挤压成型的原理

铝合金挤出成型工艺铝合金挤出成型工艺是一种常用的金属加工方法，通过挤压加工铝合金材料，可以制造出各种形状复杂的铝合金制品。

在工业生产中，铝合金挤出成型技术被广泛应用于汽车、航空航天、建筑、电子等领域。

本文将深入探讨铝合金挤出成型工艺的原理、应用及发展趋势。

1.铝合金挤出成型的原理及过程详解铝合金挤出成型，是一种将加热后的铝合金坯料通过压力作用，使其进入模具中，并在模具的形状引导下，产生塑性变形，最终获得所需截面形状和尺寸的加工方法。

在挤压过程中，铝合金坯料在模具内受到一定压力的作用，从而产生塑性流动，使其顺利地填充模具，形成所需的产品形状和尺寸。

此过程涵盖了加热、压力施加、塑性变形、冷却等多个环节，对工艺参数和设备要求较高。

2.铝合金挤出成型的优势及重要性铝合金挤出成型相较于其他加工方法，具有显著的优势。

首先，该方法能够生产出具有高精度和高复杂度的产品，满足各种客户需求，具有较强的市场竞争力。

其次，铝合金挤出成型可以提高材料利用率，减少废料产生，有利于节约资源和保护环境，降低生产成本。

此外，该方法还能够在提高产品质量和降低生产成本方面取得明显成效，有助于企业提高经济效益。

3.铝合金挤出成型在国内外的发展现状及趋势随着我国经济的快速发展，铝合金挤出成型技术在航空航天、交通运输、建筑、电子等领域得到广泛应用。

近年来，我国铝合金挤出成型技术取得了显著的进步，不仅实现了高速、高效、高精度的生产，还大幅提高了材料利用率。

在国际市场上，铝合金挤出成型技术也备受关注，各国纷纷加大研发力度，以期在激烈的市场竞争中占得先机。

4.铝合金挤出成型技术的发展方向及挑战未来，铝合金挤出成型技术的发展方向将主要包括以下几个方面：提高生产效率，降低能耗；提高产品精度，实现精细化生产；研发新型模具材料，提高模具寿命；发展绿色制造，减少废弃物产生。

