正文 9.3 擠壓變形力的計算(2 / 2)

(1)正擠壓

正擠壓凹模入模角α對擠壓力影響很大。為正擠壓時凹模入模角對擠壓力的影響。從圖中可見,正擠壓時,凹模入模角大於60°以後,再增加入模角擠壓力也隨之增大;當α=180°時,在凹模直角處會形成金屬渦流的死區,此時擠壓力最大。

可以看出,當對數變形程度,F0為毛坯橫截麵積,F1為製件橫截麵積]從0.31增至1.33時,合理入模角α從40°到66°左右。當入模角α較小時,擠壓力上升,這是由於入模角α<α合理值時,被擠壓金屬變形區加長,導致摩擦力增加。變形程度越大,金屬在凹模錐麵流過的距離越長,摩擦阻力也越大,因而使擠壓力急劇上升。

從降低擠壓力的觀點出發,入模角α=40°~60°時,擠壓力最小,但此時剩下餘料多,且會增加工序次數。因此,生產上多采用α=90°~130°。若單位擠壓力不大時或被擠壓材料塑性好、抗力小,也可采用α=180°進行生產。

(2)反擠壓

反擠壓時,凸模頭部的形狀很重要。為凸模頂角對擠壓力的影響,由圖可見,頂角以9°~11°為合適。

為反擠時不同凸模形狀對擠壓力的影響。由圖可見,平底凸模的擠壓力最大,球麵凸模的擠壓力較小,但隨著變形程度增加,當εF>60%時,半球麵凸模的擠壓力急劇上升。平底錐角的反擠壓凸模,其中心錐角α=120°較為合適,若中心錐角較大,對降低擠壓力的作用不大。

各種形狀的反擠壓凸模中,平底凸模的單位擠壓力最大,而平底凸模中,底角圓角半徑R增大,擠壓力有所降低。

綜上所述,在設計反擠壓凸模時,應從零件的實際出發,並分析計算擠壓時單位擠壓力的數值,合理決定凸模工作部分的形狀,決不能單純追求降低擠壓力。在模具的許用強度極限範圍內,為了減小擠壓後的切削加工量,也可按產品零件的要求,用平底凸模進行生產。

9.3.2.4毛坯尺寸的影響

毛坯尺寸對擠壓力的影響,主要指毛坯相對高度h0/d0對擠壓力的影響。反映了正、反擠壓時,h0/d0值與變形程度對擠壓力的影響。由圖可見,正擠壓時,h0/d0上升,擠壓力也升高,這是因為毛坯高度增加,毛坯表麵與凹模壁部的外摩擦增加,同時也增加了金屬流動的內摩擦;反擠壓時,毛坯高度增加,擠壓力也上升,而變形程度小時,擠壓力升高更快。應該指出,反擠壓中,在h0/d0