影响挤压力的因素.

《冷挤压成型工艺及模具设计》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：冷挤压成型工艺及模具设计英文名称：Cold Extrusion Processes and Die Design二、课程编码及性质课程编码：0817761课程性质：选修课三、学时与学分总学时：24学分：1.5四、先修课程机械设计、材料成形工艺、金属学及热处理和材料成形原理等五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是第七学期开设的一般选修课，其教学目的主要包括：1、掌握金属材料冷挤压的变形性质和成型规律，以及冷挤压模具设计的方法；2、掌握冷挤压成型工艺及模具设计的特点及国内外发展概况，查找并掌握冷挤压技术及模具设计发展前沿的新技术的特性；3、掌握挤压成形的各种方法，能独立编制工艺规程和设计冷挤压模具，分析和解决冷挤压生产问题，具有今后从事冷挤压成型工艺和复杂模具开发与设计的能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以介绍冷挤压成型工艺与模具为主体、以讲述两者的设计为重点；2）在全面了解与掌握挤压成形的材料原理及力学原理的基础上，重点学习冷挤压加工工序和模具的设计；3）重点学习的章节内容包括：第2章“挤压基本原理”（6学时）、第5章“冷挤压加工工序设计”（4学时）、第6章“冷挤压模具设计”（6学时）。

教学难点：1）冷挤压成型工艺及模具设计是实践性极强的课程之一，本课程将密切结合学生的生产实习、课程设计、实验课等实践环节，培养学生对冷挤压成型工艺及模具的认识及设计能力，提高授课质量与效果。

2）通过本课程学习，要求掌握冷挤压成型工艺的变形特点、应用范围、质量控制方法等，具备合理设计冷挤压成型工艺和复杂模具的实践能力。

八、教学方法与手段：教学方法：（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，工艺动画，视频资料等），讲授冷挤压工艺的变形特点及应用领域，以提高教学效果及效率；（2）采用课堂教学与学生PPT汇报、交流讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。

影响挤压力的因素影响挤压力的因素：金属变形抗力、挤压温度、挤压方法、挤压比、锭坯长度、挤压速度、挤压模角、工具表面状态等1. 金属坯料的影响①金属的变形抗力：挤压力随金属坯料的变形抗力的增加而成线性增加（平衡金属变形抗力的力占总挤压力的70%左右）；②坯料状态：a坯料内部组织性能均匀时，所需要挤压力较低；b经充分均匀化退火的铸锭较未经均匀化退火铸锭的挤压变形抗力低，且挤压速度越低越明显；c经一次挤压后的毛料需要的挤压变形抗力高。

③.坯料长度的影响：无润滑正向挤压法，挤压变形抗力随坯料长度增加而提高。

2. 工艺参数的影响①变形程度：挤压力P随变形程度（ε）的大小成正比关系；②变形温度：挤压力P随变形温度（︒C）的大小成反比关系；③变形速度：挤压力P随变形速度（ν）的大小成正比关系；3. 外摩擦力的影响，随着外摩擦力的增加，金属流动不均匀性增加，因而挤压力增加。

4. 模子形状与尺寸的影响①模角的影响：实践证明，模角在45~60︒范围内最佳，挤压管材毛料用锥形模，模角为60︒，挤压型材选用平面模，模角为90︒；②模面状态的影响：指模子表面的粗糙度、硬度、圆滑度及润滑情况；③定径带长度的影响，h带越长，挤压力越高（消耗在定径带长度上的挤压力为总压力的5~%10%）；④其它因素的影响：如模具结构（分流模、宽展模挤压，其挤力消耗30%左右），模孔摆列位置、多孔模挤压等。

5.制品断面形状的影响：制品断面的复杂程度,用f1 , f2 表示—f1=型材断面周长/等断面圆周长，f2=型材外接圆面积/型材断面积当f1 ×f2≤2.0时，断面形状对挤压力影响很小，例如：挤压四方棒，f1 ×f2=1.77; 挤压六方棒，f1 ×f2=1.27;它们所需挤压力与等断面圆棒的挤压力几乎相等。

6.挤压方法：反挤压比正挤压可降低30%挤压力。

挤压：对放在容器中的钢坯一端施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。

正挤压特征：金属流动方向与挤压杆运动方向相同，钢坯与挤压筒内壁有相对滑动，二者间存在很大外摩擦。

正挤压三个阶段：开始，金属承受挤压杆的作用力，首先充满挤压筒和模孔，挤压力急剧上升。

基本，一般筒内的锭坯金属不发生中心层与外层的紊乱流动，挤压力随筒内锭坯长度的缩短，表面摩擦总量减少，几乎呈直线下降。

终了，管内金属产生剧烈的径向流动，即紊流，易产生缩尾，此时工具对金属的冷却作用，强烈的摩擦作用，使挤压力迅速上升。

填充系数：挤压筒内断面积与锭坯的断面积之比，指金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓时的变形指数。

