《挤压基本原理》PPT课件.ppt

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1、冷挤压是在一定温度下，根据塑性变形原理，利用装在压力机上的模具，通过凸模对放进凹模内金属毛坯施加压力，使坯料在一定的速度下产生塑性变形而制得所需形状、尺寸及一定力学性能的零件的塑性加工方法。如右图1－1。第一章挤压基本原理图1-1冷挤压示意图§1－1挤压的变形过程一、挤压变形四阶段无论零件形状如何，挤压时金属流动可分以下四阶段：充满型腔阶段施加压力后，金属径向流动而充满模具型腔开始挤压阶段凹模入口处的金属开始进入模孔，变形区域迅速扩大。稳定挤压阶段毛坯高度降低，变形区高度稳定不变挤压完毕阶段顶出制件二、实心件正挤压的变形过程毛坯自由放入凹模型腔内,整个挤

2、压变形过程如图1－2图1-2正挤压变形过程（a）充满模腔（b）挤压开始（c）挤压过程（d）挤压终了1-凸模2-毛坯3-凹模初始状态，毛坯与模壁间隙0.05－0.10mm施加压力后，金属径向流动而充满型腔凹模入口处的金属开始进入模孔，变形区域逐渐扩大，开始挤压毛坯高度S降低，变形区高度稳定不变，进入稳定阶段毛坯高度S不小于变形区高度，挤压完毕三、杯形件反挤压变形过程§1－2挤压变形时的应力与应变一、研究金属应力应变的方法研究金属变形和应力的方法很多，目前应用的方法有坐标网法、模拟实验法、硬度实验法、光塑性法和密栅云纹法。1．坐标网法：坐标网法是一种应用广泛

3、的方法。如图1-6所示，先把毛坯剖成两半，其中一块刻有坐标网，另一块表面光滑、平整；再把两剖切面涂上润滑剂并拼合后放入凹模挤压；最后依网格的变化情况分析应力应变。2．模拟试验法：它是用塑料体进行模拟试验来研究金属的流动情况。试样分别以不同的颜色分层制成。挤压后将试样沿对称而切开，由分层的位置变化来观察变形的情况。如图1－7。由于塑料体进行挤压的结果与金属挤压时的流动情况不可能完全相同，因此这种方法仅能用作模拟试验。图1-7塑料体挤压流动图1-8用硬度试验法a)反挤压b)正挤实心件c)正挤空心件4．光塑性法：目前研究塑性变形体内应力分布情况的主要方法是光学

4、分析法。它利用偏振光（或称偏极光）透过各向同性的变形试样以产生各种彩色的线条，借以观察试样内应力的分布情况。3．硬度试验法：在冷变形时，金属的硬度是随变形程度的增加而增加的，所以只要知道变形各部分硬度的变化，就可以大体上了解变形的数值以及变形不均匀分布的情况。图1一8所示。1、正挤压实心件的金属流动1）变形不均匀D图1-10正挤压实心件时坐标网的变化A-未变形区B-剧烈变形区C-已变形区D-弹性区（死角区）ABC二、网格试验：2）挤出端部变形不大3）横向坐标线间距逐渐增加6）存在死区挤压过程中金属很难变形或停留不动的区域，称为死区。摩擦力越大、凹模锥角越

5、大则死区越大。2、正挤压空心件的金属流动金属毛坯在挤压时受凸模作用的挤压力、凹模作用的正压力和凸、凹模壁阻止金属流动的摩擦力。金属毛坯受三向压应力（径向、切向和轴向压应力）。如图1－11。4）纵向坐标线发生扭曲5）正方形网格变成了平行四边形网格a)挤压前b)挤压后图1-11正挤压空心件时金属的流动变形较均匀因受凸模或芯棒摩擦力的影响，金属流动比正挤实心件均匀一些。在凹模锥口附近很小高度范围内，金属剧烈变形，未、已变形区仅作刚性平移，几乎无或不再塑变。3、反挤压杯形件时的金属流动用实心毛坯反挤杯形件时，各阶段的流动情况，如图1—12所示。1.初始态2.稳定

6、态Ⅰ－死区：紧贴凸模端面，呈倒锥形，这是因摩擦力而粘滞了金属而形成的。Ⅱ－剧烈变形区：稳定变形后，该区仅限于轴向范围约（0.1－0.2）d1之内。Ⅲ－刚性平移区：金属流动至形成杯壁后，不再变形。内外壁变形不均：内壁变形程度较大。3.终了态当未变形区厚度小于（0.1－0.2）d1时，进入非稳定变形态。4、复合挤压时金属的流动复合挤压是正挤和反挤的组合；复合挤压时存在向不同出口挤出的流动分界面，即分流面。1.双杯类挤压件如图1－13a所示，为上下对称的双杯零件，挤压时金属均匀的向上和向下流动，分流面在中间对称面上。2.杯－杆类挤压件如图1－13b所示，上部金

7、属流动情况与杆件反挤相似；下部与实心件正挤相似。三、挤压变形时的应力与应变a)正挤b)反挤图1—9挤压变形时金属的应力与应变“三向压应力”状态利于提高材料的塑性且使晶粒细小、组织致密。四、影响挤压金属流动的因素挤压时，影响金属流动的主要因素有金属材料性质、变形条件、变形速度与变形温度。1.金属材料的影响（内因）金属成分的差异、金属组织结构不同，都将影响金属的塑性变形和变形抗力：不同成分、不同种类的金属力学性能不同，塑性和强度不同；不同成分、不同组织结构的金属与模具材料的摩擦系数不同；合金元素的存在，可导致晶粒的细化、晶格扭曲、固容体的形成，影响塑性变形。

8、2.变形条件的影响1）摩擦力的的影响：摩擦力对金属流动有显著的影响。如图1－14