東北大學(xué)材料成型工藝學(xué)第二篇(二)

1、粗晶與擠壓效應(yīng)總結(jié)粗晶與擠壓效應(yīng)總結(jié)： 均出現(xiàn)在含均出現(xiàn)在含Mn、Cr元素的元素的鋁合金鋁合金中；中； 粗晶出現(xiàn)在外層，粗晶出現(xiàn)在外層， 擠壓效應(yīng)出現(xiàn)在內(nèi)層；擠壓效應(yīng)出現(xiàn)在內(nèi)層； 粗晶產(chǎn)生的根本原因是發(fā)生了集聚再結(jié)晶；粗晶產(chǎn)生的根本原因是發(fā)生了集聚再結(jié)晶； 擠壓效應(yīng)產(chǎn)生的根本原因是未發(fā)生再結(jié)晶。擠壓效應(yīng)產(chǎn)生的根本原因是未發(fā)生再結(jié)晶。 擠壓后擠壓后 晶組織晶組織中心是過(guò)飽和的未再結(jié)中心是過(guò)飽和的未再結(jié) 晶組織晶組織外層是平衡的一次再結(jié)外層是平衡的一次再結(jié) 組組織織中中心心是是未未再再結(jié)結(jié)晶晶的的加加工工 外外層層是是粗粗晶晶組組織織 出，阻礙再結(jié)晶出，阻礙再結(jié)晶中心過(guò)飽和的第二相析中心過(guò)飽和的第

2、二相析 ，阻礙作用消失，阻礙作用消失外層析出的第二相溶解外層析出的第二相溶解 淬火加熱時(shí)淬火加熱時(shí) 結(jié)果結(jié)果 形成機(jī)理形成機(jī)理：鑄造時(shí)冷速快導(dǎo)致：鑄造時(shí)冷速快導(dǎo)致鑄錠是過(guò)飽和組織鑄錠是過(guò)飽和組織； 擠壓時(shí)擠壓時(shí) 中心變形小；流速快中心變形?。涣魉倏?外層變形大；流速慢外層變形大；流速慢 副副應(yīng)應(yīng)力力中中心心再再結(jié)結(jié)晶晶溫溫度度高高；壓壓 副副應(yīng)應(yīng)力力外外層層再再結(jié)結(jié)晶晶溫溫度度低低；拉拉 高再結(jié)晶溫度高再結(jié)晶溫度相不易析出，進(jìn)一步提相不易析出，進(jìn)一步提中心不易再結(jié)晶；第二中心不易再結(jié)晶；第二 析出，阻礙再結(jié)晶過(guò)程析出，阻礙再結(jié)晶過(guò)程外層易再結(jié)晶；第二相外層易再結(jié)晶；第二相 3、擠制品的主要缺陷

3、、擠制品的主要缺陷 1） 擠制品裂紋擠制品裂紋 A 特征特征 出現(xiàn)在制品出現(xiàn)在制品表面表面，外形大致相同，呈周期，外形大致相同，呈周期 性分布，又稱周期性裂紋性分布，又稱周期性裂紋。 裂紋一般出現(xiàn)在裂紋一般出現(xiàn)在 高溫塑性差高溫塑性差的合的合 金中，如錫磷青金中，如錫磷青 銅、錫黃銅、硬銅、錫黃銅、硬 鋁等合金。鋁等合金。 B 形成原因形成原因 根本原因是變形不均所產(chǎn)生的軸向拉副應(yīng)力作用結(jié)果根本原因是變形不均所產(chǎn)生的軸向拉副應(yīng)力作用結(jié)果 擠壓時(shí)中心質(zhì)點(diǎn)流速快，中心產(chǎn)生軸向拉副應(yīng)力，當(dāng)擠壓時(shí)中心質(zhì)點(diǎn)流速快，中心產(chǎn)生軸向拉副應(yīng)力，當(dāng) 此力與基本應(yīng)力疊加后的工作應(yīng)力達(dá)到合金的強(qiáng)度極限此力與基本應(yīng)力疊

4、加后的工作應(yīng)力達(dá)到合金的強(qiáng)度極限 時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。由于在表面的拉副應(yīng)力最大，故裂時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。由于在表面的拉副應(yīng)力最大，故裂 紋首先在表面產(chǎn)生。紋首先在表面產(chǎn)生。 棒材直徑棒材直徑 拉應(yīng)力拉應(yīng)力 壓應(yīng)力壓應(yīng)力 副副 應(yīng)應(yīng) 力力 分分 布布 流動(dòng)速度流動(dòng)速度 裂紋軌跡裂紋軌跡 裂裂 紋紋 加加 深深 速速 度度 裂紋的產(chǎn)生一方面在裂紋的尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，促裂紋的產(chǎn)生一方面在裂紋的尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，促 進(jìn)裂紋的擴(kuò)展，另一方面也消除了此局部的拉副應(yīng)力，進(jìn)裂紋的擴(kuò)展，另一方面也消除了此局部的拉副應(yīng)力， 因此當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定深度后不再向內(nèi)擴(kuò)展。因此當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定深度后不再向內(nèi)擴(kuò)展。 隨著變形