然而，在技术发展过程中，铝合金挤出成型面临着一系列挑战，如设备研发、工艺优化、环保要求等。

挤出成型和注塑成型的异同点挤出成型和注塑成型是两种常见的塑料加工工艺，它们在塑料制品生产中起着重要作用。

虽然它们都属于塑料成型工艺，但在操作原理、应用范围等方面存在一些明显的异同点。

相同点首先，挤出成型和注塑成型都是将塑料原料在一定温度下加工成所需形状的工艺过程。

它们都需要先将塑料颗粒加热熔化，然后通过成型模具得到成品。

在生产效率方面，两者也都能实现批量生产，适用于大规模生产。

其次，挤出成型和注塑成型都能生产多种形状和尺寸的塑料制品，如管材、板材、型材等。

无论是挤出成型还是注塑成型，都可以根据客户需求设计相应的模具，生产出符合要求的塑料制品。

异点1.操作原理不同挤出成型是通过挤压融化的塑料料料挤出成型，其操作原理是利用螺杆在加热的缸体中将熔融的塑料挤出成型。

而注塑成型是将熔化的塑料通过喷嘴注入模具腔内，通过高压使塑料充实模具腔形成成品。

2.适用范围不同挤出成型适用于生产连续性较强的产品，如各种塑料管材、型材等。

注塑成型则更适合生产成型精度要求高、产品结构复杂的塑料制品，如塑料零件、外壳等。

3.生产周期不同一般情况下，注塑成型的生产周期相对较短，适合快速交付需求较紧的订单。

而挤出成型的生产周期较长，主要由于挤出成型需要连续挤压和冷却时间。

4.设备结构不同挤出成型设备主要由挤出机、模具、冷却系统等组成，而注塑成型设备包含注射机、模具、冷却系统等部件。

挤出机专门用于挤出工艺，而注射机则是专门为注塑工艺设计。

总的来说，挤出成型和注塑成型各有其适用的场合和优势，根据具体产品要求和生产需求选择合适的工艺是至关重要的。

通过充分了解挤出成型和注塑成型的异同点，可以更好地进行生产计划和工艺优化，提高生产效率和产品质量。

粉末成型机械压机原理粉末成型机械压机是一种常用的成型设备，其原理是利用机械压力将金属粉末或陶瓷粉末等原料在模具中通过挤压成型的工艺。

这种成型方式可以高效地将粉末原料压制成各种形状复杂、密度均匀的成品，广泛应用于汽车零部件、机械零件、粉末冶金制品等领域。

粉末成型机械压机主要由压力系统、转子系统、保压系统和控制系统组成。

压力系统是粉末成型机械压机的重要组成部分，通过电机带动液压泵将液压油送入缸体，形成液压缸的工作压力，从而产生压力作用在模具上。

液压系统的设计需要考虑到对压力的准确控制和平稳输出，以确保成型过程中成品的质量和一致性。

转子系统是粉末成型机械压机的核心部件，通常为双转子结构。

在成型过程中，原料粉末首先被加入到模具腔的一侧，随后随着转子旋转，原料粉末被逐渐挤压填充到整个模具腔中。

转子的设计和精密度对成型品质起着决定性作用，必须保证其旋转平稳、密封性好且耐磨。

保压系统在成型过程中用于维持模具内部的压力，通常采用液压缸或气动缸。

通过保压系统的作用，可以确保原料粉末充分填充模具腔且避免形成气孔或缺陷，进而保证成品的密度和强度。

控制系统是粉末成型机械压机的智能部分，用于监测和控制成型过程中的各个参数。

控制系统可以实现自动调节压力、转速、保压时间等参数，提高生产效率和产品品质的稳定性。

在粉末成型机械压机的操作过程中，操作人员需要熟悉设备的各个部件及其功能，正确操作设备并及时调整参数以确保成品质量。

定期对设备进行维护保养、清洁和润滑也是确保设备长期稳定运行的重要环节。

综上所述，粉末成型机械压机通过机械压力将原料粉末在模具中加工成各种形状的成品，广泛应用于工程领域。

压力系统、转子系统、保压系统和控制系统的协同作用是保证成型质量和生产效率的关键，操作人员的熟练操作和设备的及时维护对设备长期稳定运行也至关重要。

1。

模具成型分类
模具成型分类
一、模具成型类型
1、撞击式成型
撞击式成型又称锻成型，是由撞击力作用在加热至一定温度的金属穿过模具内表面，形成零件外形与空间结构的一种成型方法。

它是一种非常广泛使用的成型方法，此外，还有分段锻、多段锻、螺旋锻等。

2、热压成型
热压成型是指将金属加热到一定温度后，用冷压机在阻隔圈模具表面上施加压力，使金属变形而成零件外形的一种成型方法。

3、挤压成型
挤压成型是指通过油压机和模具以及一定的温度，将金属块料高压挤压成型，形成各种形状和尺寸的零件外形的一种成型方法。

4、模铸成型
模铸成型是指将金属块料向模具加热，然后将金属块料填充入模具内，使金属变形而成零件外形的一种成型方法。

5、量铸成型
量铸成型是指通过量铸机和相应模具，将金属块料高温压力加热，使金属流动而变形而成零件外形的一种成型方法。

6、冷冲压成型
冷冲压成型是指用冲压机在非加热条件下，将金属块料填入冲压
模具中，用冲头将其变形而成零件外形的一种成型方法。

二、模具成型之间的区别
1、用料条件不同
撞击式成型中，金属块料需要加热到一定温度，而冷冲压成型则不需要加热。

2、变形原理不同
撞击式成型是靠撞击力对金属块料进行变形，而热压成型和冷冲压成型是分别靠热压机和冲压机进行变形。

3、成型机械不同
撞击式成型用的是锻压机，而热压成型用的是热压机，模铸成型用的是模铸机，量铸成型用的是量铸机，冷冲压成型用的是冲压机。

4、成型精度不同
撞击式成型的成型精度最高，而冷冲压成型的成型精度最低。

1. 绪论1. 1 挤压的定义及分类1. 1. 1 挤压的定义挤压是将挤压模具装在压力机上，将金属坯料放入模腔内，利用压力机的往返运动，在强大的压力和一定的速度之下，迫使金属在挤压模的型腔内发生塑性变形，从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。

