《特種塑性成型》課件-5. 靜液擠壓

1.1靜液擠壓的原理和特點(diǎn)鋁鎂鎢目

錄靜液擠壓的基本原理1靜液擠壓的主要特點(diǎn)2靜液擠壓利用高壓介質(zhì)對(duì)坯料施加載荷進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擠壓成形的加工方法。圖5.1靜液擠壓工藝原理示意圖金屬坯料不與擠壓筒內(nèi)壁直接接觸，兩者之間充入高壓液體，擠壓載荷通過高壓介質(zhì)傳遞到坯料上來實(shí)現(xiàn)成形過程。特點(diǎn)沖頭剪切密封圈高壓液體擠壓筒坯料O形密封圈芯模制品一、靜液擠壓的基本原理圖5.2靜液擠壓產(chǎn)品圖較大的擠壓比脆性材料：鎢、鉬、鎂等熱粘結(jié)材料:鉭、鈦、鋯等加工：齒輪、鍵槽、復(fù)合材等各類產(chǎn)品一、靜液擠壓的基本原理優(yōu)勢(shì)1.坯料上靜水壓力值明顯增大★防止坯料內(nèi)部縮孔和裂紋缺陷的產(chǎn)生★提高材料的工藝塑性及流動(dòng)均勻性2.沖頭和坯料間形成流體潤滑狀態(tài)，摩擦?xí)抵磷畹团髁虾蛿D壓筒間沒有摩擦3.不會(huì)產(chǎn)生表面裂紋二、靜液擠壓的主要特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)4.擠壓載荷比普通正擠時(shí)降低了20%～40%,并可采用較大擠壓比進(jìn)行成形5.可用較長坯料進(jìn)行加工成形6.摩擦力極小，模具磨損也較小，模具壽命顯著提高，制品表面粗糙度低，尺寸精度較高。7.適于不同幾何形狀坯料的成形8.可實(shí)現(xiàn)高速擠壓二、靜液擠壓的主要特點(diǎn)不足1.對(duì)模具及密封結(jié)構(gòu)的材料要求極為嚴(yán)格2.對(duì)擠壓前坯料的要求較高3.擠壓過程相對(duì)繁雜、效率低、速度可控性差等4.擠壓末期常需留有一定壓余二、靜液擠壓的主要特點(diǎn)小結(jié)靜液擠壓的基本原理1靜液擠壓的特點(diǎn)2學(xué)生們樹立積極的心態(tài)，加強(qiáng)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提升自我、不斷進(jìn)步。靜液擠壓1.2靜液擠壓的原理和特點(diǎn)目

錄靜液擠壓的分類1特殊材料靜液擠壓2圖5.3靜液擠壓裝置二維圖1-成形模具；2-密封結(jié)構(gòu)；3-擠壓筒；4-高壓介質(zhì)；5-密封結(jié)構(gòu)；6-壓媒交換盤；7-擠壓軸；8-坯料；9-模芯；10-支撐塊；11-液壓千斤頂；12-張力柱；13-緊定螺母；14-后梁；15-定梁；16-前梁；17-模芯底座導(dǎo)入案例圖5.4靜液擠壓裝置實(shí)物圖導(dǎo)入案例擠壓溫度應(yīng)用領(lǐng)域施載方式設(shè)備結(jié)構(gòu)模具形式介質(zhì)種類制品類型冷靜液擠壓擠壓溫度溫靜液擠壓熱靜液擠壓三、靜液擠壓的分類粘性液體靜液擠壓介質(zhì)種類粘塑性體靜液擠壓三、靜液擠壓的分類活塞加壓式靜液擠壓施載方式油泵加壓式靜液擠壓三、靜液擠壓的分類單擠壓筒靜液擠壓模具形式雙擠壓筒靜液擠壓三、靜液擠壓的分類單動(dòng)型靜液擠壓設(shè)備結(jié)構(gòu)雙動(dòng)型靜液擠壓三、靜液擠壓的分類棒材靜液擠壓制品類型管材靜液擠壓線材靜液擠壓異型材靜液擠壓三、靜液擠壓的分類普通靜液擠壓應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)械靜液擠壓拉拔靜液擠壓反壓力靜液擠壓三、靜液擠壓的分類1.