CN2747571Y - 金属模拟挤压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于测定金属挤压流动性的模拟挤压装置，其特征在于：轴孔为台阶孔的挤压筒(2)固定连接在一个支持座(6)的开口中，挤压模(4)安放在挤压筒(2)的台阶孔的大孔中且紧贴台阶孔的孔肩；模座(5)顶住挤压模(4)；模座(5)、支持座(6)上设置有导通孔并与挤压模孔连通，挤压垫(3)与挤压筒(2)台阶孔的小孔滑动配合；挤压杆(1)固定连接在左侧支持座(6)的开口中。本实用新型采用模拟挤压的方法，为工业生产提供准确的工艺参数优化方案，有测定结果准确，成本低，使用方便、灵活的优点。

Description

金属模拟挤压装置

技术领域

本实用新型涉及一种挤压装置，特别涉及一种用于测定金属挤压流动性的模拟挤压装置。

背景技术

金属变形工艺参数的研究通常采用测定、比较不同的工艺组合下的高温流变应力来完成。高温流变应力反映的是金属在单向压应力状态下的变形性能，而挤压变形中金属处于三向压应力状态，所以通常方法测定的高温流变应力不完全适用于挤压变形工艺的研究。

由于没有专门的实验装置用于研究金属的挤压，所以生产实践中的挤压工艺探索和优化都是在工厂现场的大型挤压机上进行，所得到的实验结果虽然可以直接用于指导生产，但其实验准备周期长，需耗费大量人力物力，实验成本高。尤其是在对新合金和新断面形状制品进行挤压工艺优化时，需反复组合不同工艺参数进行实验，实验周期更长，实验期间设备损耗大，同时也影响到工厂正常的生产进度。总之工业挤压生产实验费用高，效率低，造成大量的浪费，不能满足日益增加的新合金和新形断面形状的产品的生产需要。因此，需要开发一种能高效率地优化生产工艺的金属模拟挤压装置。

技术内容

本实用新型的目的，是提供一种金属模拟挤压装置。它采用模拟挤压的方法，为工业生产提供准确的工艺参数优化方案，有测定结果准确，成本低，使用方便、灵活的优点。

本实用新型的目的是这样实现的：一种金属模拟挤压装置，两个支持座分别设置在对置的两个夹具中，其特征在于：轴孔为台阶孔的挤压筒固定连接在一个支持座的开口中，挤压模安放在挤压筒的台阶孔的大孔中且紧贴台阶孔的孔肩；模座顶住挤压模；模座、支持座上设置有导通孔并与挤压模孔连通，挤压垫与挤压筒台阶孔的小孔滑动配合；挤压杆固定连接在左侧支持座的开口中。

支持座设置有锲形接口，锲形接口与夹具紧密配合连接。

挤压模的前后段为圆锥孔，中段为使金属成型的模孔。

模座、支持座的导通孔与挤压模后段的圆锥孔相连通。

本实用新型有以下优点：

1.本挤压装置的挤压筒、挤压杆和支持座之间采用螺栓螺孔连接，因此折、卸方便。通过调整上下左右四个方向的螺栓的深浅，使挤压筒、挤压杆的中心重合，达到同心度准确，可以避免其它方向的分力对挤压过程的影响，保证实验结果的准确性。

2.本挤压装置挤压模的前后段为圆锥孔，中段为使金属成型的模孔，并可以根据挤压金属断面形状的不同更换模孔不同的挤压模，因此使用方便、灵活。

3.本挤压装置可以模拟各种不同金属材料在不同工艺条件下的挤压变形过程，使用范围广泛。

4.本挤压实验装置的实验过程可以实现在等温等速条件下进行，使金属挤压工艺参数易于控制，测定的数据更稳定，有利于分析研究金属的流动性能，能提供直接应用于工业生产的工艺参数。等温等速挤压工艺得到的金属制品组织均匀性和尺寸精度好，有利于结合金相组织观察和分析主要工艺参数对组织性能的影响。

5.本挤压装置结构简单且安装方便快捷，实验前期准备工作容易，实验过程耗时短，效率高。

6.本挤压装置还可将挤压筒和挤压杆人为调整为偏心状态，用于研究偏心程度对挤压流动过程的影响，为大型挤压机的偏心度控制的精度极限提供依据。

本实用新型可以用金属挤压的模拟实验替代工业生产实验，模拟金属在热加工过程中的受热和受力情况，找出金属挤压过程中所需挤压力和流动性受挤压温度和变形速度的影响规律，优化出实验金属在挤压变形过程中的最佳工艺参数。

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图；

图2为挤压模的模角示意图。

图中标记1为挤压杆，2为挤压筒，3为挤压垫，4为挤压模，5为挤压模座，6为支持座，7为试样，8为螺栓，9为夹具，α为挤压模的模角。

具体实施方式

参见图1。两个支持座6分别安装在挤压夹具9上，将挤压杆1装入左侧的支持座6内，拧紧螺栓8固定。挤压模4和挤压模座5按顺序装入挤压筒2内台阶孔的大孔中且紧贴孔肩，模座5顶住挤压模4。模座5、支持座6上设置有让已挤压成型的金属向前流动的导通孔并与挤压模孔连通。挤压试样7和挤压垫3装入挤压筒台阶孔的小孔端，挤压垫3与挤压筒2为滑动配合。挤压垫3与挤压筒2配合紧密，可以减少挤压试样时飞边的产生，也便于挤压完成后挤压杆与挤压筒的分离。螺栓8的作用是避免由于机械加工及装配误差而使挤压杆及挤压筒不同心，即保证挤压筒、挤压杆的中心重合，达到同心度一致。在挤压筒2上焊接热电偶，用于温度的控制和测量。然后将完成组合的挤压筒2装入右侧的支持座6内，拧紧螺栓8固定。两个支持座6分别安装在对置的两个夹具9中。