挤压比：挤压筒腔的横断面积与挤压制品总横断面积之比，指金属不发生横向流动时的变形指数。

粗晶芯：反挤压棒材纵向低倍组织上，沿中心缩尾边缘一直向前延伸，形成一个特殊粗晶区，叫。

死区：在基本挤压阶段，位于挤压筒与模子端面交界处的金属，基本上不发生塑性变形，故称为死区。

死区产生原因：强烈的三向压应力状态，金属不易达到屈服条件。

受工具冷却，σs增大。

摩擦阻力大。

影响死区因素：模角，摩擦力，挤压比，挤压温度速度，模孔位置。

死区的作用：可阻碍锭坯表面的杂质、氧化物、偏析瘤、灰尘及表面缺陷进入变形区压缩锥而流入制品表面，提高制品表面质量。

终了挤压三大挤压缩尾及防止措施：挤压缩尾是出现在制品尾部的一种特有缺陷，主要产生在终了挤压阶段。

缩尾使制品金属不连续，组织与性能降低，依其出现部位有中心缩尾(当钢坯渐渐被挤出模孔，后端金属容易克服挤压垫上的摩擦力产生径向流动，将钢坯表面上常有的氧化物，偏析瘤，杂质或油污带入制品中心，破坏了制品致密性，使制品低劣)。

环行缩尾(出现在制品断面中间，形状为圆环。

堆积在靠近挤压垫和挤压筒交界处的金属沿着后端难变形区的界面流向了制品中间层)。

皮下缩尾(出现在制品表皮内，存在一层使金属径向上不连续的缺陷)。

措施：对锭坯表面进行机械加工~车皮。

1.挤压定理：对放在容器的金属，一端施加的压力，使锭坯通过模孔流出的加工方式。

2.挤压特点：优点：1.比轧制具有更为强烈的三项压应力状态，金属可发挥最大塑性。

2.变形能力大。

3.生产具有较大灵活性，在一台设备上可生产多种规格产品。

4.产品尺寸精确，表面质量好。

5.易实现自动化。

缺点：1.金属固定废料损失大。

2.加工速度低。

3.制品的组织性能在横向纵向差别大。

4.工具损耗大，模筒损耗大。

3.正向挤压：金属的流动方向与挤压杆的运动方向相同。

特点：锭坯与筒内壁存在相对运动，外摩擦巨大。

4.反向挤压：金属的流动方向与挤压杆的运动方向相反。

特点：锭坯与挤压筒内壁无相对运动，无外摩擦。

5.正向挤压包括：普通正向挤压，脱皮挤压，无压余挤压，变断面型材挤压，带独立穿孔装置的挤压。

6.压余：为了防止挤压后期，脏物进入制品内部，而将坯料的一部分留在挤压筒内。

7.金属流动特征：金属流动特征和挤压变化规律。

8.死区的位置：即位于挤压筒和端模交界角落处的前端难变形区。

9.形成死区：铸锭前端受到了模糊而摩擦阻力作用，阻碍了这部分，金属流动，又固挤压筒与模的共同冷却作用，使该区的金属塑性降低，强度增高，不易流动，因而形成死区。

10.死区的作用：对提高制品的表面质量有利，因为死区底部能阻碍铸坯表面的杂质及缺陷进入变形区，流入制品表面，所以对于挤压状态交货，不用进行加工的制品，一般采用平模挤压。

