糊料在擠壓型嘴內(nèi)的塑性變形和單圓弧曲線變形-偉名石墨

糊料在擠壓型嘴內(nèi)的塑性變形

以中國制造的25MN擠壓機(jī)為例，料室內(nèi)徑為1100mm，可以擠壓直徑200~500mm的圓形截面產(chǎn)品或400×400、400×115、200mm×200mm的方形、長(zhǎng)方形截面產(chǎn)品，當(dāng)安裝上所需要規(guī)格的擠壓型嘴后，料室內(nèi)的糊料必須經(jīng)過擠壓型嘴產(chǎn)生塑性變形才能得到規(guī)定尺寸（直徑或截面）的生坯。擠壓時(shí)糊料的塑性變形主要發(fā)生在擠壓型嘴的變形區(qū)，糊料通過擠壓型嘴的變形區(qū)時(shí)，由于產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和糊料與變形區(qū)內(nèi)壁之間的摩擦力，外層糊料向前運(yùn)動(dòng)時(shí)受到阻力較大，導(dǎo)致外層糊料與內(nèi)層糊料的向前運(yùn)動(dòng)速度出現(xiàn)差異，結(jié)果在糊料內(nèi)部產(chǎn)生多種應(yīng)力（壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力）和相應(yīng)的應(yīng)變，擠壓截面為方形或長(zhǎng)方形的生坯時(shí)，糊料在擠壓型嘴內(nèi)的塑性變形過程更加復(fù)雜，理想的型嘴曲線設(shè)計(jì)應(yīng)是“炭糊在塑性變形過程中有最均勻的變形和應(yīng)力分布，炭糊位于盡可能大又均勻的三向壓應(yīng)力狀態(tài)中”。

稱為擠壓型嘴曲線擠壓型嘴的變形區(qū)形狀如“喇叭”，所以擠壓型嘴曲線又可稱為“喇叭線”。以擠壓截面為圓形的產(chǎn)品為例，擠壓型嘴的全長(zhǎng)方向分成兩段即靠近料室的變形段及前部的直線定形段，變形段喇叭線的設(shè)計(jì)一般有3種方式:單圓弧曲線變形，多圓弧曲線變形，直線變形。

單圓弧曲線變形

這是擠壓圓形截面產(chǎn)品采用較多的擠壓型嘴曲線，如圖1010所示，圓弧心M，弧心軌跡圓半徑A，變形區(qū)進(jìn)口處截面圓中心O，這三點(diǎn)必須在一條直線上，這條直線應(yīng)垂直于擠壓型嘴的中軸（O2），只有這樣，才能從圓弧變形區(qū)平滑地過渡到直線定形區(qū)單圓弧曲線變形的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樽冃螀^(qū)進(jìn)口直徑等于料室內(nèi)徑，變形區(qū)出口直徑等于所需生坯直徑，因此變形區(qū)進(jìn)口與出口截面圓的差值b也是一個(gè)固定數(shù)。設(shè)計(jì)者唯一可變的參數(shù)是變形區(qū)的長(zhǎng)度L，L的大小受生坯直徑影響，一旦L確定下來，其他幾項(xiàng)主要參數(shù)可用下列公式計(jì)算：

b=1/2(d1-d2)

θ=2arctan（b/Lb）

r=Lb/sinθ=Lb2+b2

a=r+?（d1）=rcosθ+?（d2）

ac=arccosθ（r/a）

Lc=Lb-rsinac

dc=a(Lb-Lc)tgac

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