前面小編給大家簡單介紹了鋁材靜液擠壓法,今天我們來深入了解一下一種最簡單的靜液擠壓法,無背壓靜液擠壓法。
在這種擠壓方法中,金屬在高壓壓媒的作用下,經(jīng)過模具孔型直接擠到大氣中,和傳統(tǒng)擠壓方法一樣。如下圖,靠壓媒傳遞壓力的擠壓筒兩端——擠壓桿與模具處都裝有高壓密封裝置。擠壓開始時,靜液的壓力很快就達到了足夠高的數(shù)值,并取決于金屬的流動應(yīng)力和擠壓系數(shù)。模具的錐角與潤滑材料有關(guān)。
靜液擠壓與傳統(tǒng)的擠壓方法相比,具有如下優(yōu)點:
1.鋁合金坯錠與擠壓筒之間沒有摩擦。擠壓力的大小與坯錠的長度無關(guān),因而,理論上坯錠的長度不受限制。
2.在模具入口處連續(xù)供應(yīng)壓媒(含有潤滑材料),可保證良好的潤滑,從而可以降低金屬與模具之間的摩擦力。
3.擠壓負載低,可以采用大擠壓系數(shù)(可達400以上)。
4.鋁合金坯錠周圍被高壓壓媒包圍,可以擠壓任何形狀的坯料,還可將彎曲坯料擠成平直的制品。
靜液擠壓的一個缺點是坯錠準備困難,每個坯錠都要事先按照模具的入口尺寸車成錐形,并要保證擠壓開始時的密封。
現(xiàn)在我們用擠壓機可以生產(chǎn)金屬棒材、管材、型材,截面的形狀可以是不變的,也可以是逐漸變化或梯形變化的。完成上述擠壓制品的擠壓方法一般分為下面三類:
1.傳統(tǒng)擠壓方法
包括正向擠壓、反向擠壓及聯(lián)合擠壓。
2.靜液擠壓方法
包括無背壓靜液擠壓、背壓靜液擠壓、串聯(lián)擠壓筒靜液擠壓、雙動式靜液擠壓、拉伸-靜液擠壓。
3.連續(xù)擠壓方法(CONFORM)
隨著國防工業(yè)的快速發(fā)展,對武器的輕量化提出了更高的要求,對武器裝備材料的要求也隨之提升。鎂合金以其密度最低、比強度、比剛度高、良好的散熱性能、“取之不盡,用之不竭”等優(yōu)點,受到各國國防部門的重視。國內(nèi)外鎂合金研究學者證明使用靜液擠壓方法比普通擠壓、鑄造等方法獲得的鎂合金性能更好,因此對鎂合金靜液擠壓設(shè)備及其擠壓工藝參數(shù)的研究迫在眉睫。 本文選擇了以帶有芯棒的無背壓靜液擠壓方法為原理的三梁四柱式結(jié)構(gòu)作為靜液擠壓機的設(shè)計方案,并對擠壓機的主要受力部件后梁、前梁、定梁進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,通過對它們的有限元分析發(fā)現(xiàn)定梁的材料利用率較低,據(jù)此對定梁進行了拓撲優(yōu)化。 優(yōu)化過程中建立了以定梁總體積最小化為目標、剛度為約束的拓撲優(yōu)化模型,獲得了定梁的拓撲結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上對拓撲結(jié)構(gòu)進行了修改,得到了新的優(yōu)化模型,并對其進行了有限元分析,得出優(yōu)化后的模型剛度與優(yōu)化前相比基本一致,但是質(zhì)量下降了32.45%,證明了該拓撲優(yōu)化設(shè)計是合理的。 針對擴展擠壓和收縮擠壓鎂合金管材的問題,使用Deform-3D有限元軟件,在不同模具角度、定徑帶長度、坯料溫度、模具溫度、擠壓速度的條件下應(yīng)用正交試驗設(shè)計方法對AZ80鎂合金進行了靜液擠壓數(shù)值模擬,得出了本實驗條件下各項條件對擠壓力、坯料應(yīng)力、溫度的影響,以及使得擠壓力最小的各項條件的組合。為AZ80鎂合金管材靜液擠壓工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。