，且其成品的圆度、直径精度可达到非常高的要求。
同时，热挤压还具有加工简便、过程可控、比表面粗糙度高、加工速度快等优点。
由于热挤压工艺需要以高温和高压作为驱动力，因此设备配置非常复杂，包括热挤压模具、加热装置、温度检测装置、压力控制装置、冷却装置等。
此外，热挤压工艺的成形过程较复杂，需要有较高的技术控制精度，以保证生产的质量。
总之，热挤压工艺是一种通过高温和高压对金属和非金属材料进行塑形加工的工艺，具有生产管材种类多样、精度高、加工简便、过程可控、比表面粗糙度高、加工速度快等优点，但是其设备配置复杂，成形过程也较复杂，需要有较高的技术控制精度以保证生产的质量。
- 1 -。
钢管热挤压中的挤压力研究
泛， 但针对钢管挤 压 ， 由于其材料 内壁是空心 的， 因此在成形趋
势上有所不 同 ， 接使用古 布金公式不 仅不方便 ， 直 且在计 算结 果上存在较大 的误差 。 笔者主要研究钢管在缩径成形 时的挤压力计算 ， 通过分析 挤压速度 、 预热温 度、 擦系数 和模 具成形角度等 参数对 挤压 摩 力的影响 ， 对古布金 公式进行 了修 正 ， 出了一种 比较适合 空 提 心缩径成形的挤压力计算公式 。
１ 钢 管 热挤 压 力的计 算
１１有 限元分析模型的建立 ．
当温度高 于 ９０２ ， ０ ＇时 材料 的屈服强度变化 趋势变得缓 慢 ， ｔ 可
见 ，温度 对挤压力 的影响主要是 通过在不 同温度下 的屈服极
限来表现 的。
钢管缩径成形时 ， 钢管 和模具几何上是绕 同一轴线 的回转 体 ， 了节约计 算时 间和 内存使 用率 ， 用 Ａ ｓｓ ｓＤ ｎ 为 采 ｎｙ／ — ｙ ａ中 Ｌ 的二维轴对 称单元 Ｐａｅ ６ ｌｎ １２建立有 限元模 型 ，划分单 元后 钢
设计 ， 虚拟制造研究及应用” ２ ｏ ０ ｌ０ ） （ ０ ｌｏ ０ ３ 。 作者简介 ： 昆（９９ ）男 ， 陈 １６一 ， 武汉理工大学物流工程 学院智能制造与 控制研究所 讲师 ， 博士 ， 研究方向 ： 仿真及虚拟设计 ； 张博 （９３ ）女 ， １８一 ， 武汉 理工大学物流 工程学 院智能制造与控制研究 所硕士研究生 ； 陈定方（ ９ ６ ）男 ， １ ４ 一 ， 武汉理工大学物流工程学 院智能制造 与控制研究所 教授 、 博士研究生导师 ， 国家级专家 ； 卢全 国（９７ ）男 ， 汉理工大学物流工程学院智能制造与控制研究所 ， １７一 ， 武 博士后 。
证 了 ＣＨ， ． 古布金公 式的准确度 ， 对其计 算误差进 行了分析 ， 对
挤压工艺pdf
挤压工艺一、挤压工艺概述挤压工艺是一种利用压力将金属坯料通过模具塑造成各种形状和尺寸的加工方法。
挤压工艺是一种高精度的加工方法，可以生产出具有高质量、高性能和高可靠性的产品。
根据不同的加工条件和要求，挤压工艺可以分为冷挤压、热挤压和温挤压等类型。
二、挤压原理及分类1.冷挤压冷挤压是指在常温下进行的挤压加工方法。
在冷挤压过程中，金属坯料被放置在挤压筒中，通过施加压力使其通过模具口模形成所需形状和尺寸的制品。
冷挤压适用于塑性较好的材料，如铝、铜等有色金属及其合金。
制品具有高强度、高硬度、小变形量和小残余应力等优点。
2.热挤压热挤压是指在高温下进行的挤压加工方法。
在热挤压过程中，金属坯料被加热到高温状态，然后通过施加压力使其通过模具口模形成所需形状和尺寸的制品。
