塑性成形工艺(挤压与拉拔)课件.ppt

 塑性成型工艺（挤压与拉拔） 教材：金属塑性加工学  — 挤压、拉拔与管材冷轧 授课班级：09材控本 授课教师：张 红 云 1 挤压概述 主要内容：挤压的基本概念；优缺点及适用范围；挤压基本方法及特点；挤压技术的发展。 重点：挤压的基本方法及特点。 重要概念：正向挤压、反向挤压 目的和要求：清楚挤压的概念、优缺点；挤压技术的发展和中国挤压工业的发展；掌握正挤压、反挤压的概念、特征。 1.1 挤压的优缺点及适用范围 1.1.1 挤压的定义 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。其基本原理如图1-1。 图1-1 挤压的基本原理示意图 1.1.2挤压生产的优缺点 优点： （1）具有最强烈的三向压应力状态； （2）生产范围广，产品规格、品种多； （3）生产灵活性大，适合小批量生产； （4）产品尺寸精度高，表面质量好； （5）设备投资少，厂房面积小； （6）易实现自动化生产。 缺点： （1）几何废料损失大； （2）金属流动不均匀； （3）挤压速度低，辅助时间长； （4）工具损耗大，成本高。 1.1.3挤压生产的适用范围 （1）品种规格繁多，批量小； （2）复杂断面，超薄、超厚、超不对称; （3）低塑性、脆性材料。 1.2挤压的基本方法及特点 挤压的方法可按照不同的特征进行分类，有几十种（见表1-1）。 最常见的有6种方法：正向挤压、反向挤压、侧向挤压、连续挤压、玻璃润滑挤压和静液挤压（见图1-2）。 最基本的方法仍然是正向挤压（简称正挤压）和反向挤压（简称反挤压）。 表1-1 挤压方法分类 图1-2 工业上常用的挤压方法 1.2.1正向挤压法 定义：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。 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。 1.2.2反向挤压法 定义：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。 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。 特点：挤压力小；金属变形流动均匀；挤压速度快。但制品表面较正挤压差；外接圆尺寸较小；设备造价较高；辅助时间较长。 1.3挤压技术发展进步 自1797年英国的布朗曼发明了挤压铅管设备以来，挤压技术得到了迅速发展，主要表现在以下几方面： （1）挤压机的台数和能力不断增加。目前，全球挤压机总台数约6000多台，中国约3000台；最大吨位的挤压机是360MN水压机，最大吨位的油压机是150MN挤压机。 （2）自动化程度不断提高。挤压机的控制已完全摆脱了人工操纵分配器的繁重劳动，实现了自动控制。 （3）强化挤压生产过程，新的挤压技术不断出现。如：等温挤压、等速挤压、静液挤压、连续挤压、有效摩擦挤压、半熔融挤压、无压余挤压、多坯料挤压等等。 （4）品种、规格不断扩大。仅铝型材的品种大约有50000种；制品的断面外接圆直径最小有如火柴棒大小，最大可达到1000mm；型材的最小壁厚可达到0.3~0.5mm。 （5）理论研究有突破性进展。目前，常用于金属挤压的理论方法主要有工程近似法、滑移线法、上限法、变分法、有限元法、模拟试验法等。 主要参考资料 1.谢建新,刘静安.金属挤压的理论与技术.北京:冶金工业出版社,2001 2.王祝堂,田荣璋.铝合金及其加工手册（修订版）.长沙:中南大学出版社,2002 3.温景林.金属挤压与拉拔工艺学.沈阳:东北大学出版社,2003 4.魏军.有色金属挤压车间机械设备.北京:冶金工业出版社,1988 2 .挤压时金属的变形流动 主要内容：金属变形流动及挤压力的变化特征；正、反向挤压时金属的变形流动特点，挤压制品的组织特点，挤压力的变化规律；影响金属流动的因素分析。 难点：挤压时的应力与变形分析，挤压缩尾的产生机理，反向挤压时的挤压力变化分析，反向挤压时的缩尾、纺锤体核组织、粗晶芯与粗晶环 。 重要概念：填充系数，挤压比，难变形区，死区，挤压缩尾，纺锤体核组织，粗晶芯，变形区压缩锥。 目的和要求：掌握挤压过程三个阶段的含义、挤压力的变化规律；填充系数的意义及其对