5、的進(jìn)行，合金又會(huì)由于拉副應(yīng)力的產(chǎn)生而形隨著變形的進(jìn)行，合金又會(huì)由于拉副應(yīng)力的產(chǎn)生而形 成裂紋，因而裂紋呈周期性分布。成裂紋，因而裂紋呈周期性分布。 C 消除措施消除措施 a 使變形均勻，消除軸向拉副應(yīng)力，如潤(rùn)滑等；使變形均勻，消除軸向拉副應(yīng)力，如潤(rùn)滑等； b 提高基本應(yīng)力，如施加反壓力、增加定徑帶長(zhǎng)度、提高基本應(yīng)力，如施加反壓力、增加定徑帶長(zhǎng)度、 增加變形程度等（以能耗多為代價(jià)）；增加變形程度等（以能耗多為代價(jià)）； c 保證合金的高溫強(qiáng)度，制訂合理的溫度速度規(guī)程，保證合金的高溫強(qiáng)度，制訂合理的溫度速度規(guī)程， 使合金處于高溫塑性好的區(qū)域，如低溫快速、高溫慢速、使合金處于高溫塑性好的區(qū)域，如低溫快

6、速、高溫慢速、 等溫?cái)D壓等。等溫?cái)D壓等。 2） 擠壓縮尾擠壓縮尾 又稱擠壓縮孔，是出現(xiàn)在制品又稱擠壓縮孔，是出現(xiàn)在制品尾部尾部的一種缺陷，是的一種缺陷，是 指擠壓過(guò)程中，坯料表面的缺陷（氧化物、偏析瘤、雜指擠壓過(guò)程中，坯料表面的缺陷（氧化物、偏析瘤、雜 質(zhì)、油污等）進(jìn)入制品內(nèi)部或出現(xiàn)在制品的表明層，而質(zhì)、油污等）進(jìn)入制品內(nèi)部或出現(xiàn)在制品的表明層，而 形成的一種形成的一種漏斗狀漏斗狀、環(huán)狀環(huán)狀、半環(huán)狀半環(huán)狀的疏松組織缺陷。的疏松組織缺陷。 縮尾破壞組織的連續(xù)性和致密性，降低制品性能?？s尾破壞組織的連續(xù)性和致密性，降低制品性能。 縮尾依其存在的部位可分為以下三種：縮尾依其存在的部位可分為以下三種：

7、 環(huán)形縮尾環(huán)形縮尾 中心縮尾中心縮尾 皮下縮尾皮下縮尾 A 環(huán)形縮尾環(huán)形縮尾 a 特征特征 分布在制品尾部分布在制品尾部中間中間部位，呈完整的圓環(huán)部位，呈完整的圓環(huán) 或部分圓環(huán)，一般在或部分圓環(huán)，一般在2001000mm內(nèi)。內(nèi)。 b 形成原因形成原因 擠壓末期發(fā)生紊擠壓末期發(fā)生紊 亂流動(dòng)，即外層金屬發(fā)生回流，亂流動(dòng)，即外層金屬發(fā)生回流， 由于后端難變形區(qū)的存在，回流由于后端難變形區(qū)的存在，回流 的金屬沿難變形區(qū)界面流動(dòng)，分的金屬沿難變形區(qū)界面流動(dòng)，分 布在制品的中間層。由于外層金布在制品的中間層。由于外層金 屬含有氧化皮、油污等臟物，流屬含有氧化皮、油污等臟物，流 入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊合

8、，入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊合， 形成環(huán)形縮尾。形成環(huán)形縮尾。 環(huán)形縮尾是最常見(jiàn)的縮尾。環(huán)形縮尾是最常見(jiàn)的縮尾。 難變形區(qū)難變形區(qū) B 中心縮尾中心縮尾 a 特征特征 分布在制品尾部分布在制品尾部中心中心部位，短而粗，呈漏部位，短而粗，呈漏 斗狀，一般留在壓余內(nèi)，只有在大規(guī)格制品、壓余又薄斗狀，一般留在壓余內(nèi)，只有在大規(guī)格制品、壓余又薄 時(shí)才能觀察到。時(shí)才能觀察到。 b 形成原因形成原因 隨著擠壓過(guò)程的隨著擠壓過(guò)程的 進(jìn)行，后端難變形區(qū)逐漸變成一進(jìn)行，后端難變形區(qū)逐漸變成一 小楔形，回流的金屬沿此界面流小楔形，回流的金屬沿此界面流 動(dòng)，分布在制品的中心。由于外動(dòng)，分布在制品的中心。由于外 層金

