正挤压金属流动规律及其挤压力的测定

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ｆ） ４存在死区。但合适 的入模角可消除死区。
通 过 检测 ， 模 角 的变 大， 大挤 压 力越 大 。 随入 最
的圆柱铅试样放入 凹模之 中， 此时， 启动 油压机， 按下 中 间滑块下行按钮， 当凸模与试样接触 时， 样受到力的 试 作用 开始变形。同时， 位移传感器和油压传感器将各 自 检测 的信号输wk.baidu.com到ｘＹ ．记录仪上。同时，—函数记录仪 ｘｙ
数记录仪 以检测位移和力之间的关系。
图２ 检 测 设 备 的 连 接 方 式 。位 移 传 感 器 上 端 固 是 定 于 上模 座 上 ， 下端 固 定 于 下 模 座 上 ， 上 模 的 上 下 移 随
动， 位移传感器将其测得 的位移信号输送到位移讯号源 中， 移讯 号源将信号处理后， 位 输送到ＸＹ —函数记录仪的
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２ １期 ０第２ 期 总 第５ １ ７ １ １ 年
正挤压 金属流动规律及其挤压 力的测定
赵培峰 郜建新 周伯楚 辛选 荣
河南科技大学材料科学与工程学院 河 南洛阳 ４ １０ ７０３
【］ 杨 长 顺 ． 挤 压 工 艺 实 践 【 ． 京 ： 国 防工 业 出版 社 ，９４ ５ 冷 Ｍ】 北 １８
图４ 检 测 用 铅 块 形 状 及 网格 划 分
２ １年 ８ ０１ 月
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Ａｂｓｒ ｃ：Ｒｅａｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｂ ｔ ｅ ｏ ｃ ｎ ｉｐｌｃ ｍ ｅ ｔｉ ｅ ｅｏ ｄ ｂｙ ｕｓｎ ｉ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ｏ ｉｐｌｃ ｍ ｅ ｅ ｓ ￣ ｄ ｎ ｍｉ ｔａｎ ｔａ ｔ ｌｔｏ ｕ ｖ ｅｗｅ ｎ ｆ ｒ ｅａ ｄ ｄ ｓ ａ ｅ ｎ ｓｄ ｖ ｌｐｅ ｉｇ ｏｌ ｒ ｓｕ ｅ ｓｎｓ Ｌ ｄｓ ａ ｅ ｎｔｓ ｎ ｏ － ｙ ａ ｃ ｓｒ ｉ ｉ ｉａｏ ｎ ｘ Ｙ ｇ ａ ｈ ｒｃ ｒ ｎ ｅｅ ｆｅ ｎａｙｓｓｏｆｍ ｅａ ｏ ｎｇ ｒ ｇ ｌｔｏ ｎ ｒｆ ｒ ｒ ｘｒ ｉ ．Ｔｈ ｅａｉ ｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｆ ｒ ｅ ｎｄｃ ｔｒａ ｄ － ｒ ｐ ｅ ｏ ｄｉｇ ｍ ｔｒａ ｔｒａ ｌ ｉ ｔ ｌｆ ｗｉ ｅ ｕａ ｉｎ ｕ ｄｅ ｏ ｗａ ｄ ｅ ｔｕｓｏｎ ｌ ｅ ｒ ｌｔｏ ｅ ｗ ｅ ｃ ｏ ｎ ｅｏｒ ｔ ｏｆｄｉ ｒｎ ｔｇ ｓｕ ｅ ｗ ｒ ｘ ｒ ｓｏ ｉ ｅ ｉｅ ｈ ｏ ｇ ｈｅｓ ｉ ｌｖｅ ｈ ｔ ｗｉｇ ｒ ｇ ｌｔｏ ｅ ｗａｄ ａ ｄ ｄ ｆ ｍ ａｉｎ ｆｅ ｅ ｔｓａ ｅ ｄ ｒｆｒ ａ ｄ ｅ ｔｕ ｉｎ ｓｄ ｃｄ ｄｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ａｄ ｃ ａ ．Ｔ ｅｍ ｅ ｌｆｏ ｎ ｅ ｕａｉ ｎ ｕ ｄ ｒｆ ｒ ｒ ｏ ｎ ｏ ａ ｌ ｎ ｏ ｅ ｔｕ ｉ ｎｔ ｏ ｇ ｆｅ ｅ ｔ ｅｅ ｔａ ｃ ｎｇｅａ ｄｄｅｏ ａ ｉｎ ｘｒ ｓｏ ｒ ｈ ｕ ｈｄｉ ｒ ｎ －ｎ ｎ ｅａ ｌ ｆ ｒ ｔｏ ． ｄｉ ｒ ｎ ｍ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｘｔｕ ｉ ｎ； ｏ ｎ ｅ ｕａ ｉｎ；ｏｒｅ ｓ ｎｓ ｒ ｙ ｒ ｓ ｅ ｒ ｓｏ ｆ ｗｉ ｇｒ ｇ ｌｔｏ ｆ ｃ ； ｅ ｏ ｌ
