论文部分内容阅读
【摘 要】随着社会经济的发展，机械工程发展迅猛，其中金属挤压机以其工艺简单、使用安全备受同仁的青睐。本文主要探讨了金属挤压机的技术，并深入地研究了金属挤压机的发展现状。
【关键词】金属；挤压机；技术；发展；现状金属挤压加工是利用金属塑性成形原理进行压力加工的一种重要方法，通过挤压将金属锭坯一次加工成管、棒、T型、L型等型材。金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。金属挤压机的分类，有几种不同的方法。如果按照加工材料分类，可分为黑色金属挤压机、有色金属挤压机，如不锈钢挤压机、铜挤压机、铝挤压机、合金挤压机等。按照加工工艺分类，可分为冷挤压机和热挤压机。按照挤压力分类，可分为轻型挤压机和重型挤压机。按照机器模式分类，可分为立式挤压机（垂直挤压机）和卧式挤压机。
1.挤压加工技术的工艺特点金属挤压加工属于压力加工的范畴，使金属成形的一种重要方法。金属挤压加工就其本质而言，是用施加外力的方法，使处于耐压容器中承受三向压应力的金属产生塑性变雍，并从特设的孔或间隙中被挤出，而得到一定截面形状及尺寸挤压制品的压力成形过程。金属挤压加工必须具备如下的三个条件:1.1使金属处于三向压应力状态。1.2建立足够的应力值，使金属能够产生塑性变形。1.3有能使金属流出的孔或间隙，提供一个阻力最小的方向。表征挤压加工过程的主要工艺参数是延伸系数和加工率。对于棒材挤压:延伸系数：λ=At / A=D2/ d2加工率：ε=( At—A)/ At x l00 %=(λ—1)/ λx l00%对于管材:延伸系数：λ=At / A=(Dt2 —dn2) / (d2—dn2) =（Dt2—d2)/ 4 s (d—s)+1加工率：φ=( At—A)/ At x l00%=(λ—1)/ λx l00%延伸系数为λε为加工率。At为挤压筒孔径截面积A为挤压制品截面积Dt为挤压筒内径d为挤压制品外经dn为挤压管材内径φ为挤压管材壁厚
2.金属挤压加工的方法2.1正向挤压法正向挤压时，金属流出的方向与挤压轴前进的方向一致，是这种挤压方基本特征，采用正向挤压法挤压实心及空心制品如图2所示。但挤压轴1 按肩头所指方向移动时，通过挤压垫片2 将挤压力传递给挤压筒内衬4中的锭坯3，而使金属从模具5 的孔中挤出，形成挤压制品7 。模座6 用来装置模具。在挤压空心制品时，金属在模具和穿孔针8 的间隙中流出，形成挤压制品。在挤压铝合金空心制品时，可采用舌型模挤压。采用这种挤压方法时，处于挤压筒内衬4 中的金属，在挤压力的作用下，先被模具5 的模桥部分分成两股(或多股) 金属流，然后在模具的焊腔部分重新焊合，在模舌部分形成挤压制品的空心。如图1所示：图1正向挤压的主要优点为:2.1.1适用于任何挤压设备，对设备无特殊要求。2.1.2锭坯表面与挤压筒内衬表面间摩擦力较大，且在模具近处形成形成金属弹性区，因而，锭坯的外部缺陷不影响挤压制品的表面，在锭坯变形区，锭坯产生较大的剪切变形，有利于提高挤压制品的表面质量。2.1.3可以得到任意外形的制品，制品断面只受挤压筒内径、挤压系数限制。正向挤压的不足之处在于:(1)存在着较大的外靡擦(锭坯与挤压筒之间) ，消耗大约30%一80%的挤压力。(2)挤压过程不够稳定，从而导致变形不均，造成挤压制品组织和力学性能不均，(3)金属沿截面的流动速度不均，可能导致挤压制品(尤其是大型挤压制品)内部分层，形成缺陷.(4)压余、缩尾等金属损失较大。2.2反向挤压法反向挤压法如图2 所示，这种挤压方法的主要特征是金属流出的方向与挤压轴前进的方向相反，挤压筒与锭坯之间无相对运动。所示为通过挤压筒传递挤压力的反向挤压情况。在这种情况下，原来装挤压轴部分改装堵板6，封住挤压筒内衬2 的一端。将原来装模座的部位，装设一个不动的挤压轴4(也可视为变形的模座)，并在该挤压轴的头部装置模具3。当主柱塞按箭头方向推进时，挤压筒与锭坯一起移动，迫使金属锭坯在模具3孔中流出，形成挤压制品5。图中7为挤压筒外套。图2 所示为通过锭坯传递挤压力的反向挤压。在这种情况下，拼压轴8按箭头方向移动时，靠摩擦力使挤压筒2与锭坯1一起移动，金属从装在挤压轴4 上的模具3 孔中被挤出，形成挤压制品5。图2所示为用反向挤压法挤压空心制品的示意。此时金属在挤压垫片(相当于芯棒)与挤压筒内径形成的间隙中流出。图2反向挤压具有如下优点:2.2.1由于不存在锭坯与挤压筒间的摩擦力，所示。在反向挤压过程中，在挤压轴全行程范围内，挤压力保持不变。可在较低的温度下用较高的挤压系数挤压难变形材料.2.2.2金属变形均匀，沿挤压制品长度上的组织及力学性能基本一致。2.2.3与正向挤压相比，压余等废料损失显著降低，有较高的成品率，可采用较大的锭坯，有助于提高设备效率和生产的连续化。
