挤压力计算及设备选择.ppt

第四讲挤压力计算及设备选择,主讲人:辛选荣,第一节冷挤压力与行程的关系,挤压变形的三个阶段,I阶段：正挤流至出口反挤流过工作带,II阶段(稳态)：对正挤摩擦面积减小，压力减小；对反挤压力基本不变。III阶段(非稳态)：正挤模具基本上是刚性接触，很危险；反挤难变形区已参与变形。计算挤压力以II阶段稳态为主。,第二节冷挤压力的概念,总变形力P=A0pp=P/A0作用在凸模上的单位压力p=P/(A0-A1)作用在凹模上的单位压力对正挤：pp对反挤：p1时，Kh1，挤压力比标准压力大；h/d1时，Kh1，挤压力比标准压力小。例如：当h/d0.5时：正挤Kh=0.83；反挤Kh=0.95,六.润滑条件对挤压力的影响润滑条件千变万化，但我们在计算挤压力时仅考虑磷化皂化处理，不可能考虑得太多太细，且磷化膜还有好有坏，有厚有薄。,七.变形速度的影响（如图）当F40%时,热效应为主,Fp原因：vQ热效应、Q摩擦热强度、塑性p挤,总结：以上分析了影响挤压力的七种主要影响因素。任何计算方法都应该考虑这些因素。考虑不到，误差就大。,第四节单位挤压力的理论计算法,一、主应力求解法1.正挤实心件2.反挤杯形件式中真实应力d0凹模直径d1工作带直径h1工作带高度,分析一下考虑了哪些影响因素正挤中：正挤；h0/d0；F；u；材料反挤中：反挤；F；u；以上说明理论公式也不准确，考虑因素不够全面。二.滑移线法实际应用意义不大，书上也仅有例子，没有公式。三.上限法,四.变形功法正挤压:反挤压:五.有限元法有限元法是利用计算机进行计算分析,第五节单位挤压力的经验公式计算法,单位挤压力：p=Xnb其中n=aln(A0/A1)+b对低碳钢a=2.8b=0.75对有色金属a=3.14b=0.8A0;A1毛坯挤压以后的截面积X模具形状影响系数镦挤力：p=ykA1y模具约束系数,第六节挤压力图算法,一.黑色金属挤压力图算法1.图算法I(DVE)德国工程师协会实心件正挤(如下图)特点:考虑了a.材质；b.润滑；c.正挤；d.F；e.h0/d0；f.；g.V.等全部七种因素，比较准确。,DT1,Ho/do=1.5,a=90度,P=4600kn,do=75d1=45,A=64,P=1050,空心件正挤（如下图）,DT1,Ho/do=0.5,a=120度,P=2230,A0=2060A1=647,A=69,P=1080,反挤杯形件（如图）,DT1,Kh=0.95,do=70,P=4400,do=70d1=58,Ho/do=0.5,A=68.7,P=1660,2.图算法II（ICFG）国际冷锻协会正挤实心件（如下图）与图算法I相比：考虑了各种硬度钢材及退火条件，打一下硬度即可。对一般中低碳钢、低合金结构钢适用;对于硬化快的高合金钢材料不适用,do=35d1=25,HBS=140,Ho/do=2,a=120度,do=35,P=1180,A=48.9,G=1.96,P=1220,反挤杯形件（如下图）特点同上。使用图表时应注意：计算出的单位压力是顶件器上的，而不是凸模上的。,do=45d1=35,A=60.5,Ho/do=1,HBS=140,Kh=0.95,do=45,P=1180,G=2.5,P=1450,3.图算法III（国内试验数据）同德国工程师协会的图相比，我国的钢材成份误差比较大，有些完全对不上;而国际冷锻协会的图未把合金成分对加工硬化的影响考虑进去。因此，国内有一套不完全也不太准的计算办法。,正挤压实心件(如下图),反挤压杯形件(如下图),对不同含碳量的可以用下面的系数Kc：正挤Kc=0.8+C+0.12Cr反挤Kc=0.875+1.25(C+0.12Cr)另外，对低合金钢，可用当量含碳量的概念，用当量含碳量来查表。其公式如下：,二.有色金属冷挤压变形力的图算法：1.正挤实心件（如下图）,CU,A=65,P=450,A=65,2.正挤空心件（如下图