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为了分析铅块在不同凹模 中的流动规律， 依次选用 入模角分别为 ：６ 。， 。，２ 。和 １０ ０ ９ ０ １０ ６ 。的凹模 。将
规 格 ， 状 相 同 的铅 试 样 分 别 放 置 于 上 述 模 具 中 ， 别 形 分
正挤压后， 可得 出不 同的变形形状和挤压力。并通过观 察网格 的变化， 来分析不 同入模 角对金属流动规律及挤
作 者 简 介 ：赵 培 峰 ，博 士 ，副 教授 。
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将 数 据处 理 后 ， 送 到ｘｙ 数 记录 仪 的Ｙ 向上 ， ， 输 ．函 方 因此 Ｙ 方 向是 力 的值 。
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２ １年 第１１ ０ １ ５１ １ １
总第１７ ２ 期
中 她代 装 国 孝 备
重要的参数之 一， 而挤压 力与模 具结构有一定关系， 通
圈上的螺纹被压 紧在 固定座①上 。该结构便于更换凹
过改变模具结构， 来分析金属不同的流动规律 。
模。通过不同变形量 占、不 同入模角 口 的凹模更换来 实现各种 正挤压变形实验 。
１ 模 具 安装 方 式
２ 检测设备安装
通 过 油压 传 感 器 、 位移 传 感 器 、动态 应 变 仪 及 函
摘
要 ：通过对金属挤压过程流动规律的分析，采 用油压传感器 、位移传感器 、动态应变仪及函数记录仪等仪器，建立力
与位移之间 的关系 曲线 。根据该 曲线确定金属材料 在挤压过程 中各阶段 的变形与挤压力之间的关系。通过不 同入模角和不 同变形程度，分析正挤压时金属 的流动规律。 关键词：挤压 ；流动规律；力；传感器
块沿 网格划分面对齐后， 放入 凹模中， 正挤压该铅块 。
量 时位 移和力 之问 的关 系， 检测得 出：随变形量 的增
大 ， 大 正 挤 压 力 增 大 ； 并 验 证 了正 挤 压 时， 最 金属 的 流 动规 律 。
参 考文 献
【】 张志文． ｌ 锻造 工艺学［ ． ：机械工业出版社，９ ３ Ｍ】 北京 １８ 【Ｊ 史铁 梁． ２ 模具设计指导［ ． ＭＪ 北京：机械工业出版社，０ ３ ２ ０ 【】 胡亚 民． 锻 模 具 图册 【 ． 京 ： 机 械 工 业 出版 社 ，０ ２ ３ 精 Ｍ】 北 ２ ０ ［】 杨长顺． ４ 冷挤压模具设计【 ． Ｍ】 北京：国防工业 出版社，９４ １９
Ｘ 向上 ， ．—函数 记 录 仪 的ｘ 向记 录 的是 位 移数 方 因此 Ｘｖ 方
据 。油压传感器与油压机 的主油路连接， 来检测系统油 压 的压力 。油压传感器与动态应变仪连接， 动态应变仪
图１正挤 压模 具结构 收稿 日期 ：２ １－５０ 稿件编 号：１０ ０ ６ ０ １０ —３ １５ ０
（ ０ ０） 位 ｎ） 移
图３位移 和 力之 间的关 系
（） 过油压传感器、位移传感器 、动态应变仪及 １ 通