3.金属挤压机发展现状金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。金属挤压加工是利用金属塑性压力成形的一种重要方法。其重要的特点是将金属锭坯一次加工成管、棒、型材完成在瞬息之间，几乎没有任何其他方法可以与之匹敌。漂亮、高雅大厦的装修材料；飞越大洲、大洋的飞机；让人类探索外层空间的宇宙飞船及空间站；铁路、地铁、轻轨、磁悬浮列车车辆、舰船快艇等各个领域所使用的骨干材料，几乎都与挤压加工密切相关。金属挤压工艺是一种优质、高效、低消耗的少无切屑加工工艺，在汽车、机械、轻工、航天航空、军工、电器等制造领域得到越来越广泛的应用。金属挤压技术，作为一种先进的制造技术，在原材料价格不断上涨、市场竞争日趋剧烈的情况下，开拓了进一步研究和推广应用的广阔前景。从某种意义上说，挤压技术的发展程度是衡量一个国家制造业，甚至工业现代化水平高低的一个重要标志。因此，金属挤压机有着广泛的应用前景。随着社会的不断发展，挤压机将逐步地渗透到社会的各行各业。同时挤压机潜在的能力也不断地被挖掘出来，由最初的只能做简单型、小型的零件，逐步的向着复杂的，大型的发展。例如我国在2010年研制成功了世界上最大垂直挤压机，并实现了多项突破；相信随着科学技术的不断发展，挤压机技术水平的不断提升，挤压机所应用的领域不断地扩大，所适应的环境也更加的复杂，对人类的贡献也更大。总之，挤压机将伴随航空、航天、建筑等工业部门的发展而不断的进步，需要开发的空间甚大，前景广阔。
4.结束语总之，金属挤压机技术在不断地发展进步，这一工业领域技术的发展机受益于其他科技和工业领域，也促进其它科技和工业领域的发展。
【关键词】金属；挤压机；技术；发展；现状金属挤压加工是利用金属塑性成形原理进行压力加工的一种重要方法，通过挤压将金属锭坯一次加工成管、棒、T型、L型等型材。金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。金属挤压机的分类，有几种不同的方法。如果按照加工材料分类，可分为黑色金属挤压机、有色金属挤压机，如不锈钢挤压机、铜挤压机、铝挤压机、合金挤压机等。按照加工工艺分类，可分为冷挤压机和热挤压机。按照挤压力分类，可分为轻型挤压机和重型挤压机。按照机器模式分类，可分为立式挤压机（垂直挤压机）和卧式挤压机。
1.挤压加工技术的工艺特点金属挤压加工属于压力加工的范畴，使金属成形的一种重要方法。金属挤压加工就其本质而言，是用施加外力的方法，使处于耐压容器中承受三向压应力的金属产生塑性变雍，并从特设的孔或间隙中被挤出，而得到一定截面形状及尺寸挤压制品的压力成形过程。金属挤压加工必须具备如下的三个条件:1.1使金属处于三向压应力状态。1.2建立足够的应力值，使金属能够产生塑性变形。1.3有能使金属流出的孔或间隙，提供一个阻力最小的方向。表征挤压加工过程的主要工艺参数是延伸系数和加工率。对于棒材挤压:延伸系数：λ=At / A=D2/ d2加工率：ε=( At—A)/ At x l00 %=(λ—1)/ λx l00%对于管材:延伸系数：λ=At / A=(Dt2 —dn2) / (d2—dn2) =（Dt2—d2)/ 4 s (d—s)+1加工率：φ=( At—A)/ At x l00%=(λ—1)/ λx l00%延伸系数为λε为加工率。At为挤压筒孔径截面积A为挤压制品截面积Dt为挤压筒内径d为挤压制品外经dn为挤压管材内径φ为挤压管材壁厚