9、屬含有氧化皮、油污等臟物，層金屬含有氧化皮、油污等臟物， 流入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊流入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊 合，形成中心縮尾。合，形成中心縮尾。 當(dāng)回流的外層金屬也不能補(bǔ)充當(dāng)回流的外層金屬也不能補(bǔ)充 中心金屬的短缺時(shí)，形成中心金屬的短缺時(shí)，形成縮孔縮孔。 難難 變變 形形 區(qū)區(qū) C 皮下縮尾皮下縮尾 a 特征特征 分布在制品尾部分布在制品尾部周邊周邊部位，沒(méi)有規(guī)律性。部位，沒(méi)有規(guī)律性。 b 形成原因形成原因 擠壓末期，金屬擠壓末期，金屬 溫降大、塑性低，導(dǎo)致溫降大、塑性低，導(dǎo)致劇烈滑移劇烈滑移 區(qū)與死區(qū)界面發(fā)生斷裂區(qū)與死區(qū)界面發(fā)生斷裂（內(nèi)摩擦（內(nèi)摩擦 轉(zhuǎn)變?yōu)橥饽Σ粒醒趸?、轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

10、外摩擦），含有氧化皮、 油污等臟物的外層金屬沿此界面油污等臟物的外層金屬沿此界面 流出，同時(shí)，死區(qū)也不是完全的流出，同時(shí)，死區(qū)也不是完全的 剛體，也會(huì)沿?？滓稽c(diǎn)一點(diǎn)的流剛體，也會(huì)沿模孔一點(diǎn)一點(diǎn)的流 出，包覆在由死區(qū)界面流出的臟出，包覆在由死區(qū)界面流出的臟 金屬上面，形成皮下縮尾。金屬上面，形成皮下縮尾。 D 防止措施防止措施 a 使擠壓不處于末期使擠壓不處于末期 如留壓余（壓余長(zhǎng)度一般為如留壓余（壓余長(zhǎng)度一般為 錠徑的錠徑的1030）、半連續(xù)擠壓；）、半連續(xù)擠壓； b 使變形均勻，金屬不產(chǎn)生回流，主要措施是制訂使變形均勻，金屬不產(chǎn)生回流，主要措施是制訂 合理的工藝參數(shù)，如潤(rùn)滑、錐模擠壓、低溫?cái)D

11、壓、提高合理的工藝參數(shù)，如潤(rùn)滑、錐模擠壓、低溫?cái)D壓、提高 工具表面光潔度等；工具表面光潔度等； c 提高坯料表面質(zhì)量提高坯料表面質(zhì)量 如機(jī)加工、加熱時(shí)盡量減少如機(jī)加工、加熱時(shí)盡量減少 氧化、熱剝皮、氧化、熱剝皮、脫皮擠壓脫皮擠壓等。等。 制品制品 墊片墊片 脫皮脫皮 四、擠壓力四、擠壓力 擠壓力擠壓力：軸通過(guò)墊片作用在坯料上使之從?？字辛鞒觯狠S通過(guò)墊片作用在坯料上使之從?？字辛鞒?的力，是指曲線上的最大力。的力，是指曲線上的最大力。 擠壓力擠壓力是制訂工藝、選擇設(shè)備、校核工具強(qiáng)度的依據(jù)。是制訂工藝、選擇設(shè)備、校核工具強(qiáng)度的依據(jù)。 影響因素影響因素：有很多，如摩擦、：有很多，如摩擦、 金屬性質(zhì)、

12、擠壓溫度、變形程金屬性質(zhì)、擠壓溫度、變形程 度、度、模角模角等。等。 模角逐漸增大過(guò)程中，一方面模角逐漸增大過(guò)程中，一方面 彎曲變形增大，導(dǎo)致擠壓力升彎曲變形增大，導(dǎo)致擠壓力升 高；另一方面摩擦面減小，導(dǎo)高；另一方面摩擦面減小，導(dǎo) 致擠壓力減小，結(jié)果存在一最致擠壓力減小，結(jié)果存在一最 佳模角，使擠壓力最小。佳模角，使擠壓力最小。擠壓擠壓 時(shí)最佳模角為時(shí)最佳模角為4560。 模角模角 應(yīng)力應(yīng)力 平模擠壓時(shí)形成死區(qū)，模角取平模擠壓時(shí)形成死區(qū)，模角取60。 五、擠壓工具五、擠壓工具 1、擠壓筒、擠壓筒 1） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 一般由二層或三層過(guò)盈熱一般由二層或三層過(guò)盈熱 裝組成，分別稱為內(nèi)套、中裝組成，分別