函数 记 录 仪 等 仪 器 ， 正 挤 压 时 ， 立 位 移 和 力 之 间 的 在 建 关 系 是完 全 可靠 、可行 的 。 （） 过 上 述 的检 测 设 备 ， 靠 模 具 ， 出不 同 入模 ２通 依 得 角 时 位 移 和 力 之 间 的 关 系 ， 测 得 出 ： 随 入 模 角 的增 检 大 ， 大 正 挤 压 力 增 大 ；并 验 证 了 正 挤 压 时 ， 属 的流 最 金 动规 律 。 （） 过 上 述 的检 测 设备 ， 靠 模 具 ， 出不 同变 形 ３通 依 得
和 ８％ 。 Ｏ
在 正挤 压 过程 中， 采用 不 同 的变 形程 度 时， 随着
变 形 程 度 的 增 大 ， 形 不 均 匀 性 增 大 ， 且 ， 部 更 易 变 并 后
开裂 。
通过检测， 变形程度愈大， 最大挤压力越大。
５ 结 束语
通 过 上述 分 析， 出如 下 结论 ： 得
通 过 图３ 以看 出， 正挤 压 时， 可 在 挤压 力先 快 速上 升 ，
然后 慢慢增加， 到最 大值时， 工件施加 的力处 于一 达 对
定值 ， 持续 到 挤压 结 束 。 并
４ 流 动规 律 的模 拟
用 物 理模 拟 的 方 法 ， 用 图４ 示 的铅 块 ， ２ 铅 采 所 将 个
Ｚｈ ｏＰｅ￣ｎ ， ｏＪａ ｘｉ Ｚｈ ｕ Ｂｕ ｃ ｕ Ｘｉ ａ ｉ ｇ Ｇａ ｉｎ ｎ， ｏ ｏ ｈ ， ｎＸｕａ ｒ ｎ ｎｏ ｇ
Ｈｅ ａ ｎ ｖ ｒ ｉ ｆ ｃ ｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｏ ａ ｇ ４ ０ ， ｈ ｎ ｎ ｎｕ ｉ ｅ ｓ ｙ ｏ ｉ ｎ ｅａ ｄｔ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｌｕ ｙ ｎ ， ７ ３ Ｃ ｉ ａ ｔ ｓ ｅ １ ０
的指 针 在 坐 标 纸 上绘 制 出一 条 位 移和 力之 间 的关 系 曲 线 。位移 和 力之 间的 关系 曲线如 图３ 示 。 所
拉 牛） 力（
另外， 选定一个入模角， 不同的变形程度 下， 在 分析 金属的变形规律， 并测定挤压力。 选定入模角为１ 。， ２ 变形程度分别为：３％５％， ％ ０ ５， ６ ０ ５
以铅 作 为 模 拟 对 象 ， 用 正挤 压 的 方 式 ， 析 其 在 采 分 挤 压 过 程 中 的 变 形 规 律 ， 通 过 仪 器 检 测 挤 压 力 ， 立 并 建 挤 压 力 与位 移 之 间的 关 系 。挤 压 力 是 材 料 挤压 成 形 时
采 用 ３ ０ 万 能 油压 机 ， 图 ｌ 示 的模 具 按 要 求安 ０Ｔ 将 所 装 于 油 压 机 上 。 图 ｌ 凸模 ③ 压 紧 在 上 模 板 上 ， 中， 被 凹模 ⑥与 预应 力 圈④为 过盈 配 合 。 可更 换 凹模 ＠通过 预应 力
压 力 的影 响 。 根 据 不 同的 入 模 角 ， 得 出 正挤 压 时 ， 属 流 动 的 可 金
几个 特 点 ：
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３ 检 测 过程
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（） 形不 均 匀， 变 形滞 后 于 中心 。 １变 外层 （） 部变 形 较 小， 往 后越 容 易 开裂 。 ２端 越 （） 在 一 个扇 形 大 变形 区 。 ３存 将上 述 模 具及 检 测 设备 安 装好 之 后 ， 查 检 测设 备 检 连接 无 误 后 ， 以进 行 检 测 。 首先 将 与 凹模 直 径 相 匹配 可