難成形材料靜液擠壓（1）鎂合金靜液擠壓鎂合金對(duì)擠壓速度很敏感。普通擠壓時(shí)擠壓速度過快，由于模具表面摩擦應(yīng)力增大，制品表面會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)、裂紋等缺陷，同時(shí)增加了金屬變形的不均勻性，理論上應(yīng)以較低速度進(jìn)行擠壓成形。但對(duì)靜液擠壓工藝，工模具間在擠壓過程中形成流體潤滑狀態(tài)，使摩擦應(yīng)力大幅降低，因此，鎂合金靜液擠壓可在較低的溫度和較高的速度中進(jìn)行，可同時(shí)保證加工的效率及制品的力學(xué)性能。四、特殊材料液態(tài)成形1.難成形材料靜液擠壓（2）鈦合金靜液擠壓鈦合金材料具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐熱性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于這類合金熱傳導(dǎo)系數(shù)小、比熱容低、化學(xué)活潑性強(qiáng)等特點(diǎn)，給機(jī)械加工帶來了一點(diǎn)的困難，同時(shí)，在高溫下擠壓鈦合金型材極易產(chǎn)生裂紋。1.難成形材料靜液擠壓（2）鈦合金靜液擠壓鈦合金材料具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐熱性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于這類合金熱傳導(dǎo)系數(shù)小、比熱容低、化學(xué)活潑性強(qiáng)等特點(diǎn)，給機(jī)械加工帶來了一點(diǎn)的困難，同時(shí)，在高溫下擠壓鈦合金型材極易產(chǎn)生裂紋。四、特殊材料液態(tài)成形1.難成形材料靜液擠壓（3）高溫合金靜液擠壓高溫合金具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕性能，但最大缺陷是塑性低，加工溫度范圍窄，塑性成形能力差。隨著高溫合金工作溫度和強(qiáng)度的不斷提高，合金的強(qiáng)化元素含量不斷增加，成分越來越復(fù)雜，高溫合金的加工難度也越來越高，利用靜液擠壓強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力作用，可以改善金屬的變形能力，實(shí)現(xiàn)高溫合金零件的直接靜液擠壓成形。四、特殊材料液態(tài)成形鎢基高密度合金2.難熔合金靜液擠壓鎢基高密度合金是一種以W為基體，同時(shí)加入少量Ni、Fe等元素組成的雙相合金。鎢合金的密度一般在16.0～18.8g/cm3,相當(dāng)于鋼密度的兩倍以上。國防工業(yè)高密度高強(qiáng)度塑性好良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)熱性航天工業(yè)民用工業(yè)四、特殊材料液態(tài)成形3.粉末材料靜液擠壓在高的靜水壓力作用下對(duì)粉末材料進(jìn)行大剪切變形，促進(jìn)空隙的變形收縮，并使材料表面的氧化層破碎，是粉末材料實(shí)現(xiàn)致密化的有效手段。而靜液擠壓技術(shù)為粉末材料致密化提供了一種高效的途徑。復(fù)合材料4.