13、稱為內(nèi)套、中 套和外套，套和外套，目的目的是：是：a 使筒使筒 壁中的應(yīng)力分布均勻（降低壁中的應(yīng)力分布均勻（降低 筒壁中的應(yīng)力峰值）；筒壁中的應(yīng)力峰值）；b 筒筒 磨損后只需更換內(nèi)套，不必磨損后只需更換內(nèi)套，不必 更換整個(gè)擠壓筒，可節(jié)約材更換整個(gè)擠壓筒，可節(jié)約材 料。料。 外套外套 中套中套 內(nèi)套內(nèi)套 作用：容納金屬。作用：容納金屬。 各套之間的配合可以是各套之間的配合可以是圓柱形圓柱形的（的（a）、帶一定）、帶一定錐度錐度 的（的（b、c）或）或帶止口帶止口的（的（d）。圓柱形襯加工容易，但）。圓柱形襯加工容易，但 更換困難；錐形襯加工困難，但更換容易；帶止口襯與更換困難；錐形襯加工困難，但

14、更換容易；帶止口襯與 圓柱形襯基本相同，只是熱裝時(shí)依靠止口自動(dòng)找準(zhǔn)。圓柱形襯基本相同，只是熱裝時(shí)依靠止口自動(dòng)找準(zhǔn)。 a b c d 內(nèi)套兩端面均做成錐面，有助于擠壓時(shí)順利將坯料、內(nèi)套兩端面均做成錐面，有助于擠壓時(shí)順利將坯料、 墊片推入擠壓筒，更重要的是起墊片推入擠壓筒，更重要的是起定心定心作用，即使模子在作用，即使模子在 模座靠近筒內(nèi)襯套錐面后，能準(zhǔn)確地位于擠壓中心線上，模座靠近筒內(nèi)襯套錐面后，能準(zhǔn)確地位于擠壓中心線上， 因此，這個(gè)錐面又叫因此，這個(gè)錐面又叫定心錐定心錐。 模座模座 模模 2） 預(yù)熱預(yù)熱 目的目的：a 減小坯料的溫降、改善坯料的溫度分布，減小坯料的溫降、改善坯料的溫度分布， 進(jìn)

15、而使流動(dòng)均勻；進(jìn)而使流動(dòng)均勻；b 避免筒受劇烈的熱沖擊，延長(zhǎng)其使避免筒受劇烈的熱沖擊，延長(zhǎng)其使 用壽命。用壽命。 一般一般預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度為：為：350400 ，預(yù)熱溫度過(guò)高，耐預(yù)熱溫度過(guò)高，耐 熱合金鋼強(qiáng)度損失太大。熱合金鋼強(qiáng)度損失太大。 方法方法：主要采用：主要采用感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱，即將加熱元件絕緣后插入，即將加熱元件絕緣后插入 沿?cái)D壓筒圓周布置的軸向孔中，然后串聯(lián)起來(lái)通電，靠沿?cái)D壓筒圓周布置的軸向孔中，然后串聯(lián)起來(lái)通電，靠 磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的渦流加熱。加熱元件一般布置在外襯套磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的渦流加熱。加熱元件一般布置在外襯套 中，在強(qiáng)度允許的情況下，布置在中套中較有力，可使中，在強(qiáng)度允許的情況

16、下，布置在中套中較有力，可使 斷面溫度分布均勻；也有用斷面溫度分布均勻；也有用電阻元件電阻元件由筒外加熱的；也由筒外加熱的；也 可用可用煤氣或熱的坯料煤氣或熱的坯料由筒內(nèi)加熱的；還有將筒放在由筒內(nèi)加熱的；還有將筒放在加熱加熱 爐爐中加熱的。中加熱的。 3） 尺寸設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 內(nèi)徑內(nèi)徑：筒內(nèi)徑越大，墊片上的單位壓力越小，因此，：筒內(nèi)徑越大，墊片上的單位壓力越小，因此， 最大內(nèi)徑最大內(nèi)徑應(yīng)保證作用在墊片上的單位壓力不低于被擠金應(yīng)保證作用在墊片上的單位壓力不低于被擠金 屬的變形抗力；屬的變形抗力；最小內(nèi)徑最小內(nèi)徑應(yīng)保證工具（尤其是軸）的強(qiáng)應(yīng)保證工具（尤其是軸）的強(qiáng) 度。不同噸位的擠壓機(jī)一般配度。不同

17、噸位的擠壓機(jī)一般配24個(gè)不同內(nèi)徑的筒。個(gè)不同內(nèi)徑的筒。 長(zhǎng)度長(zhǎng)度： 擠壓筒長(zhǎng)度一般為：擠壓筒長(zhǎng)度一般為：8001000。 此外還有此外還有過(guò)盈量過(guò)盈量、層數(shù)層數(shù)、各層厚度各層厚度，參見(jiàn)，參見(jiàn)P89P89。 加加長(zhǎng)長(zhǎng)度度穿穿孔孔時(shí)時(shí)坯坯料料向向后后流流動(dòng)動(dòng)增增模模進(jìn)進(jìn)入入筒筒深深度度墊墊片片錠錠筒筒 ltSLL 4） 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核 r 單層時(shí)，可將筒看成單層時(shí)，可將筒看成 是只受內(nèi)壓的厚壁筒，是只受內(nèi)壓的厚壁筒， 筒壁上的應(yīng)力分布如左筒壁上的應(yīng)力分布如左 圖。圖。 二層過(guò)盈熱裝時(shí)，內(nèi)二層過(guò)盈熱裝時(shí)，內(nèi) 套可看成是只受外壓的套可看成是只受外壓的 厚壁筒，外套看成是只厚壁筒，外套看成是只 受內(nèi)壓