热挤压适用于塑性较差的材料，如钢铁等黑色金属。
制品具有较好的加工性能和力学性能。
3.温挤压温挤压是指在稍高于室温下进行的挤压加工方法。
温挤压适用于塑性适中的材料，如钛合金等。
温挤压制品具有较好的综合性能。
三、挤压设备与工具1.挤压设备挤压设备包括挤压筒、加热炉、挤压机、冷却设备和模具等。
其中，挤压筒是用于装载金属坯料的容器；加热炉用于将金属坯料加热到所需温度；挤压机用于施加压力；冷却设备用于降低制品温度；模具是形成制品形状的关键工具。
2.挤压工具挤压工具包括挤压针、垫块、顶杆和定位销等。
其中，挤压针用于将金属坯料推入模具口模；垫块用于调整模具高度；顶杆用于顶出制品；定位销用于确定制品位置。
四、挤压工艺参数1.坯料准备：选择合适的材料和规格，进行表面处理和清洁等。
2.模具设计：根据产品要求和材料特性设计模具，考虑制品形状、尺寸和精度等因素。
3.加热温度：根据材料和制品要求确定加热温度，过高会导致材料变形和氧化，过低会影响制品性能。
4.挤压速度：根据制品要求和设备能力选择合适的挤压速度，过快会导致制品缺陷，过慢会影响生产效率。
5.润滑：在挤压过程中对模具和坯料进行润滑，以减少摩擦和磨损。
7.1热挤压概述
第三节热挤压坯料的加热（自修）
• • • • 1.加热方法 2.加热缺陷 3.加热温度范围 4.加热规范
第四节热挤压润滑方法（自修）
• 要求：耐压、耐热、不污染环境（油基石 墨污染大，石墨燃烧挥发） • 种类：石墨润滑剂，玻璃润滑剂（工件表 面吸附一层玻璃，难去除）
第五节热挤压模具结构及模具材料
第七章热挤压
第一节热挤压概述 第二节热挤压件图绘制 第三节热挤压坯料的加热（自修） 第四节热挤压润滑方法（自修） 第五节热挤压模具结构及模具材料 第六节热挤压压力的计算 第七节热挤压件的冷却及热处理（自修） 第八节热挤压质量及力学性能（自修）
第一节热挤压概述
• 1.定义：在再结晶温度以上的某温度进行的 挤压（热锻温度）。 • 2.热挤压优缺点：塑性好，变形抗力低；连 续成形效率高；模具增加了冷却系统；表 面质量差、尺寸精度低；必须后续处理 • 3.举例：插板挤压处理举例
第二节热挤压件图绘制
• （在冷态下的热挤压件图尺寸A冷） *（1+脱模时件的温度t1*线膨胀系 数α1）＝ （在热态下的热挤压件图 尺寸A热） • （在热态下的热挤压件图尺寸A热） ＝（凹模冷态尺寸A模）*（1+脱模 时模具温度t2*模具钢的线膨胀系数 α 2）
• 结论：A模＝ A冷（1+t1*α1）/ （ 1+t2*α2 ）
• 结构特点：与冷挤压 基本相同 • 1.工作零件冷却系统 • 2.凸凹模更换方便 • 3.应力圈 • 材料：常用H13， 3Cr2W8V
第六节热挤压压力 的计算（举例）
• 注意：过渡圆角半径不放收缩率
举例：LF6筒体温热 挤压凹模尺寸确定
• A＝φ100α1＝25.9*10-6 t1=200℃; α2=12.6*106t =100℃求凹模工作尺寸A 2 模 • A冷＝（100+2*1.5）+0.7-0.4＝ 103 +0.7-0.4 • 103*（1+25.9*10-6*200）＝ A模*（1+12.6*10-6*100） • 推出A模＝ 103*(1.00518/1.00126)=1.00 39*103=103.4 • 比较教材方法A模教材= 103* （1+25.9*10-6*200） =103.533>实际A模 • 原因:教材未考虑模温