挤压是在很强的三向应力状态下的成型的过程，因而允许很大的变形量，更适于低塑性材料的成型。

显然，挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成型零件的；在整个变形过程中，其材料的体积是保持不变的[1]。

挤压成型速度范围很广，它既可在专用挤压机上进行，也可在一般的机械压力机、液压机、摩擦压力机以及高速空气锤上进行。

挤压成型温度范围也很广，它既可在常温、中温下进行，也可在高温中进行。

根据制品形状的要求，有各种与之相配的模具。

挤压模具是挤压生产中最重要的工具，它的结构形式、各部分尺寸、模具材料、模具的装配形式等，对挤压力、金属流动的均匀性、制品尺寸的稳定性、制品表面质量以及模具自身的使用寿命等都产生极大的影响[2]。

1. 1. 2 挤压的分类（1）按毛坯加热温度的不同分类1）冷挤压在室温中对毛坯进行挤压。

冷挤压的特点及应用范围；采用冷挤压法加工可以降低原材料消耗，材料的利用率高达70%~90%[4]。

在冷挤压中，金属材料处于三向不等的压应力作用下，挤压后金属材料的晶粒组织更加细小而密实；金属流线不被切断，而是沿着挤压件轮廓连续分布；同时，由于冷挤压利用了金属材料经冷加工而产生的加工硬化的特性，使冷挤压件的强度大为提高，从而提供了用低强度钢代替高强度钢的可能性[3]。

此外，冷挤压靠强大的压力来熨平毛坯表面，因此可以获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度的冷挤压件。

冷挤压模具与一般冷冲模相比，工作时所受的压力大得多，因而在强度、刚度和耐磨性等方面的要求都较高。

冷挤模不同于冷冲模的地方主要有：●凹模一般为组合式（凸模也常常用组合式）结构；●上﹑下模板更厚，材料选择得更好，满足模具的强度要求；●导柱直径尺寸较大，满足模具的刚度要求；●工作零件尾部位置均加有淬硬的垫板；●模具易损件的更换、拆卸更方便[5]。

