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冷挤压压力的阶段性
添加时间:2018-12-25

冷挤压压力的阶段性

冷挤压的特点是变形压力大,如果冷挤压变形时作用在模具单位面积上的压力(简称“单位挤压力”)超过2500-3000MPa/mm2时,模具就容易磨损或损坏,另一方面如果总变形力超过压力机的许用载荷,就会使压力机损坏。因此必须对冷挤压的单位挤压力和总变形力进行计算,以便为设计冷挤压模具和选用冷挤压设备提供依据。

在冷挤压的过程中,挤压力并不是一个常数。在前面的冷挤压的基本原理分析中了解到,在挤压的全过程中,工件的变形区是变化的,因此挤压力随着压力机行程的变化而变化。

可知冷挤压与行程的关系可以分为三个阶段表达。

第一阶段:凸模下行,凸模接触工件,先使金属变形充满模腔,由于金属开始产生塑性变形,在由接触工件到工件充满模腔压力逐渐上升,紧接着挤压力急剧增高。当正挤压时,到达a点,反挤压时到达W时,挤压开始。在这一阶段中挤压力必须克服金属内部的变形阻力,以及坯料与模具间的摩擦力,使所有的金属晶格完全被压紧。对于正挤压,金属开始流入凹模出口处;对于反挤压金属开始进人凸凹模间的空隙,开始反向流动。

第二阶段:凸模继续向下运动,迫使金属继续流动。在这个阶段变形区稳定不变,对于正挤压而言,只改变毛坯的髙度,对于反挤压而言,变形区只在毛坯的髙度上改变位置,它们的大小和形状都保持不变。在这个阶段挤压力比较稳定,故称为稳定变形阶段。对于正挤压而言,挤压力从a到b略有下降,原因是由于在挤压中,坯料与模具接触面积愈来愈小。对于反挤压而言,压力从a到b,基本上保持稳定不变,变形区主要集中在凸模端面下一定距离的区域内,对于已成形的侧壁部分分别不再发生塑性变形,而只发生平行的向上作刚性平移。

第三阶段:当坯料的残留的厚度小于稳定变形区高度时,凸模再向下运动,变形区的大小与形状均产生了变化,这时挤压进入了第三阶段,挤压力产生了急剧上升。此时挤压力,正挤压压力沿6c曲线上升,反挤压沿曲线上升。

图中曲线自下而上分别为厚料正挤压的压力随行程而变化的曲线,厚料反挤压的压力随行程而变化的曲线,最后一条为薄料反挤压的压力随行程而变化的曲线,由于原毛还较薄,挤压一开始,变形就遍及整个毛坯体积,无稳定变形区,因此挤压力随行程的增加而急剧升髙。

由上分析可知,在第二阶段结束后,如果继续挤压,压力就急剧增加。因此,此时必须结束挤压,否则模具或压力机就较易损坏。对于反挤压而言,我们在挤压时应控制工件的底厚,对于黑色金属不应小于1.5 mm,对于纯招薄壁件不应小于0.2 ~ 0.3 mm。

我们可以限制在挤压中使单位挤压力在不超出模具的作用单位压力内,来求取挤压余料的厚度,这样既可充分发挥模具的能力,又可以节约材料的消耗,此时挤压余料则小于稳定的变形区的髙度。

我们所讲的挤压力的计算指的是第二阶段的挤压力。所谓单位挤压力就是指第二阶段的总挤压力除以凸模的横截面积。

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