18、的厚壁筒，應(yīng)力受內(nèi)壓的厚壁筒，應(yīng)力 分布如左圖。分布如左圖。 合成應(yīng)力分布如左圖。合成應(yīng)力分布如左圖。 2、擠壓軸、擠壓軸 1）種類）種類 實(shí)心軸實(shí)心軸：用于：用于 正擠棒、型材；反擠正擠棒、型材；反擠 大尺寸管材；空心錠擠大尺寸管材；空心錠擠 管材。管材。 空心軸空心軸：用于：用于 正擠管材；反擠棒、正擠管材；反擠棒、 型、管材。型、管材。 實(shí)心軸實(shí)心軸 空心軸空心軸 為節(jié)約材料，有時(shí)也做成為節(jié)約材料，有時(shí)也做成過(guò)盈裝配式軸過(guò)盈裝配式軸，即軸身用，即軸身用 高強(qiáng)度鋼，支座用一般鋼。高強(qiáng)度鋼，支座用一般鋼。 軸身軸身支座支座 作用：傳遞擠壓力。作用：傳遞擠壓力。 2） 尺寸設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 外徑外

19、徑：由筒內(nèi)徑?jīng)Q定，一般比筒內(nèi)徑?。河赏矁?nèi)徑?jīng)Q定，一般比筒內(nèi)徑小410mm； 內(nèi)徑內(nèi)徑：由環(huán)形斷面所承受的壓應(yīng)力不超過(guò)材料的許用：由環(huán)形斷面所承受的壓應(yīng)力不超過(guò)材料的許用 應(yīng)力決定，此內(nèi)徑也是該軸能通過(guò)的最大穿孔針外徑。應(yīng)力決定，此內(nèi)徑也是該軸能通過(guò)的最大穿孔針外徑。 長(zhǎng)度長(zhǎng)度： 長(zhǎng)長(zhǎng)510mm是為了將墊片和壓余推出擠壓筒。是為了將墊片和壓余推出擠壓筒。 注注：軸在高溫下工作，端部有可能鐓粗，因此外徑設(shè)：軸在高溫下工作，端部有可能鐓粗，因此外徑設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)小些，內(nèi)徑應(yīng)大些。計(jì)時(shí)應(yīng)小些，內(nèi)徑應(yīng)大些。 3） 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核 穩(wěn)定性校核；抗壓強(qiáng)度校核。穩(wěn)定性校核；抗壓強(qiáng)度校核。 ）（ 筒筒軸軸 mm1

20、05lLL 3、墊片、墊片 作用：作用： 保護(hù)擠壓軸，防止軸端面溫度過(guò)高和減小軸的磨保護(hù)擠壓軸，防止軸端面溫度過(guò)高和減小軸的磨 損；損； 可改善擠壓過(guò)程，如凹形可使流動(dòng)均勻、表面刻可改善擠壓過(guò)程，如凹形可使流動(dòng)均勻、表面刻 花紋可增大摩擦減少縮尾形成、錐形可實(shí)現(xiàn)無(wú)壓余花紋可增大摩擦減少縮尾形成、錐形可實(shí)現(xiàn)無(wú)壓余 擠壓等。擠壓等。 按使用方式有兩種：按使用方式有兩種： 自由式墊片：使用時(shí)不與軸固定在一起；自由式墊片：使用時(shí)不與軸固定在一起； 固定式墊片：使用時(shí)與軸固定在一起。固定式墊片：使用時(shí)與軸固定在一起。 1）自由式墊片）自由式墊片 A 種類與結(jié)構(gòu)種類與結(jié)構(gòu) 棒型材墊片棒型材墊片 管材用墊片