挤压挤压：就是对放在容器（挤压筒）中的锭坯一端施加压力，使之通过模孔以实现成形的一种压力加工方法。

挤压机的主要部件及辅助机构：模座、供锭机构、挤压垫与压余分离及传送机构、坯锭热切断和热剥皮装置、制品牵引机构。

挤压机的技术特征：挤压力、穿孔力、挤压杆的行程与速度、挤压筒的尺寸等。

挤压机的额定能力（最大挤压力）等于工作缸的总面积与工作液体的额定比压的乘积。

在铝及铝合金半成品中，挤压是主要的成型工艺之一，挤压产品占全部半成品的1/3，尤其是生产建筑型材。

挤压方法的基本特点是：（1）具有有利于金属塑性变形的应力状态，即强烈的三向压缩应力状态。

（2）变形金属与工具间存在着较大的外摩擦力，使变形很不均匀。

（3）对生产许多高合金化的铝合金，可获得挤压效应。

（挤压效应是指某些铝合金挤压制品与其它加工制品如轧制、拉伸和锻造等经相同的热处理后，前者的强度比后者高，而塑性比后者低。

这一效应是挤压制品所特有的特征。

）挤压的三个阶段：1.填充挤压阶段———充填、挤压上升。

2.平流挤压阶段———金属流动平稳而不交错，挤压力随锭坯长度的减少而直线下降。

3.紊流挤压阶段———锭坯外层金属及两个难变形区（靠近挤压垫及模子角落处的金属也向模孔流动，形成“挤压缩尾”。

挤压力又开始上升，此时应结束挤压操作。

）一、铝合金挤压成形的几个主要变形参数计算1.挤压系数λ（挤压比）：金属变形量的大小λ=F筒/F制F筒、F制——分别为挤压筒和挤压制品的断面积。

2.填充系数在生产中，把挤压筒断面积F筒与铸锭断面积之比K叫做填充系数或墩粗系数，即K= F筒/F锭一般取K=1.02-1.12要考虑铝棒加热的膨胀性，例：20度铝棒加热到520度，其直径是原来的1.0125倍，即直径增大1.25%。

挤压管材时，K值过大，可能增加制品低倍组织和表面上的缺陷，铸锭的对中性差，影响管材的内表面质量和增大管材的壁厚差。

挤压大截面型材时，K值可增至1.5-1.6，有利于提高制品的力学性能，特别是横向性能。

第十章 其他塑性成型工艺第一节 挤压成型一、挤压原理与基本方法1.挤压原理基本原理如图 10-1 所示。

采用挤压成型可以生产管、棒、型、线材等材料(半成品)，也可以直接 成形各种零部件(成品)。

图10-1 金属挤压的基本原理由于挤压方法的发展与技术的进步，挤压随外力(挤压力)施加方法、变形金属的流动行为、制品 种类以及工模具等的不同配置均有多种型式。

挤压加工具有以下特点：1)可以提高金属的变形能力。

2)制品综合质量高。

3)产品范围广。

制品断面外接圆直径可达 500～1000mm，也可小至几毫米以下。

4)生产灵活性大，工艺流程简单，设备投资少。

挤压加工工具有很大的灵活性，只需更换模具就 可以在同一台设备上生产不同形状和尺寸规格的产品。

5)制品组织性能不均匀。

这是由于金属流动不均匀所引起。

6) 挤压模具工作条件恶劣，工模具耗损大。

7) 多数挤压方法生产效率、成品率较低。

图 10-2 工业上常用的挤压方法a）普通正挤压 b）反挤压 c）侧向挤压d）玻璃润滑挤压 e）静液挤压 f）连续挤压2.挤压的基本方法1）正挤压 通常将金属挤压时制品流出方向与挤压轴运动方向相同的挤压，称为正挤压（或正向 挤压）如图 10-2a 所示。

铝及铝合金、铜及铜合金、钛合金、钢铁材料等许多工业与建筑材料成形加 工中最为广泛使用的方法之一。

正挤压的基本特征是：挤压时坯料与挤压筒之间产生相对滑动，存在有很大的外摩擦，且这种摩 擦是有害的，它使金属流动不均匀，从而给挤压制品的质量带来不利影响，导致挤压制品头尾组织性 能不均匀，表层和中心的组织性能不均匀，从而使挤压能耗增加。

一般情况下挤压筒内表面上的摩擦 能耗占挤压能耗的 30%～40%，甚至更高。

由于强烈的摩擦发热作用，限制了挤压速度的提高，加快了 挤压模具的磨损。

2）反挤压 金属挤压时，制品流出方向与挤压轴运动方向相反的挤压，称为反挤压或反向挤 压)，如图 10-2b 所示。

与正挤压不同，反挤压时金属流动主要集中在模孔附近的领域，因而制品的组 织性能沿长度方向是均匀的。

实习报告通过将近三周的实习和搜集资料，使我对自己所做的毕业课题——挤压机有了初步的了解认识。

在搜集资料的过程中深入了解了挤压机的基本原理和工作性能、结构以及挤压机发展历史，为我以后的总体设计打下了坚实的基础。

一、挤压技术的原理和特点1、原理挤压技术是通过水分、热量、机械剪切、压力等综合作用，使物料在高温高压状态突然释放到常温常压状态，也是物料内部结构和性质发生变化的过程。