第七章 挤压膨化食品的生产
3、以生产的食品性状分
＊小吃食品 ＊面食类 ＊快餐汤料类
4、从风味、形状上分
从风味、形状上能分出千百种挤压食品
第二节 挤压膨化原理
一、挤压膨化原理
当物料通过供料装置进人套筒后，利用螺杆对物 料的强制输送，通过压延效应及加热产生的高温、高 压、使物料在挤压筒中被挤压、混合、剪切、混炼、 熔融、杀菌和熟化等一系列复杂的连续处理，胶束即 被完全破坏形成单分子，淀粉糊化，在高温和高压下 其晶体结构被破坏，此时物料中的水分仍处于液体状 态。当物料从压力室被挤压到大气压力下后，物料中 的超沸点水分因瞬间的蒸发而产生膨胀力，物料中的 溶胶淀粉也瞬间膨化，这样物料体积也突然被膨化增 大而形成了酥松的食品结构。
大豆蛋白经热处理后会发生变化： 大豆蛋白经热处理后会发生变化： 挤压挤压过程使大豆蛋白处于热、 挤压挤压过程使大豆蛋白处于热、压力和 剪切力等综合作用下，在一定范围内， 剪切力等综合作用下，在一定范围内，挤压 温度上升，产品的组织化效果好。 温度上升，产品的组织化效果好。蛋白质经 高热处理会引起结构的变化，如：肽键的水 高热处理会引起结构的变化， 氨基链的变性和新共价异肽键的形成等。 解、氨基链的变性和新共价异肽键的形成等。 蛋白质在低水份条件下对热的抵抗力强些。 蛋白质在低水份条件下对热的抵抗力强些。 通过一系列的研究得出的结论是挤压对蛋白 质最大的影响在于，首先分离它们， 质最大的影响在于，首先分离它们，然后又 将其重新组合成一种经调整的纤维状结构。 将其重新组合成一种经调整的纤维状结构。
二、挤压过程中物料成分的变化 挤压过程中物料成分的变化 物料在挤压机中发生复杂的物理、化学、 物料在挤压机中发生复杂的物理、化学、 生物反应使最终产品在质构、组成、 生物反应使最终产品在质构、组成、表现等 理化特性及营养上发生很大变化。目前，挤 理化特性及营养上发生很大变化。目前， 压技术在食品工业，尤其是在生产快餐、 压技术在食品工业，尤其是在生产快餐、早 餐食品、 餐食品、固态饮料及小食品等行业上应用较 广泛。根据挤压特性， 广泛。根据挤压特性，就食品中的三大营养 碳水化合物、 素一一碳水化合物 蛋白质及脂肪在挤压过 素一一碳水化合物、蛋白质及脂肪在挤压过 程中的变化做一简单阐述。 程中的变化做一简单阐述。
不锈钢管热挤压作用
不锈钢管热挤压作用在不锈钢管的生产过程中，热挤压是一种重要的加工方法。
热挤压是指将不锈钢坯料通过一对锥形滚轮的夹紧作用下，使其产生塑性变形，从而在管道内壁的压力下挤出，形成不锈钢管的方式。
热挤压不仅可以用于生产普通的不锈钢管，还可以生产复杂断面的不锈钢管，如六角、方形、扁平等。
热挤压加工制造不锈钢管的过程中，首先将不锈钢坯料放置在挤压机的料斗中，然后通过锥形滚轮的夹紧作用，将坯料挤压变形，并在一对锥形滚轮之间形成空腔，进而产生管道。
随后，通过不断的挤压，使管道的外径逐渐变小、内径逐渐变大，最终形成所需的不锈钢管。
热挤压的工艺具有许多重要的优点。
首先，热挤压可以大幅提高管道的结构强度和耐压能力，使得不锈钢管具有更好的物理性能和机械性能。