復(fù)合材料靜液擠壓作為難加工材料的有效輔助手段，即將難加工材料作為芯材，將高塑性材料作為包覆材料而構(gòu)成復(fù)合材料，通過靜液擠壓技術(shù)使難加工材料獲得較大塑性變形，后去除外層金屬，進(jìn)而獲得變形后芯材的加工方法。四、特殊材料液態(tài)成形小結(jié)靜液擠壓的分類3特殊材料靜液擠壓4希望學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)，拓寬視野，鍛煉自己的實(shí)踐能力和解決問題的能力。2.連續(xù)擠壓1983年赴法進(jìn)修,取得博士學(xué)位大連交通大學(xué)連續(xù)擠壓教育部工程研究中心名譽(yù)主任、教授、博士生導(dǎo)師。宋寶韞教授我國連續(xù)擠壓技術(shù)的奠基人和開拓者研究及應(yīng)用概況研究方向?yàn)檫B續(xù)擠壓工程領(lǐng)域。鋁材連續(xù)擠壓鋁連續(xù)包覆銅材連續(xù)擠壓“一位人才的出現(xiàn)，帶回了一項(xiàng)技術(shù)，打造了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，造就了一個(gè)產(chǎn)業(yè)。”——大連交通大學(xué)校長葛繼平宋寶韞教授我國連續(xù)擠壓技術(shù)的奠基人和開拓者研究及應(yīng)用概況目

錄連續(xù)擠壓的基本原理1連續(xù)擠壓的主要特點(diǎn)2連續(xù)擠壓技術(shù)1971年由英國格林提出并隨后發(fā)展起來的一種先進(jìn)擠壓成形方法常規(guī)正擠壓和反擠壓中，變形是通過擠壓軸和墊片將所需的擠壓力直接作用于坯料上來實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)擠壓不可能實(shí)現(xiàn)無間斷擠壓成形中的摩擦作用導(dǎo)致產(chǎn)品組性能不均擠壓筒長度有限需通過擠壓軸和片直接對(duì)坯料施加擠壓力來進(jìn)行擠壓連續(xù)擠壓依靠變形金屬與模具之間的摩擦力作為擠壓力一、連續(xù)擠壓的工藝原理連續(xù)擠壓工藝原理示意圖以桿料或顆粒料為坯料，坯料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的擠壓輪與槽封塊構(gòu)成的型腔，坯料與型腔壁產(chǎn)生摩擦力，摩擦力的大小取決于接觸壓力、接觸面積及摩擦系數(shù)。連續(xù)擠壓在摩擦力的作用下，擋料塊處產(chǎn)生足夠大的壓力，使金屬發(fā)生塑性變形，擠出?？?，擠壓過程將維持到坯料的長度小于臨界咬合長度時(shí)為止。一、連續(xù)擠壓的工藝原理設(shè)備的組成連續(xù)擠壓工藝原理示意圖連續(xù)擠壓在原理上十分巧妙地利用了擠壓輪凹槽壁與坯料之間的機(jī)械摩擦作用作為擠壓力，只要擠壓型腔的入口端能連續(xù)地喂入坯料，便可達(dá)到連續(xù)擠壓出無限長制品的目的。一、連續(xù)擠壓的工藝原理設(shè)備的組成1.帶凹形溝槽的擠壓輪由驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。設(shè)備的組成2.擠壓靴是固定的，與擠壓輪相接觸的部分成為一個(gè)弓形的槽封塊與擠壓輪的包角一般為90°。作用：封閉擠壓輪凹形溝槽。擠壓筒的三面為旋轉(zhuǎn)擠壓輪的凹槽壁，第四面是固定的槽封塊。一、連續(xù)擠壓的工藝原理3.固定在擠壓模腔出口端的堵頭設(shè)備的組成作用：封閉擠壓型腔出口端，迫使金屬只能從擠壓?？琢鞒鲈O(shè)計(jì)原則：在擠壓溫度和正常的擠壓間隙下，堵頭的兩側(cè)面不與溝槽兩側(cè)面發(fā)生直接接觸，堵頭頂部不與溝槽底部發(fā)生直接接觸，最大限度減少余量。