21、管材用墊片 脫皮用墊片脫皮用墊片 錐形墊片錐形墊片 反擠用墊片反擠用墊片 脫皮用墊片脫皮用墊片的凸緣有利于壓余、脫皮的凸緣有利于壓余、脫皮 與墊片的分離，減少墊片與金屬的粘結(jié)與墊片的分離，減少墊片與金屬的粘結(jié) 和摩擦，也用于粘性大合金的擠壓如軟和摩擦，也用于粘性大合金的擠壓如軟 鋁合金、含鋁的青銅和黃銅等；鋁合金、含鋁的青銅和黃銅等；錐形墊錐形墊 片片與錐模配合可實(shí)現(xiàn)無(wú)壓余擠壓，主要與錐模配合可實(shí)現(xiàn)無(wú)壓余擠壓，主要 用于無(wú)獨(dú)立穿孔系統(tǒng)的立式擠壓機(jī)上。用于無(wú)獨(dú)立穿孔系統(tǒng)的立式擠壓機(jī)上。 B 尺寸設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 外徑外徑D應(yīng)比筒內(nèi)徑小應(yīng)比筒內(nèi)徑小D， D太大太大，易形成局部脫皮擠，易形成局部脫皮擠

22、壓，殘留在筒內(nèi)的金屬在下次擠壓時(shí)可能包覆在制品上形壓，殘留在筒內(nèi)的金屬在下次擠壓時(shí)可能包覆在制品上形 成起皮、分層等缺陷；擠壓管材時(shí)不能有效地控制穿孔針成起皮、分層等缺陷；擠壓管材時(shí)不能有效地控制穿孔針 的位置，導(dǎo)致管材偏心。的位置，導(dǎo)致管材偏心。 D太小太小，易導(dǎo)致墊片與筒摩擦，易導(dǎo)致墊片與筒摩擦， 加速擠壓筒的磨損。加速擠壓筒的磨損。 D值與筒的內(nèi)徑和擠壓方式有關(guān)，值與筒的內(nèi)徑和擠壓方式有關(guān)， 具體見(jiàn)具體見(jiàn)P93。 內(nèi)徑內(nèi)徑d由穿孔針的外徑?jīng)Q定，一般比穿孔針的外徑大由穿孔針的外徑?jīng)Q定，一般比穿孔針的外徑大 0.30.4，間隙太大間隙太大，不能校正穿孔針在筒中的位置，還，不能校正穿孔針在筒中

23、的位置，還 可能導(dǎo)致金屬回流包住穿孔針?？赡軐?dǎo)致金屬回流包住穿孔針。間隙太小間隙太小易劃傷穿孔針。易劃傷穿孔針。 厚度厚度H一般為：一般為：H（0.40.6）D。 C 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核 抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度。 2）固定式墊片）固定式墊片 由內(nèi)墊片和外墊片組成，用螺栓固定在軸上，內(nèi)墊片由內(nèi)墊片和外墊片組成，用螺栓固定在軸上，內(nèi)墊片 比外墊片凸出比外墊片凸出1mm左右。擠壓時(shí)，內(nèi)墊片受力而縮進(jìn)，左右。擠壓時(shí)，內(nèi)墊片受力而縮進(jìn)， 致使外墊片脹開(kāi)而密封擠壓筒；擠壓后，內(nèi)墊片凸出推致使外墊片脹開(kāi)而密封擠壓筒；擠壓后，內(nèi)墊片凸出推 動(dòng)壓余，外墊片恢復(fù)原狀。動(dòng)壓余，外墊片恢復(fù)原狀。 注注: :a 墊片應(yīng)潤(rùn)滑以

24、利于壓余的分離；墊片應(yīng)潤(rùn)滑以利于壓余的分離； b 一般用于擠低溫合金如鋁合金，否則墊片過(guò)熱。一般用于擠低溫合金如鋁合金，否則墊片過(guò)熱。 內(nèi)墊片內(nèi)墊片外墊片外墊片螺栓螺栓連桿頭連桿頭連桿連桿擠壓軸擠壓軸 4、穿孔針、穿孔針 作用：對(duì)坯料穿孔，控制制品內(nèi)表面質(zhì)量和尺寸精度。作用：對(duì)坯料穿孔，控制制品內(nèi)表面質(zhì)量和尺寸精度。 常用的有圓柱式針、瓶式針和浮動(dòng)式針三種。常用的有圓柱式針、瓶式針和浮動(dòng)式針三種。 1） 圓柱式針圓柱式針 A 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 工作部分為圓柱形，工作部分為圓柱形，沿軸向上有稍許錐度沿軸向上有稍許錐度，以有利于穿，以有利于穿 孔；減少金屬流動(dòng)時(shí)作用在針上的摩擦力（引起拉應(yīng)力）；孔；減少金