其次，热挤压可以生产出高精度的不锈钢管，管道的尺寸精度高，表面光滑，能够满足不同行业领域的需求。
此外，热挤压还能改善管道的内部组织结构，提高材料的耐腐蚀性和抗氧化性。
热挤压加工不锈钢管还有一些注意事项。
首先，坯料的选择非常重要，要选择具有良好塑性和可锻性的不锈钢材料。
其次，要合理控制挤压速度和温度，以确保成型的管道具有高质量和符合要求的尺寸。
另外，挤压过程中需要对管道进行冷却，以防止管道温度过高引起变形或不均匀。
最后，还要进行适当的热处理和修整工艺，以确保不锈钢管的性能达到要求。
总之，热挤压是一种重要的不锈钢管加工方法，具有很多优点和应用前景。
通过合理控制挤压工艺参数，可以生产出高质量、高精度的不锈钢管，满足不同行业的需求，并具有良好的物理性能和机械性能。
工程力学第七章：剪切和挤压
F
F F/2 F/2
F
三个挤压面
三、拉伸强度的实用计算
t
板上有铆钉孔，板的横截面 积在开有铆钉孔的地方为最
一、剪切的实用计算 1. 剪切面--A 错动面。 剪力—FQ剪切面上的内力。
F
n F n 2. 名义剪应力--
FQ AQ
n
FQ
剪切面 3. 剪切强度条件（准则）
n
F
FQ AQ
其中:
u
n
剪切的实用计算最重要的是确定剪力大小和剪切面位置： F F 一个剪 切面 双剪 FQ=F/2
F
F
F F 受剪切面为力分界面
d
键联接
4. 剪切面积的确定
螺栓:
FQ F
键：
l h
b
FQ
剪切面 受剪切螺栓剪切面面积：
剪切面
d
AQ
d 2
4
AQ b l
单剪切与双剪切：
单剪切 F
F
一个剪切面
F FQ , AQ A 2
双剪切
F 2
F 2 F 2
F
F 2
两个剪切面
F
F 2
F 2
F FQ , AQ A 2
F 2
F 2
FQ
无论取中间段还是两端段，结果相同。
F , AQ A 2
二、挤压
挤压破 坏实例
1. 概念
铆钉等联接件在外力的作用下发生剪切变形的同时，在联接件
和被联接件接触面上互相压紧，产生局部压陷变形，最后压溃 破坏的现象称为挤压。挤压力用Fbs表示。挤压应力用σbs表示。 挤压不等于压缩，挤压应力只发生在两个构件接触的表面，一 般不均匀分布。压缩指杆的整体变形，任意截面上的应力都均 匀分布。
第七章-挤出成型
粘流（熔融）体的变形。
动态变化：
在螺杆和料筒间沿螺槽向前流动。
挤出过程中有：
T、P、η 的变化； 化学结构和物理结构的变化。
一、挤出过程和螺杆各段的职能
由于塑料在挤出过程中，在螺杆的全程中其形变特 点和流动情况是不同的。把塑料在挤出机内的流动沿螺 杆往机头方向分为三段来讨论。
加料段：固体输送区，物料形变很小； 压缩段：熔融区，物料压缩形变大，熔融流动次要； 均化段：熔体输送区，熔融流动是主要的。
正流与P无关，逆流和漏流与P成正比。
P
Q ，但有利于塑化。
2、螺杆转速n与流率Q的关系
AK
Q=
·n
B+K
对于一定的机器，挤出量与螺杆转速成正比。
3、螺杆几何尺寸与生产能力的关系
主要是螺杆直径、螺槽深度和均化段长度。
（1）螺槽深度H
正流与H成正比，逆 流与H3成正比。
三、挤出成型基本过程
1、塑化 在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间的内摩
擦热使其成为粘流态物料。 2、成型