一、連續(xù)擠壓的工藝原理設(shè)備的組成4.擠壓模或安裝在腔體上實(shí)行切向擠壓，或?qū)嵭袕较驍D壓。常規(guī)擠壓30%以上的能量消耗克服擠壓筒壁上的有害摩擦特點(diǎn)1.取消了加熱和退火工序，節(jié)約能耗及設(shè)備投資2.無酸洗工序，無污染物排放，為環(huán)保綠色制造技術(shù)3.大幅度地減少了原材料損耗，材料利用率高4.制品性能好，尺寸精度高，表面粗糙度好二、連續(xù)擠壓的特點(diǎn)常規(guī)擠壓30%以上的能量消耗克服擠壓筒壁上的有害摩擦特點(diǎn)7.設(shè)備緊湊，占地面積少，運(yùn)行成本低8.工藝簡單，一個(gè)模具直接成形，無須配模，更換方便9.原材料規(guī)格統(tǒng)一，備料簡單5.產(chǎn)品長度不限，生產(chǎn)效率高6.設(shè)備自動(dòng)化程度高二、連續(xù)擠壓的特點(diǎn)連續(xù)擠壓工藝被譽(yù)為“有色金屬成形技術(shù)的重大突破”管材型材線材包覆材單輪單槽連續(xù)擠壓機(jī)單輪雙槽連續(xù)擠壓機(jī)雙輪單槽連續(xù)擠壓機(jī)包覆材單輪單槽連續(xù)擠壓機(jī)小結(jié)連續(xù)擠壓的基本原理1連續(xù)擠壓的主要特點(diǎn)2我國連續(xù)擠壓技術(shù)的奠基人和開拓者——宋寶韞教授3.積極摩擦擠壓目

錄摩擦的作用方式1金屬流動(dòng)行為2模具結(jié)構(gòu)形式摩擦影響變形過程中金屬流動(dòng)行為的重要邊界條件潤滑摩擦作用方式與金屬流動(dòng)行為的關(guān)系（a）阻礙作用（b）積極作用摩擦力的大小及方向?qū)Τ尚芜^程中金屬的變形流動(dòng)行為均有較大影響。一、摩擦的作用方式摩擦作用方式與金屬流動(dòng)行為的關(guān)系（a）阻礙作用（b）積極作用在沖頭的作用下金屬逐漸向型腔內(nèi)充填流動(dòng)，凹模靜止不動(dòng)，其受模腔側(cè)壁摩擦力的作用方向與金屬的充填流動(dòng)方向相反。阻礙作用引起模腔內(nèi)金屬流動(dòng)行為沿徑向的不均勻分布軸心處金屬的流速較快靠近模腔側(cè)壁處材料的流速較慢一、摩擦的作用方式有效平衡模口處摩擦力的阻礙作用型腔中模壁處金屬流速提高摩擦作用方式與金屬流動(dòng)行為的關(guān)系（a）阻礙作用（b）積極作用通過改變成形過程中摩擦力的作用方向，減小或消除摩擦阻力的影響。在變形過程進(jìn)行的同時(shí)對(duì)模具施加與加載方向相同的運(yùn)動(dòng)提高充填時(shí)金屬變形流動(dòng)的均勻性一、摩擦的作用方式金屬變形流動(dòng)不均勻的趨勢(shì)顯著加劇兩處金屬流速的差異增加潤滑條件較差摩擦作用方式與金屬流動(dòng)行為的關(guān)系（a）阻礙作用（b）積極作用成形過程中坯料的形狀盡管會(huì)發(fā)生顯著改變，但仍為一連續(xù)整體。一、摩擦的作用方式成形過程中摩擦對(duì)金屬的變形流動(dòng)有顯著影響對(duì)金屬充填型腔的能力及效果起決定性的作用壓下量為20mm時(shí)不同摩擦條件下坯料斷面上的網(wǎng)格變形的分布（a）無潤滑（b）有潤滑（c）積極摩擦成形過程中該處金屬較難于發(fā)生變形流動(dòng)無潤滑成形過程中靠近模腔底角部金屬由于受摩擦條件的影響，此處網(wǎng)格幾乎不發(fā)生變化。