死区的影响因素：1.模角，2.摩擦状态，3.挤压比，4.挤压温度，5.挤压速度。

11.缩尾定义：到了终了挤压阶段，纵向上的金属供应体积大大减少，锭坯后端金属迅速改变应力状态，克服挤压垫片的摩擦作用，产生径向流动前进制品形成挤压缩量。

12.减少缩尾的措施：1.选择适当工艺条件，改善金属流动不均，减少坯料尾部径向流动。

2.进行不完全挤压，在可能出现缩尾时，停止挤压。

3.脱皮挤压：垫片直径小于筒内直径。

4.机加工锭坯表面。

13.挤压力：通过挤压筒作用在垫片上使金属依次通过模孔流出的压力。

紫铜单位挤压力引言紫铜是一种常见的合金材料，由铜和锌组成。

它具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，因此广泛应用于电子、电气、建筑等领域。

在紫铜的制备过程中，挤压是一种常用的加工方法，能够使紫铜材料获得更高的强度和形状复杂度。

本文将详细探讨紫铜单位挤压力及其影响因素。

紫铜单位挤压力的定义紫铜单位挤压力是指在单位截面上作用的挤压力。

挤压力是指由于外力在紫铜材料上施加而导致材料发生形变的力。

单位挤压力是对比材料的截面积而言的。

单位挤压力的大小决定了紫铜挤压过程中的变形量和应变程度。

紫铜单位挤压力的影响因素紫铜单位挤压力受多种因素的影响，主要包括：1. 材料的力学性能紫铜的单位挤压力与材料的弹性模量、屈服强度和硬度密切相关。

材料的力学性能决定了紫铜在挤压过程中的形变能力和抗变形能力。

强度高的材料在挤压过程中需要更大的单位挤压力。

2. 温度温度对紫铜单位挤压力有显著影响。

提高挤压温度可以降低单位挤压力，因为高温使得紫铜材料更易塑性变形。

但是温度过高也会导致材料软化和粒界溶胀，从而降低材料的单位挤压力。

3. 润滑剂在紫铜挤压过程中，使用润滑剂可以降低单位挤压力，减少材料与模具的摩擦力。

润滑剂可以减少表面摩擦和冷却速度，提高材料的形变能力和塑性。

4. 模具形状和几何参数模具的形状和几何参数对紫铜单位挤压力有很大影响。

模具的锥角、凸度、凹槽数量和轮廓曲线等参数都会影响单位挤压力的大小。

合理设计模具能够降低单位挤压力，提高紫铜挤压的效率。

紫铜单位挤压力的计算方法紫铜单位挤压力的计算可以采用下述公式：F=k⋅A其中，F表示单位挤压力，k表示材料的流变应力（塑性流变应力或屈服强度），A 表示材料的截面积。

紫铜单位挤压力的控制方法为了实现高效的紫铜挤压加工，可以采用以下控制方法：1. 优化材料力学性能通过选择合适的制备工艺和调整合金成分，可以提高紫铜材料的强度和硬度，减小单位挤压力。

2. 控制挤压温度根据紫铜的热力学性质和流变行为，合理控制挤压温度，以降低单位挤压力。

铝合金挤压机挤压力计算方法研究张慎璞【摘要】挤压力的确定对挤压机吨位设计至关重要.但影响挤压力因素众多,极易造成计算结果不准确,且计算过程公式繁琐,重复计算工作量大.在现有挤压力通用计算公式的基础上,考虑挤压机工程实际运行状况,从工程角度推导出变形抗力确定方法及挤压力计算公式;基于Matlab的GUI人机交互软件开发工具包,依据推导出的计算公式,自主开发了挤压力计算软件,最后以计算某规格6061铝合金型材挤压力为计算实例,说明软件计算过程及结果.%The determination of extrusion force of extrusion machine is vital for the tonnage design of extrusion machine.The influence factors of the extrusion force are too many to cause inaccurate calculation result.Also the calculation formula is complicated and the repetitive computation workload is large for the designer.On the basis of existing extrusion force calculation formula,by considering extrusion machine engineering actual operating condition,the determining methods of deformation resistance and the calculating formula of extrusion force have been derived from the view of engineering.The calculation software of extrusion force has been independently developed on the basis of Matlab GUI software development kit and the deduced calculation formula.Finally taking the calculation of extrusion force for certain standard 6061 aluminum alloy profiles as an example,the calculation process and result of software have been stated.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2017(052)001【总页数】4页(P48-51)【关键词】铝合金挤压机;挤压力;计算方法;软件开发【作者】张慎璞【作者单位】太原重工股份有限公司技术中心,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG372挤压力计算是挤压机选型的前提。

1、什么是挤压？什么是正向挤压？什么是反向挤压？所谓挤压，就是对放在容器（挤压筒）内的金属锭坯从一端施加外力，强迫其从特定的模孔中流出，获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。

正向挤压：金属的流动方向与挤压杆（挤压轴）的运动方向相同的挤压生产方法。

反向挤压：金属的流动方向与挤压杆（或模子轴）的相对运动方向相反的挤压生产方法。

2、正、反向挤压时的主要特征是什么？二者挤压力的大小有何区别？为什么？正向挤压：特征：变形金属与挤压筒壁之间有相对运动，二者之间有很大的滑动摩擦。

引起挤压力增大；使金属变形流动不均匀，导致组织性能不均匀；限制了挤压速度提高；加速工模具的磨损。

反向挤压：特征：变形金属与挤压筒壁之间无相对运动，二者之间无外摩擦。

3、描述挤压三个阶段金属的变形流动特点、挤压力的变化规律。

填充阶段：流动特点：金属发生横向流动，填充到锭坯与挤压筒和穿孔针之间的间隙中。

出现单鼓或双鼓变形。

其变形指数——用填充系数λc 来表示：λc =F0 / Fp 挤压力：随着挤压杆的向前移动，挤压力呈直线上升。

基本阶段：变形流动特点不发生横向流动。

（1）轴向应力σLσL 边> σL中σL入 > σL出（2）径向应力σr与周向应力σθσr边 > σr中σr入> σr出σθ边 > σθ中σθ入> σθ出。

终了阶段：流动：横向流动进一步增加产生环流。

挤压力进一步增加产生缩尾4、挤压比、填充系数概念，填充系数大小对挤压制品表面质量的影响。

挤压比：金属基本挤压阶段变形指数。

填充系数：填充挤压阶段变形指数λc =F0 / Fp对挤压制品质量的影响（1）当拉应力超过锭坯表面金属的强度时，在锭坯表面会出现微裂纹，从而易造成制品表面起皮、气泡缺陷（2）用空心锭不穿孔挤压管材时，易造成穿孔针偏移而出现偏心缺陷（3）对于具有挤压效应的铝合金来说，填充系数大，金属的横向变形量增大，会使制品淬火时效后纵向上的抗拉强度降低，挤压效应损失增大6、死区的概念，死区的产生原因，影响死区大小的因素，死区的作用。