在挤出机螺杆的旋转推挤作用下，通过具有一定形状 的口模，使粘流态物料成为连续的型材。
3、定型 用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型为制品。
四、挤出成型设备
螺杆式挤出机 连续成型，用处最多。 柱塞式挤出机 间歇成型，一般不用。
图7-9
二、挤出理论
1、固体输送理论
加料段的主要作用是固体输送。 塑料：未溶化、疏松的固体，表面发粘结块，形状不大。
物料沿螺槽 的向前运动
旋转运动－物料与螺杆的摩擦作用力 轴向水平运动－螺杆旋转时的轴向分力
物料
螺杆表面的摩擦力大 料筒表面的切向摩擦力小
旋转运动
第七章第三节塑料的挤出原理
三、熔体输送理论 熔体输送理论又称流体动力学理论，它是 研究螺杆均化段如何保证塑料彻底塑化， 并使之定压、定温和定量挤出，以获得稳 定的产量和高质量制品的理论。它的基点 是讲物料在均化段的运动看作为粘性流体 的流动。
从以上的分析来看，物料在机筒中的流动可分解 为沿螺纹(或沿螺槽)方向的正流，与其方向相反的逆 流、沿螺纹垂直方向的横流及沿间隙的漏流等四种流 动。四种流动形成的综合流动如图5—22所示。根据 流动分析，影响挤出机生产能力的是顺流Qd、逆流Qp， 和漏流Qc。横流对挤出量没有影响，但对挤出过程中 物料的混合和热交换的作用却很大。故挤出机的生产 能力Q可表示为：
二、塑料挤制的工艺流程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、固体输送理论
• 固体输送段位于在螺杆的头部，长度约在(3～5)D的范围 内。这个区段的理论研究是建立于达尼尔(Darnell)和莫 尔(Mol)理论的基础上。 • 为了便于分析，莫尔作了如下的假设： （1）物料与螺槽和料筒内壁所有边紧密接触，形成固体塞 或固体床，并以恒定的速率移动； （2）略去螺棱与机筒的间隙及物料重力和密度变化等的影 响； （3）螺槽深度是恒定的，压力只是螺槽长度的函数，摩擦 系数与压力无关； （4）螺槽中固体物料像弹性固体塞一样移动。固体塞的移 动是受固体周围的螺杆和机筒表面之间的摩擦力控制的， 只有物料与螺杆之间的摩擦力小于物料与机筒之间的摩擦 力时物料才能沿轴向前进，否则物料将与螺杆一起转动。
影响熔融长度的因素：
• 物料特性 比热小、热导率和密度高、熔化潜热和熔融温度低的塑料， 熔融长度短。 • 流率 其他变量不变的情况下，增加流速，必然要延长熔融长度， 其结果是挤出物的均匀度和塑化性能变差。 • 螺杆转速 在保持流率和机筒温度不变条件下，增加螺杆转速将大大 增加挤出机的熔融速度，因此缩短了熔融区的长度。 • 机筒温度和物料初温 机筒温度增加有利于加热物料，促进熔融，但由于其提高 了熔体的平均温度，使熔体粘度降低，从而导致剪切生热 作用下降，通常能找到一个相对于最大熔融速率的最佳机 筒温度；物料初温增加对熔融总是有利的。
冷温热挤压技术
冷温热挤压技术冷温热挤压技术是一种重要的金属加工技术，广泛应用于各行各业。
在此，我将为大家详细介绍冷温热挤压技术的基本原理、工艺流程、应用领域和未来发展趋势。
冷挤压是指在室温下对金属材料进行挤压加工。
它主要通过利用强大的挤压力将金属材料引入挤压模中，通过挤压腔体的限制使金属处于高应变率的状态，进而在外力作用下进行形状变化。