壓下量為20mm時(shí)不同摩擦條件下坯料斷面上的網(wǎng)格變形的分布二、金屬流動(dòng)行為（a）無潤滑（b）有潤滑（c）積極摩擦壓下量為20mm時(shí)不同摩擦條件下坯料斷面上的網(wǎng)格變形的分布徑向流線分布情況模壁與軸心處金屬變形流動(dòng)的差異較大側(cè)壁摩擦阻力該處金屬的變形流動(dòng)明顯滯后于軸心部位二、金屬流動(dòng)行為（a）無潤滑（b）有潤滑（c）積極摩擦壓下量為20mm時(shí)不同摩擦條件下坯料斷面上的網(wǎng)格變形的分布使用潤滑劑后，模腔底角部難變形區(qū)的范圍顯著縮小。徑向流線的分布對(duì)比模壁與軸心處金屬的流速差異明顯降低二、金屬流動(dòng)行為（a）無潤滑（b）有潤滑（c）積極摩擦壓下量為20mm時(shí)不同摩擦條件下坯料斷面上的網(wǎng)格變形的分布采用積極摩擦成形變形金屬較易向型腔?？趦?nèi)均勻地充填流動(dòng)顯著降低了產(chǎn)生流動(dòng)缺陷的可能性二、金屬流動(dòng)行為軸向相對(duì)移量對(duì)比不同變形過程中四個(gè)斷面上各點(diǎn)的軸向相對(duì)位移量幾乎都是沿著軸線呈對(duì)稱分布。隨著離軸心距離的減小，其絕對(duì)值逐漸增大充填過程中軸心處金屬的變形流速最快二、金屬流動(dòng)行為軸向相對(duì)移量對(duì)比無潤滑劑成形時(shí)因受凹模側(cè)壁摩擦阻力的影響較大對(duì)比不同軸向相對(duì)位移量的數(shù)值分布不同斷面上各點(diǎn)的軸向相對(duì)位移量的差別較大二、金屬流動(dòng)行為軸向相對(duì)移量對(duì)比無潤滑劑成形時(shí)A—A斷面上軸心處點(diǎn)的相對(duì)位移量：24.92mmA’—A’斷面上軸心處點(diǎn)的相對(duì)位移量：17.76mmA”—A”斷面上軸心處點(diǎn)的相對(duì)位移量：7.98mm采用潤滑劑成形時(shí)采用積極摩擦成形時(shí)二、金屬流動(dòng)行為軸向相對(duì)移量對(duì)比積極摩擦成形可使成形過程中塑性區(qū)內(nèi)金屬變形流動(dòng)的均勻性明顯增大，更利于提高鍛件的品質(zhì)質(zhì)量二、金屬流動(dòng)行為小結(jié)摩擦的作用方式1金屬流動(dòng)行為2積極摩擦擠壓4.側(cè)向擠壓目

錄側(cè)向擠壓的工藝原理1側(cè)向擠壓工藝的特點(diǎn)2等徑角擠壓（ECAP)3側(cè)向擠壓側(cè)向擠壓工藝原理圖（b）S形側(cè)擠（a）正向側(cè)擠變形坯料沿著某一方向被擠出，這個(gè)方向是與擠壓成形方向不同也不相反的一種擠壓方法。徑向擠壓變形坯料沿著徑向朝四周方向被擠出側(cè)向擠壓變形坯料沿著某單一方向被擠出一、側(cè)向擠壓的工藝原理1.擠壓模與錠坯軸線成一定角度，金屬流動(dòng)的形式將使制品縱向力學(xué)性能差異減小2.制品強(qiáng)度高3.模具應(yīng)有較高的強(qiáng)度及剛度二、側(cè)向擠壓工藝的特點(diǎn)電纜包鉛套側(cè)向擠壓的應(yīng)用鋁套擠壓模內(nèi)有兩個(gè)斷面相等，以一定角度相交的通道，試樣在沖頭的壓力作用下擠壓成形?？芍苽涑龃髩K體超細(xì)晶或納米晶金屬材料等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)工藝材料科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前細(xì)化常規(guī)晶粒尺寸至亞微米級(jí)甚至納米級(jí)晶粒尺寸最具有工業(yè)化應(yīng)用前景的技術(shù)之一?