25、屬流動(dòng)時(shí)作用在針上的摩擦力（引起拉應(yīng)力）； 擠壓后易退出。對(duì)于固定不動(dòng)的針，只在針的前端一段有擠壓后易退出。對(duì)于固定不動(dòng)的針，只在針的前端一段有 錐度，而隨動(dòng)針在整個(gè)長(zhǎng)度上都帶錐度。錐度，而隨動(dòng)針在整個(gè)長(zhǎng)度上都帶錐度。 B 尺寸設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 外徑外徑D：由制品的內(nèi)徑?jīng)Q定（以正差為限）；：由制品的內(nèi)徑?jīng)Q定（以正差為限）； 錐度錐度：不易過(guò)大，否則會(huì)影響內(nèi)徑的尺寸精度、易在墊：不易過(guò)大，否則會(huì)影響內(nèi)徑的尺寸精度、易在墊 片內(nèi)孔與針之間充滿金屬。具體見(jiàn)片內(nèi)孔與針之間充滿金屬。具體見(jiàn)P94 。 長(zhǎng)度長(zhǎng)度： 長(zhǎng)長(zhǎng)10mm起導(dǎo)向作用，以防制品彎曲。起導(dǎo)向作用，以防制品彎曲。 ）（ 定定徑徑帶帶墊墊片片錠錠

26、針針 mm10lSLL 2） 圓柱式針圓柱式針 A 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 由針頭和針身兩部分組成，工作時(shí)由針頭和針身兩部分組成，工作時(shí)針頭部分與針頭部分與 針身針身針頭針頭 模孔配合控制制品?？着浜峡刂浦破?的內(nèi)徑尺寸和精度的內(nèi)徑尺寸和精度， 粗的針身部分提高粗的針身部分提高 強(qiáng)度。強(qiáng)度。 B 特點(diǎn)特點(diǎn) a 抗彎強(qiáng)度高抗彎強(qiáng)度高，擠出制品的同心度好；，擠出制品的同心度好；b 可防可防 止墊片劃傷針頭（工作部分）表面，因此能提高內(nèi)表面質(zhì)止墊片劃傷針頭（工作部分）表面，因此能提高內(nèi)表面質(zhì) 量；量；c 粗的針身部分承載能力高，針的使用壽命長(zhǎng)；粗的針身部分承載能力高，針的使用壽命長(zhǎng)；d 主主 要用于擠壓內(nèi)徑要用于

27、擠壓內(nèi)徑2030 的管材的管材。 C 尺寸設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 針頭直徑針頭直徑由制品內(nèi)徑?jīng)Q定；由制品內(nèi)徑?jīng)Q定；針身直徑針身直徑為為5060或更粗，或更粗， 以提高抗彎強(qiáng)度；以提高抗彎強(qiáng)度；二者的過(guò)渡錐角二者的過(guò)渡錐角以以3040為宜。為宜。 針頭長(zhǎng)度針頭長(zhǎng)度： 余余量量 伸伸出出模模定定徑徑帶帶針針 lLL 余量一般為余量一般為2030mm，太太 大大易導(dǎo)致擠壓末期金屬倒流易導(dǎo)致擠壓末期金屬倒流 到擠壓軸中；到擠壓軸中；太小太小則針身離則針身離 模端面太近，導(dǎo)致擠出管材模端面太近，導(dǎo)致擠出管材 內(nèi)徑過(guò)大。內(nèi)徑過(guò)大。 余量余量 墊片墊片 模模 筒筒 3） 浮動(dòng)式針浮動(dòng)式針 A 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 由針頭、連接器

28、、浮動(dòng)套和連接桿組成，其主由針頭、連接器、浮動(dòng)套和連接桿組成，其主 要特點(diǎn)是能要特點(diǎn)是能自動(dòng)糾正管材的偏心自動(dòng)糾正管材的偏心。原理是原理是 ：采用浮動(dòng)針擠：采用浮動(dòng)針擠 針體針體 連接桿連接桿浮動(dòng)套浮動(dòng)套 連連 接接 器器 壓時(shí)由于不能填充，導(dǎo)致壓時(shí)由于不能填充，導(dǎo)致 穿孔針偏離擠壓中心線，穿孔針偏離擠壓中心線， 結(jié)果浮動(dòng)套與?？姿纬山Y(jié)果浮動(dòng)套與?？姿纬?的環(huán)形截面（縫隙）不均的環(huán)形截面（縫隙）不均 勻，縫隙小處流動(dòng)阻力大，勻，縫隙小處流動(dòng)阻力大， 靜壓力大，迫使浮動(dòng)套向靜壓力大，迫使浮動(dòng)套向 流動(dòng)阻力小、靜壓力小的流動(dòng)阻力小、靜壓力小的 一側(cè)移動(dòng)，直至縫隙均勻。一側(cè)移動(dòng)，直至縫隙均勻。

29、B 尺寸設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 見(jiàn)見(jiàn)P95 。 4） 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核 抗壓、抗壓、 抗拉、穩(wěn)定性抗拉、穩(wěn)定性 穿孔中心穿孔中心 擠壓中心擠壓中心 5、擠壓模、擠壓模 作用：控制制品的尺寸和形狀。作用：控制制品的尺寸和形狀。 1） 種類種類 A 整體模整體模 由整塊鋼料制成的模。由整塊鋼料制成的模。 平模平模 錐模錐模 平模平模：模角為：模角為90 ，擠壓時(shí)存擠壓時(shí)存 在死區(qū)，形成自然模角，一般取在死區(qū)，形成自然模角，一般取60 。平模擠壓制品表面質(zhì)量好，但。平模擠壓制品表面質(zhì)量好，但 擠壓力大，能耗多。擠壓力大，能耗多。 錐模錐模：模角一般為：模角一般為5570 ， 擠壓時(shí)流動(dòng)均勻，擠壓力小，但制擠壓