冷挤压加工具有高精度、高生产效率、低材料损耗等优点，因此在汽车、航空航天、电子电气等领域有广泛的应用。
温挤压是一种介于冷挤压和热挤压之间的加工技术，在温度稍高于室温的情况下进行挤压。
温挤压能够使金属材料的塑性得到有效提高，有利于形变和分散硬化相的再结晶过程，从而获得更好的挤压效果。
温挤压通常应用于难以在室温下加工的金属材料。
热挤压是指在较高温度下进行的挤压加工。
热挤压能够显著提高金属材料的塑性，在较高的温度下进行挤压，使金属更易于形变。
热挤压广泛应用于高温合金、铝合金、镁合金等材料的加工，具有高材料利用率、产品尺寸精度高、显微组织均匀等优点。
冷温热挤压技术的工艺流程一般包括材料的预处理、坯料切割、坯料预热、挤压成形、冷却和后处理等步骤。
根据具体的应用场景和材料特性，这些步骤的顺序和参数可能会有所不同，但整体上都是按照以上顺序进行。
冷温热挤压技术在众多领域有广泛的应用。
在汽车工业中，冷挤压被广泛应用于车身、发动机零部件等的制造，有效提高了产品性能和质量。
在航空航天领域，温挤压和热挤压被用于制造航空发动机、飞机结构件等部件，具有重要的意义。
在电子电气行业，冷挤压用于制造电子器件金属外壳和导电金属材料等。
未来，冷温热挤压技术有望进一步发展。
随着科学技术的不断进步，挤压设备和工艺将变得更加精密、高效。
同时，随着材料科学的发展，新型合金材料的出现将拓展冷温热挤压技术的应用领域。
例如，轻金属合金、高强度钢等新材料的应用将进一步推动冷温热挤压技术的发展。
此外，与其他制造技术的结合也将提高冷温热挤压技术的灵活性和效率。
热挤压工艺过程
热挤压工艺过程嘿，咱今儿就来唠唠热挤压工艺过程这档子事儿！你想啊，这热挤压就好比是一场激烈的战斗！材料就是那勇敢的战士，要冲进那高温高压的战场，经过一番锤炼，出来就成了厉害的角色。
先说说这准备工作吧，就像战士出征前得准备好武器装备一样。
咱得把材料准备得妥妥的，选好合适的材质，不能马虎。
这要是材料没选对，那不就跟战士拿了把不趁手的兵器一样嘛，那还怎么打胜仗呢！然后呢，就是加热啦！把材料放到高温环境里，让它变得软软的，好塑形。
这就好比给战士注入了一股强大的力量，让他能更好地应对接下来的挑战。
这温度可得把握好，高了不行，低了也不行，就跟火候一样，得恰到好处。
接着就是挤压啦！这可是关键的一步，就像战士冲锋陷阵一样。
巨大的压力施加在材料上，让它顺着模具的形状挤出来，变成我们想要的样子。
这过程可不简单啊，得有足够的力量和技巧，才能让材料乖乖听话。
在挤压的时候，你想想，那材料得多努力地往外挤啊，就跟咱人努力奋斗似的。
有时候可能会遇到些困难，比如材料不顺畅啦，或者模具不太合适啦，但咱不能放弃呀，得想办法解决。
挤压完了还不算完事儿呢，还得进行后续的处理。
就像战士打完仗还得打扫战场、整理装备一样。
得把挤出来的成品好好收拾收拾，去掉一些瑕疵，让它更加完美。
你说这热挤压工艺是不是很神奇？它能把普通的材料变成各种各样有用的东西。
从小小的零件到大大的结构体，都离不开它的功劳。
咱生活中的好多东西可都是通过热挤压工艺制造出来的呢。
你看看那些精致的金属制品，那可都是经过了一番热挤压的锤炼才诞生的呀。
这就像是一场华丽的变身，从普通变得不凡。
总之呢，热挤压工艺过程那可是相当重要的，没有它，咱的好多东西都没法制造出来。