当含有一定水分的物料在挤压机螺旋的推动力下被压缩，受到混合、搅拌、摩擦及高剪切力作用，使淀粉粒解体，同时机腔内温度和压力升高(温度可达150℃～200℃，压力可达到1MPa以上)，然后从一定形状的模孔瞬间挤出。

由于高温高压突然降至常温常压，其中游离水分在此压下急骤汽化，水的体积可膨胀大约2000倍,膨化瞬间，谷物结构发生了变化,它使淀粉转化成熟淀粉(α-淀粉转化为β-淀粉)，同时变成片层状疏松的海绵体，谷物体积膨大几倍到十几倍2、特点a.应用范围广挤压技术既可用于加工各种膨化食品和强化食品，又可用于各种原料如豆类、谷类、薯类的加工,还可以用于加工蔬菜及某些动物蛋白。

挤压技术除广泛应用于食品加工外,在饲料、酿造、医药、建筑等方向也广为应用。

b.生产效率高、成本低。

挤压设备连续工作能力强、生产效率高,如国外大型双螺旋挤压机每小时生产能力达数十吨,且操作简便、生产成本低,与传统蒸煮法相比有着明显的优势。

c.有利于粗粮细作。

许多粗粮中富含矿物质、维生素及人体必需的氨基酸等营养成分,符合人体营养需要。

但是,粗粮往往因口感粗糙而受到人们的冷落。

粗粮经挤压膨化处理后,能改变物料的组织结构、密度和复水性,使产品质地变软,改善了口感和风味。

d.可生产多类产品。

由于挤压设备简单,所以只需改变原料和模具头,就可生产出品种多类、形状各异的产品。

e.物料浪费少,产品无废品。

使用挤压设备生产产品时,除开机、停机时需少量原料作“引子”外,整个生产过程几乎无废弃物排出,不存在浪费原料和出废品现象。

连续挤压技术一、连续挤压技术的原理及应用挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件生产、零件成型加工的主要生产方法之一，也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。

有色金属挤压制品在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。

连续挤压技术是挤压成型技术的一项较新的技术，以连续挤压技术为基础发展起来的连续挤压复合、连续铸挤技术为有色金属管、棒、型、线及其复合材料的生产提供了新的技术手段和发展空间。

1.连续挤压技术的原理传统的挤压方法主要有正向挤压、反向挤压、静液挤压等。

以正挤压为例，如图1所示：图1. 正向挤压正向挤压时，挤压杆运动方向与挤压产品的出料方向一致，坯料与挤压筒之间产生相对滑动，存在很大的摩擦，这种摩擦阻力使金属流动不均匀，从而给挤压制品的质量带来了不利影响，导致挤压制品组织性能不均匀，挤压能耗增加，由于强烈的摩擦发热作用，限制了挤压速度且加快了模具的磨损。

反向挤压和静液挤压等方法虽然从不同的角度对正向挤压进行了改进，但是这些传统的挤压方法都存在一个共同的缺点，即生产的不连续性，制品长度受到限制，前后坯料的挤压之间需要进行分离压余、填充坯料等一系列辅助操作，影响了挤压生产的效率。

为了解决传统挤压中的问题，20世纪70年代人们开始致力于挤压生产的连续性研究。

1971年，英国原子能局的D.Green发明了CONFORM连续挤压方法。

此方法以颗粒料或杆料为坯料，巧妙地利用了变形金属与工具之间的摩擦力。

如图2所示，由旋转的挤压轮上的矩形断面槽和固定模座所组成的环形通道起到普通挤压法中挤压筒的作用，当挤压轮旋转时，借助于槽壁上的摩擦力不断地将杆状坯料送入而实现连续挤压。

连续挤压时坯料与工具表面的摩擦发热较为显著，因此，对于低熔点金属，如铝及铝合金，不需进行外部加热即可使变形区的温度上升400～500℃而实现热挤压。

图2. 连续挤压原理在常规的正挤压中，变形是通过挤压轴将所需的挤压力直接施加于坯料上来实现的，由于挤压筒的长度有限，要实现无间断的连续挤压是不可能的。