30、時(shí)流動(dòng)均勻，擠壓力小，但制 品表面質(zhì)量差，適于大規(guī)格管材和品表面質(zhì)量差，適于大規(guī)格管材和 難變形合金管棒型材擠壓。難變形合金管棒型材擠壓。 平錐模平錐模 碗形模碗形模 平流線模平流線模流線模流線模 雙錐模雙錐模 雙錐模雙錐模：工作面由兩段錐面組成，：工作面由兩段錐面組成， 錐角分別為錐角分別為6065 和和1015 ，擠壓時(shí)流動(dòng)均勻，適于銅、鎳、擠壓時(shí)流動(dòng)均勻，適于銅、鎳、 鋁合金管材擠壓。鋁合金管材擠壓。 平錐模平錐模：工作面由平面和錐面組：工作面由平面和錐面組 成，兼有平模和錐模的優(yōu)點(diǎn)，適于成，兼有平模和錐模的優(yōu)點(diǎn)，適于 鋼和鈦合金擠壓。鋼和鈦合金擠壓。 此外還有此外還有：流線模，平流線模

31、和碗形模。：流線模，平流線模和碗形模。 B 可拆卸?？刹鹦赌??？子蓭讉€(gè)模塊組裝而成，主要用模孔由幾個(gè)模塊組裝而成，主要用 于變斷面型材擠壓。于變斷面型材擠壓。 C 舌（形）模舌（形）模 又稱橋氏模，將模與舌芯做成一體。又稱橋氏模，將模與舌芯做成一體。 根據(jù)舌芯形式不同，可分為突橋式、半突橋式和隱橋式三根據(jù)舌芯形式不同，可分為突橋式、半突橋式和隱橋式三 種。種。特點(diǎn)特點(diǎn)是是 ：可用實(shí)心錠擠壓管材；產(chǎn)品尺寸精確，內(nèi)表：可用實(shí)心錠擠壓管材；產(chǎn)品尺寸精確，內(nèi)表 面質(zhì)量好；但制品有焊縫，擠壓力比穿孔擠壓時(shí)高，壓余面質(zhì)量好；但制品有焊縫，擠壓力比穿孔擠壓時(shí)高，壓余 長(zhǎng)。長(zhǎng)。 突橋式突橋式半突橋式半突橋式

32、隱橋式隱橋式 D 分流組合模分流組合模 由陽(yáng)模（上模）和陰模（下模）由陽(yáng)模（上模）和陰模（下模） 組成，二者用螺栓連接（有定位銷）。組成，二者用螺栓連接（有定位銷）。特點(diǎn)特點(diǎn)與舌模相與舌模相 同，但結(jié)構(gòu)比后者更合理、使用更方便。按結(jié)構(gòu)形式同，但結(jié)構(gòu)比后者更合理、使用更方便。按結(jié)構(gòu)形式 可分孔道式和叉架式兩種?？煞挚椎朗胶筒婕苁絻煞N。 孔道式孔道式組合模加工組合模加工 制造方便、生產(chǎn)操作制造方便、生產(chǎn)操作 簡(jiǎn)單，能生產(chǎn)形狀復(fù)簡(jiǎn)單，能生產(chǎn)形狀復(fù) 雜的空心型材，但擠雜的空心型材，但擠 壓力大，易悶車，擠壓力大，易悶車，擠 壓后修模困難。實(shí)際壓后修模困難。實(shí)際 中中應(yīng)用最廣泛應(yīng)用最廣泛。 制品制品孔道孔道 下下 模模 上模上模 擠擠 壓壓 方方 向向 叉架式叉架式組合模擠壓組合模擠壓 力小，擠壓后修模、力小，擠壓后修模、 清理壓余容易，適于清理壓余容易，適于 生產(chǎn)大尺寸空心型材，生產(chǎn)大尺寸空心型材， 但加工制造困難，應(yīng)但加工制造困難，應(yīng) 用較少。用較少。 叉叉 架架 下下 模模 制制 品品 螺孔螺孔 孔道孔道 擠擠 壓壓 方方 向向 2） 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) A 單孔模設(shè)計(jì)單孔模設(shè)計(jì) 模角模角：平模為：平模為90 ，錐模，錐模 一般為一般為4560 。 定徑帶直徑定徑帶直徑d ：與制品名義直：與制品名義直 徑不相等，應(yīng)考慮出模后冷卻收徑不相等，應(yīng)考慮出模后冷卻收 縮、模子熱