；竟に囋砣?、等徑角擠壓(ECAP)基本工藝原理當(dāng)經(jīng)過兩通道的轉(zhuǎn)角處，試樣產(chǎn)生局部大剪切塑性變形，然后從另一通道擠出。由于材料的橫斷面形狀和面積不改變，故多次反復(fù)擠壓可使各次變形的應(yīng)變量累積疊加，從而得到相當(dāng)大的總應(yīng)變量。對(duì)塑性變形能力較差的鎂合金有明顯的細(xì)化效果ECAP技術(shù)具有很強(qiáng)的晶粒細(xì)化能力，但道次之間變形不連續(xù)導(dǎo)致效率低，很難用于工業(yè)化旋轉(zhuǎn)ECAP連續(xù)ECPA多道次ECAP三、等徑角擠壓(ECAP)對(duì)塑性變形能力較差的鎂合金有明顯的細(xì)化效果ECAP技術(shù)具有很強(qiáng)的晶粒細(xì)化能力，但道次之間變形不連續(xù)導(dǎo)致效率低，很難用于工業(yè)化旋轉(zhuǎn)ECAP只需轉(zhuǎn)動(dòng)模具就可實(shí)現(xiàn)連續(xù)變形試樣體積較小三、等徑角擠壓(ECAP)小結(jié)側(cè)向擠壓的工藝原理1側(cè)向擠壓工藝的特點(diǎn)2等徑角擠壓（ECAP)35.半固態(tài)擠壓國外研究狀況在20世紀(jì)70年代美國麻省理工學(xué)院的Flemings教授等提出了一種金屬成形的新方法，即半固態(tài)加工技術(shù)。半固態(tài)加工技術(shù)采用非枝晶半固態(tài)漿料打破傳統(tǒng)的枝晶凝固模式金屬半固態(tài)成形研究狀況國外研究狀況

20世紀(jì)80年代后期以來，半固態(tài)加工技術(shù)已得到了各國科技工作者的普遍承認(rèn)，目前已經(jīng)針對(duì)這種技術(shù)開展了許多工藝實(shí)驗(yàn)和一些理論研究。半固態(tài)加工技術(shù)有色金屬及其合金的低熔點(diǎn)材料半固態(tài)加工鋼鐵材料等高熔點(diǎn)黑色金屬材料半固態(tài)加工金屬半固態(tài)成形研究狀況國內(nèi)研究狀況20世紀(jì)70年代后期陸續(xù)開展了半固態(tài)金屬成形技術(shù)的研究，但這些嘗試大都利用機(jī)械攪拌法進(jìn)行流變鑄造或觸變鑄法研究。成形過程的計(jì)算機(jī)模擬鋁合金、鎂合金的半固態(tài)金屬加工技術(shù)半固態(tài)合金的流變和觸變行為金屬半固態(tài)成形研究狀況目

錄半固態(tài)擠壓的工藝原理1半固態(tài)擠壓的特點(diǎn)2半固態(tài)擠壓利用加熱爐將金屬坯料加熱到半固態(tài)，放入擠壓模腔后施加壓力，通過凹模口擠出所需形狀和性能的制品。半固態(tài)擠壓工藝原理圖半固態(tài)漿料在擠壓模腔內(nèi)處于密閉狀態(tài)，流動(dòng)變形的自由度低，內(nèi)部的固、液相成分不易單獨(dú)流動(dòng)。擠壓開始時(shí)部分液相先行流出正常擠壓時(shí)固液相一起流出穩(wěn)定、均一的制品一、半固態(tài)擠壓的工藝原理半固態(tài)擠壓工藝原理圖工作溫度處于固液兩相區(qū)所需溫度降低力學(xué)性能和內(nèi)部組織良好的擠壓產(chǎn)品漿料在擠壓成形過程中由于液相的存在，流動(dòng)應(yīng)力小，使合金形變抗力明顯降低，減小了擠壓抗力。適宜的工藝條件由于成形件通過擠壓作用，經(jīng)受較大的塑性變形，組織性能得到明顯的提高，因而備受矚目。