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金属室温挤压成形中流动规律—南理工 金属室温挤压成形中流动规律—南理工 PAGE / NUMPAGES 金属室温挤压成形中流动规律—南理工 金属室温挤压成形中的流动规律 南京理工大学 资料科学与工程学院 2016． 实验目的 （1） 掌握挤压变 属流动规律的一 （2） 学会剖析考 压时金属流动区 产生原由。  班级： 学号： 姓名： 安志恒  形过程中金 般丈量方法。 察轴对称挤 域的特征和 （3） 学会计算金属沿挤压轴向的应力、应变值，并绘制其散布图。 （4） 学会剖析观察变形过程挤压力的变化状况， 掌握丈量挤压时挤压力的一般丈量 方法。 （5） 认识挤压模具模孔设计不妥，可能惹起金属出模孔时发生曲折等的原由。 实验原理 研究金属在挤压时的挤压力变化规律是特别重要的，因为挤压制品的组织性能、表面 质量、形状尺寸和工模具的设计原则都与其亲密有关。影响挤压力的要素有：金属资料的 变形抗力、摩擦与润滑、温度、工模具的形状和构造、变形程度与变形速度等。挤压力的 变化规律如图 1 所示。 Ⅰ  挤 压 Ⅱ Ⅲ 力 图 1 挤压力跟着挤压轴行程变化 行程 研究挤压时金属流动规律的实验方法有好多种： 如坐标网格法、察看塑性法、金相法、 光塑性法、莫尔条纹法、硬度法等，此中最常用的是坐标网格法。多半状况下，金属的塑 性变形是不平均的。若将变形体切割成无量多的单元体，假如单元体足够小，则可近似认 为是此单元体发生的是平均变形。所以可借平均变形理论来解说不平均变形过程，此即为 坐标网格法的理论基础。此法中，网格应尽可能小，但考虑到单晶体的各向异性的影响， 一般取边长为 5mm，深度为 1～2mm。 坐标网格法是研究金属塑性变形散布应用最宽泛的一种方法，其本质是把模型毛坯制 成对分试样，变形前在试样的一个剖分面上刻上坐标网如图 2 所示。变形后依据网格变化 计算相应的应变，也可由此获取应变散布。坐标网可划成正方形或圆形，其尺寸依据坯料 尺寸及变形程度确立，一般在 2~10mm之间。图 3 为挤压成形后纵剖面的网格变化状况。 图 2 挤压以前剖分面上的坐标网格 图 3 挤压后剖分面上的坐标网格，坐标原点能够设在左下角，以使最后应变散布曲线散布在第一象限 图 4 为金属挤压变形后单元坐标网格的变化。如图 4a 所示，在正方形坐标网格内刻有内切圆。若变形时坐标面上无剪应力， 则正方形变为了矩形， 内切圆变为了内切椭圆 （图 4b），椭圆轴的尺寸和方向反应了主变形的大小和方向（即主轴的方向） 。 若坐标面上作用有剪应力，则正方形变为了平行四边形，内切圆变为了内切椭圆，切 点不在椭圆的极点（图 4c），椭圆的轴与新的主应力方向重合，只需测出变形后椭圆的尺 寸 r 1、r 2，即可依据下式计算应变 ε1 和 ε 2，即 1 ln r1 ; 2 ln r2 （1） r0 r0 假如 r 1、r 2 难以测准，则可丈量平行四边形的边长 a1，b1 和剪切角 γ，而后由下边关 系式换算出 r 1 和 r 2，即 r1 1 [a12 ( b1 )2 ] 1 [ a12 ( b1 ) 2 ]2 4a12 b12 （2） 2 sin 2 sin r2 1 2 b1 2 ] 1 2 ( b1 2 ] 2 2 2 （3） [ a1 ( ) 2 [ a1 sin ) 4a1 b1 2 sin 挨次丈量挤压成形后试样纵剖面不一样结点地点 平行四边形 的边长 a1，b1 和剪切角 γ， 代入上述表达式（ 1） , （ 2）和（ 3）即可获取该结点对应的应变，而后挨次对结点进行计 算，最后画出金属挤压成形的应变散布图。 (a (b (c 图 4 单元坐标网格变形状况（ a）变 0 形前（ b）无剪应力变形后（ c）有剪应力变形后，此中实线框为剪应力较小的状况，虚线框为剪应力较大的状况 实验设施、资料 实验设施 此实验主体设施为 YJQ-500B金属卧式正向挤压机， 最大主缸压力 500 吨，能够进行室 温及加热条件下的棒材和管材挤压等操作。 图 5YJQ-500B卧式挤压机外观 模具：金属正挤成形专用模具，挤压筒进口直径 80mm，出口直径 30mm 实验资料 工业纯铅，Φ 78×70mm·mm;润滑剂采用石墨与二硫化钼的机械混淆物。 实验内容与步骤 （1） 选用一套剖分好的纯铅试样，丈量并记录本质试样尺寸。 （2） 将试样分开并进行摄影，对原始坐标网格进行计算。 （3） 用粉笔灰对坐标网格进行填补，以便清楚反应变形流线。 （4） 将样品放入卧式挤压机挤压筒内。 （5） 安装好挤压模具。 （6） 开机，接通挤压机主电源， 5 秒内翻开电机开关。合模、挤压杠进，对剖 分试样进行室温挤压变形。当挤压杠行进地点凑近限位开关时达成挤压变形。挤压杆