它就像是一个神奇的魔法师，能把材料变成我们想要的宝贝！咱可得好好珍惜这个工艺，让它为我们的生活带来更多的便利和惊喜！你说是不是这个理儿？。
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三、热挤压温度范围的确定
1.开始挤压温度的确定 就提高金属的塑性和降低变形抗力而言，则钢的热挤压开 始挤压温度越接近固相线越有利。 2.结束挤压温度的确定 在确定结束挤压温度时，既要保证钢具有足够的塑性，又 要使挤压件能够获得良好的组织性能。
三、热挤压温度范围的确定
图7-8 碳钢的热挤压温度范围
1.热挤压工艺与冷挤压工艺相比，具有如下优点
1) 热挤压时金属的塑性好，降低了变形抗力，使总的挤压力大大下降。 2) 热挤压时可以连续成形，有利于提高生产效率。
2.与冷挤压工艺相比存在以下不足
1) 由于热挤压在较高温度下成形，对模具材料的耐热性提出了较高的要求。 2) 热挤压件的表面质量不佳，尺寸精度较低。 3) 热挤压后，工件必须进行热处理。
一、热挤压模具的特点 二、模具结构设计 三、热挤压用模具材料
一、热挤压模具的特点
(1) 在模具上应设计冷却系统 在热挤压温度下，性能再好的模具钢也难以在此高温 下长时间工作，必须对凸模、凹模等关键零件进行充分冷却。 (2) 凸模和凹模等模具更换零件要装卸方便，固定可靠 由于热挤压时凸摸和凹模的 寿命有限，要经常更换，故在模具结构设计时应考虑到模具工作部分零件的装卸， 并做到固定可靠，防止松动和意外。 (3) 模具工作部分零件必须选用热作模具钢 模具中与坯料接触的工作零件应选用合 适的模具材料，必须具备高温下足够的强度、硬度和韧性。
1.冷挤压件图的绘制
图7-5 挤压件图示例
2.热挤压件图的绘制
式中，L、l分别是热、冷挤压件尺寸(mm)；δ为 挤压结束温度下金属的冷缩率,钢为(1.2～1.5)％， 不锈钢为(1.5～1.8)％，铝合金为(0.8～1.0)％， 铜合金为(1.0～1.3)％，钛合金为(0.5～0.7)％， 镁合金为0.8％。
(1) 感应加热
图7-6 中频感应加热原理图
(2) 电阻炉加热
图7-7 电阻炉原理图
二、加热缺陷
1.氧化 钢在非保护性介质中加热时会产生氧化，在钢的表面上生成氧化皮。 2.脱碳 钢在加热时，表面的碳与炉气中的氧结合，使表面层含碳量降低，叫做脱 碳。 3.过热 加热温度过高或在高温下停留时间过长而造成的奥氏体晶粒过于粗大的现 象，称为过热。 4.过烧 当钢加热到接近熔化温度，并在此温度长时间停留，不但使奥氏体晶粒粗 大，同时由于氧化性气体渗入到晶界使晶间物质铁、碳和硫等发生氧化，形成易熔 共晶体，使晶间联接破坏，这种加热缺陷称为过烧。 5.开裂 坯料内部的温度差会导致温度应力，并且只有当钢坯料的断面出现温度梯 度且处于弹性状态时，即坯料温度≤550℃时才会出现温度应力。
一、确定机械加工余量和成形公差
图7-3 挤压件的机械加工 余量与成形公差关系
一、确定机械加工余量和成形公差
图7-4 挤压件的余料 a) 正挤压余料 b) 反挤压余料
二、挤压件图的绘制
1.冷挤压件图的绘制 冷挤压件图是在零件图的基础上考虑到加工工艺、余量和公 差而后绘制的。 2.热挤压件图的绘制 热挤压件图是控制生产过程、设计与制造模具的依据，热挤 压件图是在冷挤压件图的基础上绘制的。