2.金属挤压加工的方法2.1正向挤压法正向挤压时，金属流出的方向与挤压轴前进的方向一致，是这种挤压方基本特征，采用正向挤压法挤压实心及空心制品如图2所示。但挤压轴1 按肩头所指方向移动时，通过挤压垫片2 将挤压力传递给挤压筒内衬4中的锭坯3，而使金属从模具5 的孔中挤出，形成挤压制品7 。模座6 用来装置模具。在挤压空心制品时，金属在模具和穿孔针8 的间隙中流出，形成挤压制品。在挤压铝合金空心制品时，可采用舌型模挤压。采用这种挤压方法时，处于挤压筒内衬4 中的金属，在挤压力的作用下，先被模具5 的模桥部分分成两股(或多股) 金属流，然后在模具的焊腔部分重新焊合，在模舌部分形成挤压制品的空心。如图1所示：图1正向挤压的主要优点为:2.1.1适用于任何挤压设备，对设备无特殊要求。2.1.2锭坯表面与挤压筒内衬表面间摩擦力较大，且在模具近处形成形成金属弹性区，因而，锭坯的外部缺陷不影响挤压制品的表面，在锭坯变形区，锭坯产生较大的剪切变形，有利于提高挤压制品的表面质量。2.1.3可以得到任意外形的制品，制品断面只受挤压筒内径、挤压系数限制。正向挤压的不足之处在于:(1)存在着较大的外靡擦(锭坯与挤压筒之间) ，消耗大约30%一80%的挤压力。(2)挤压过程不够稳定，从而导致变形不均，造成挤压制品组织和力学性能不均，(3)金属沿截面的流动速度不均，可能导致挤压制品(尤其是大型挤压制品)内部分层，形成缺陷.(4)压余、缩尾等金属损失较大。2.2反向挤压法反向挤压法如图2 所示，这种挤压方法的主要特征是金属流出的方向与挤压轴前进的方向相反，挤压筒与锭坯之间无相对运动。所示为通过挤压筒传递挤压力的反向挤压情况。在这种情况下，原来装挤压轴部分改装堵板6，封住挤压筒内衬2 的一端。将原来装模座的部位，装设一个不动的挤压轴4(也可视为变形的模座)，并在该挤压轴的头部装置模具3。当主柱塞按箭头方向推进时，挤压筒与锭坯一起移动，迫使金属锭坯在模具3孔中流出，形成挤压制品5。图中7为挤压筒外套。图2 所示为通过锭坯传递挤压力的反向挤压。在这种情况下，拼压轴8按箭头方向移动时，靠摩擦力使挤压筒2与锭坯1一起移动，金属从装在挤压轴4 上的模具3 孔中被挤出，形成挤压制品5。图2所示为用反向挤压法挤压空心制品的示意。此时金属在挤压垫片(相当于芯棒)与挤压筒内径形成的间隙中流出。图2反向挤压具有如下优点:2.2.1由于不存在锭坯与挤压筒间的摩擦力，所示。在反向挤压过程中，在挤压轴全行程范围内，挤压力保持不变。可在较低的温度下用较高的挤压系数挤压难变形材料.2.2.2金属变形均匀，沿挤压制品长度上的组织及力学性能基本一致。2.2.3与正向挤压相比，压余等废料损失显著降低，有较高的成品率，可采用较大的锭坯，有助于提高设备效率和生产的连续化。
3.金属挤压机发展现状金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。金属挤压加工是利用金属塑性压力成形的一种重要方法。其重要的特点是将金属锭坯一次加工成管、棒、型材完成在瞬息之间，几乎没有任何其他方法可以与之匹敌。漂亮、高雅大厦的装修材料；飞越大洲、大洋的飞机；让人类探索外层空间的宇宙飞船及空间站；铁路、地铁、轻轨、磁悬浮列车车辆、舰船快艇等各个领域所使用的骨干材料，几乎都与挤压加工密切相关。金属挤压工艺是一种优质、高效、低消耗的少无切屑加工工艺，在汽车、机械、轻工、航天航空、军工、电器等制造领域得到越来越广泛的应用。金属挤压技术，作为一种先进的制造技术，在原材料价格不断上涨、市场竞争日趋剧烈的情况下，开拓了进一步研究和推广应用的广阔前景。从某种意义上说，挤压技术的发展程度是衡量一个国家制造业，甚至工业现代化水平高低的一个重要标志。因此，金属挤压机有着广泛的应用前景。随着社会的不断发展，挤压机将逐步地渗透到社会的各行各业。同时挤压机潜在的能力也不断地被挖掘出来，由最初的只能做简单型、小型的零件，逐步的向着复杂的，大型的发展。例如我国在2010年研制成功了世界上最大垂直挤压机，并实现了多项突破；相信随着科学技术的不断发展，挤压机技术水平的不断提升，挤压机所应用的领域不断地扩大，所适应的环境也更加的复杂，对人类的贡献也更大。总之，挤压机将伴随航空、航天、建筑等工业部门的发展而不断的进步，需要开发的空间甚大，前景广阔。
4.结束语总之，金属挤压机技术在不断地发展进步，这一工业领域技术的发展机受益于其他科技和工业领域，也促进其它科技和工业领域的发展。