支持座6侧面是一个设计有锲形接口的支持部件，其中锲形用于限位并且与夹具9紧密配合连接，以保证支持座和夹具之间良好的通电接触和热传导能力。支持座采用热稳定性、导电性、传热性良好的材料，一般选用钢质支持座，夹具9为中空的铜合金，夹具中设置有循环水装置用于冷却降温，通过支持座向夹具的热传导，将挤压过程中产生的热量及时释放出去，而当实际温度低于设定温度时，利用通电加热系统减小电流或间歇通电的方式，对热量散失作补偿，以保证实验过程可以在等温条件下进行。

参见图2。挤压模4的前后段为圆锥孔，中段为使金属成型的模孔。由于挤压模的形状与尺寸对挤压过程的影响非常大，通过变换挤压模的类型，如平模、锥模等，模角α的大小，挤压模的模孔形状，可以分别测定它们对于挤压过程的影响，以得到最佳金属挤压参数。

模座5、支持座6的导通孔的形状为圆孔，尺寸比挤压模模孔后段的圆锥孔的尺寸稍大，以保证成型金属的顺利通过，避免表面刮伤，同时也可实现挤出型材制品的导直。

本装置的工作过程是：在与挤压试样直接接触的各部件表面均匀涂抹润滑剂，一般采用石墨粉，以减小工作时的试样与模具的摩擦力，也便于实验结束后试样的脱模。将挤压模、挤压筒及挤压试样整体加热至预设的挤压温度，使挤压杆以微小的力顶入挤压筒内，与挤压垫充分紧密接触，同时可调整支持座上的固定螺钉来，使挤压筒、挤压杆的中心达到重合。在挤压过程中使用计算机对挤压过程的参数进行适时采集并对挤压过程进行控制。将预先设计的实验方案输入电脑的控制程序中，检查各部件安装无误后，启动本装置，给挤压杆预先施加微小的压力，使挤压杆、挤压试样、挤压模之间有良好接触。采用低电压高电流，对实验装置进行加热，用计算机控制并保持恒定挤压温度。当温度稳定在设定温度值后，启动顶头左端的夹具作匀速相向运动，开始对试样进行挤压变形。挤压速度的控制与检测是通过安放在固定的挤压筒与活动的挤压杆之间的位移传感器间接测量；挤压力参数的测量则是通过安放于挤压杆与动力源之间的压力传感器进行测量。这样，通过计算机控制温度并保持恒定挤压速度，可以保证金属挤压变形过程的等温等速，测得挤压过程中随挤压杆的推进挤压力参数的大小变化，即可获得挤压变形中金属的流动性参数。

根据金属材料挤压实验所需的工艺要求，可通过改变等温等速挤压的挤压温度、挤压速度等工艺参数，甚至采用不同于等温等速挤压的挤压模式，如等速挤压、变速等温挤压等，按照上述方法，可以获得金属挤压变形过程中的流动性参数。

若型材断面形状复杂，本挤压装置的挤压模孔不能加工成与型材断面形状相对应的形状时，可采用圆孔模代替，只需要模拟挤压所用的坯料和圆模孔直径配合满足所需模拟的挤压比，用上述方法同样可以获得该种断面的型材在各种实验方案下的挤压变形过程中的金属流动性参数。

调整挤压筒和挤压杆呈偏心状态，用上述方法可以测定挤压筒和挤压杆偏心程度对挤压流动过程的影响，为大型挤压机的偏心度控制的精度极限提供判断依据。

Claims (4)

1.一种金属模拟挤压装置，两个支持座(6)分别设置在对置的两个夹具(9)中，其特征在于：轴孔为台阶孔的挤压筒(2)固定连接在一个支持座(6)的开口中，挤压模(4)安放在挤压筒(2)的台阶孔的大孔中且紧贴台阶孔的孔肩；模座(5)顶住挤压模(4)；模座(5)、支持座(6)上设置有导通孔并与挤压模孔连通，挤压垫(3)与挤压筒(2)台阶孔的小孔滑动配合；挤压杆(1)固定连接在左侧支持座(6)的开口中。

2.根据权利要求1所述的金属模拟挤压装置，其特征在于：支持座(6)设置有锲形接口，锲形接口与夹具(9)紧密配合连接。

3.根据权利要求1所述的金属模拟挤压装置，其特征在于：挤压模(4)的前后段为圆锥孔，中段为使金属成型的模孔。

4.根据权利要求1所述的金属模拟挤压装置，其特征在于：模座(5)、支持座(6)的导通孔与挤压模(4)后段的圆锥孔相连通。

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