四、钢的加热规范
式中，t为加热时间(min)；d为钢料直径或为非 圆截面的坯料的最短边长(mm)。
第四节 热挤压润滑方法
一、 热挤压对润滑剂的要求 二、热挤压用的玻璃润滑剂 三、热挤压用水剂石墨润滑剂
一、 热挤压对润滑剂的要求
1) 润滑剂应有良好的耐压性能，在高压力作用下，润滑膜仍能吸附在接触表面上， 保持润滑效果。 2) 应有良好的耐热性，热挤压用的润滑剂在使用时应不分解、不变质。 3) 为了降低模具温度，热挤压用润滑剂不仅应有润滑作用，还要有冷却模具的作用。 4) 润滑剂不应对金属和模具有腐蚀作用。 5) 润滑剂应对人体无毒，不污染环境。 6) 润滑剂要求使用、清理方便，来源丰富，价格便宜等。
2.与冷挤压工艺相比存在以下不足
图7-1 反挤压 a) 深孔反挤压 b) 芯杆反挤压 1—凸模 2—工件 3—凹模 4—顶杆
2.与冷挤压工艺相比存在以下不足
图7-2 正挤压 a) 管材正挤压 b) 型材正挤压 1—芯棒 2—凸模 3—凹模 4—工件
第二节 热挤压件图的绘制
一、确定机械加工余量和成形公差 二、挤压件图的绘制
二、热挤压用的玻璃润滑剂
表7-3 用于热挤压的玻璃润滑剂成分
三、热挤压用水剂石墨润滑剂
石墨的来源广泛，价格较低，故常被配制成润 滑水剂作为断面减缩率≤40%钢的热挤压润滑剂。 也有用油脂等配制成石墨乳作为热挤压的润滑 剂，但油剂石墨在高温下使用会有烟雾产生， 对操作人员的健康不利。
第五节 热挤压模具结构及模具材料
1.火焰加热
它是利用燃料在加热炉内燃烧产生含有大量热 能的高温气体(火焰)，通过对流、辐射把热能传 递给坯料表面，通过由表及里的热传导而使金 属坯料加热到预定的温度。
2.电加热
(1) 感应加热 是交变电流通过感应线圈产生感应交变磁场，进而感应出交变电场。 (2) 电阻炉加热 是利用电流通入炉内的电热体所产生的热量，以辐射与对流传热的 方式来加热金属坯料。
第三节 热挤压坯料的加热
一、坯料的加热方法 二、加热缺陷 三、热挤压温度范围的确定 四、钢的加热规范
一、坯料的加热方法
1.火焰加热 它是利用燃料在加热炉内燃烧产生含有大量热能的高温气体(火焰)，通 过对流、辐射把热能传递给坯料表面，通过由表及里的热传导而使金属坯料加热到 预定的温度。 2.电加热 电加热是通过把电能转变为热能来加热金属坯料。
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主编
第七章 热 挤 压
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
热挤压概述 热挤压件图的绘制 热挤压坯料的加热 热挤压润滑方法 热挤压模具结构及模具材料 热挤压压力的计算 热挤压件的冷却及热处理 热挤压件质量及力学性能
第一节 热挤压概述
1.热挤压工艺与冷挤压工艺相比，具有如下优点 2.与冷挤压工艺相比存在以下不足
二、热挤压用的玻璃润滑剂
ห้องสมุดไป่ตู้1) 玻璃在加热过程中没有明显的熔点，随着温度升高它逐渐软化，直至成为液体。 2) 玻璃熔化后的粘度随温度的升高而降低，不同成分的玻璃有不同的粘度-温度特性。 3) 玻璃使用的温度范围很广，从450～2200℃范围内都可采用玻璃作润滑剂。 4) 玻璃不与金属起化学作用，而且化学稳定性很好。