一、半固態(tài)擠壓的工藝原理半固態(tài)擠壓工藝適用于變形合金，也適用于鑄造合金以至于脆性合金半固態(tài)擠壓研究得較多的是鋁合金棒、線、管、型材的加工通常半固態(tài)擠壓成形件可進(jìn)行T4、T5、T6或T7等多種熱處理工藝成形件的內(nèi)部組織及力學(xué)性能均勻，成形工藝容易操作具有廣闊的應(yīng)用前景二、半固態(tài)擠壓的特點(diǎn)小結(jié)半固態(tài)擠壓的工藝原理1半固態(tài)擠壓的特點(diǎn)26.其他擠壓目錄帶內(nèi)錐沖頭擠壓1剪切擠壓2彎曲型材擠壓3變斷面型材擠壓4固態(tài)連接擠壓5固相再生擠壓6其他擠壓成形技術(shù)（一）沖頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖頭結(jié)構(gòu)形式對(duì)成形過程中模腔內(nèi)金屬的變形流動(dòng)行為有著顯著影響，采用一種帶內(nèi)錐結(jié)構(gòu)的沖頭，對(duì)金屬的擠出流動(dòng)行為具有重要作用。沖頭結(jié)構(gòu)示意圖

α——錐底角

D——沖頭直徑

L——錐底直徑=0.2Dα值決定了沖頭內(nèi)錐結(jié)構(gòu)的大小，當(dāng)α=0時(shí)相當(dāng)于平模類擠壓過程一、帶內(nèi)錐沖頭擠壓（一）沖頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用帶內(nèi)錐結(jié)構(gòu)沖頭在成形過程的初始階段，使金屬增加了一個(gè)向上充填的過程改變軸心處金屬的變形流動(dòng)狀況對(duì)金屬充填型腔的能力有著重要作用一、帶內(nèi)錐沖頭擠壓（二）金屬流動(dòng)行為沖頭壓下量為20mm時(shí)坯料斷面的網(wǎng)格變形對(duì)比模腔底角部區(qū)域的金屬由于受側(cè)壁和底角部摩擦的影響，該區(qū)內(nèi)金屬的變形和流動(dòng)都很不均勻，部分金屬的流線在接近模底時(shí)產(chǎn)生明顯彎曲、甚至剪裂。平底沖頭擠壓被剪斷的流線部分匯入充填型腔的金屬形成折疊部分逐漸留在模底形成死區(qū)越靠近模腔側(cè)壁和底部時(shí)金屬的變形流動(dòng)越困難一、帶內(nèi)錐沖頭擠壓（二）金屬流動(dòng)行為沖頭壓下量為20mm時(shí)坯料斷面的網(wǎng)格變形對(duì)比坯料斷面上的網(wǎng)格分布變得相對(duì)均勻。帶內(nèi)錐沖頭擠壓于平底沖頭擠壓相比靠近側(cè)壁處金屬的流線也有向?？趶澢淖冃瘟鲃?dòng)趨勢(shì)靠近模腔底角部相對(duì)難變形的區(qū)域，范圍顯著縮小改變沖頭結(jié)構(gòu)后模腔內(nèi)塑性區(qū)的范圍明顯擴(kuò)大一、帶內(nèi)錐沖頭擠壓剪切擠壓杯-桿復(fù)合擠壓的一個(gè)特殊區(qū)域，也即以精沖方式進(jìn)行杯-桿復(fù)合擠壓情況的推廣?！凹羟袛D壓”發(fā)生的幾何條件1.必須滿足凸模直徑不大于枝杈直徑條件2.坯料高徑比和凸模與坯料直徑比的適當(dāng)關(guān)系，通過改變工藝孔深度的大小來實(shí)現(xiàn)剪切擠壓與側(cè)向擠壓的載荷對(duì)比二、剪切擠壓傳統(tǒng)彎曲型材的加工通過先擠壓后彎曲的方式獲得缺點(diǎn)工序繁瑣擠出型材的曲率及表面質(zhì)量難以得到保證提出彎曲管材擠壓成形的新方法基于管材的擠壓矯直原理芯模坯料芯軸沖頭帶側(cè)力矩的彎曲材擠壓成形原理圖利用?？诓课皇┘右粋€(gè)力矩而形成不同的摩擦力，使擠出的管材產(chǎn)生