金属挤压机文献综述

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金属挤压加工技术综述

金属挤压加工技术综述

机全部采用了油泵直接传动,但挤压力基本 1 前言 挤压加工的方法适用于生产多种金属及 在3OMN 以下,而且限于挤铝及铝合金的低 其合金的挤压生产,其产品应用领域甚广, 速挤压机 。 ( 4 ) 成熟期: 近三十年来,挤压制品, 尤其是在建筑、航空、交通、通信等领域, 因 挤 加 技 在 民 济 占 毋 此, 压 工 术 国 经 中 有 其 无论是从规格,品种,产量都有了巨大的发 重要的地位 。 展已从简单的棒、管材挤压发展到各种复杂 由于挤压加工的金属处于三相应力状 截面的型材( 空心或实心) 的挤压。挤压技 态,因而可以得到比轧制、锻压更大的塑性 术、挤压设备近三十年发展令人瞩目。我国 在这一技术领域正步入世界先进行列。 变形。自 挤压技术发展以来,不断出现了新 工艺、新设备、新工具,使挤压加工技术 有了长足的发展。 3 挤压加工技术的工艺特点 金属挤压加工属于压力加工的范畴, 使 金属成形的一种重要方法。金属挤压加工就 2 挤压加工技术的发展历史 根据产品生命周期理论和挤压技术各个 其本质而言,是用施加外力的方法, 使处于 不同发展阶段的具体特征可将挤压技术的发 耐压容器中承受三向压应力的金属产生塑性 展阶段分为下列四个阶段: 变雍, 并从特设的孔或间隙中 被挤出, 而得 ( 1 ) 研发期: 据资料记载,几乎都把 到一定截面形状及尺寸挤压制品的压力成形 7 1 97 年由英国人5 .布朗曼设计的液体铅管挤 过 程 。 压机作为挤压加工生产的开端。 金属挤压加工必须具备如下的三个条 2 ( )引人期: 1 2 年, .布恩设计出了第一 件 : 80 T ( 1 使金属处于三向压应力状态。 ) 台液压挤压机, 这台挤压机大体上包括了 现 (2 建立足够的应力值,使金属能够产生 ) 代挤压机的基本构件,如挤压筒、可更换的 模具、带挤压垫片的挤压轴以及用螺纹固定 塑性 变形 ; (3 有能使金属流出的孔或间隙, ) 提供一 在挤压轴上的穿孔针等。1896 年, 出现了多 层挤压筒。1904 年, 克虏伯一格鲁逊设计并 个阻力最小的方向。 表征挤压加工过程的主要工艺参数是延 制造了第一台完整的四张立柱挤压机。1955 年,钢及难变形金属( 钦,被, 镐,铀等) 伸系数和加工率。 对于棒材挤压: 挤压加工有了重大进展。 3 ( )发展期: 20 世纪4 一 年代, 0 50 前苏联制 延伸系数 入=At / A=DZ/ dZ 造出T 8 0 M N 双动铜挤压机和 1 2 0 M N 、 加工率 ‘ At 一 At x l o % =( A)/ ZOOMN 大型挤压机。均采用泵一蓄势站传 =( 入 1)/ 入x l00% 一 对于管材 : 动。2 0 世纪6 0 年代初期, 油泵直接传动挤 压机受到了重视。1963 年后 日 本制造的挤压 延伸系数 入二 / A=(Dt 一dn2 / At Z )

金属锯屑挤压机液压控制系统的设计 毕业论文

金属锯屑挤压机液压控制系统的设计  毕业论文

金属锯屑挤压机液压控制系统的设计毕业论文金属锯屑挤压机液压控制系统的设计摘要随着现在社会的发展,机械、液压、电气等科学技术的进步,挤压机的应用越来越广泛,渐渐成为机械行业不可或缺的加工机械。

本文根据金属锯屑挤压机(又名金属锯屑压块机)的具体结构,进行液压系统的设计。

首先,根据金属挤压机的具体工作原理,深入研究液压传动技术,分析其在实际应用中的功能。

然后利用不同液压元件的作用,进行合理的连接来实现其所能完成的任务。

同时,对PLC技术进行研究,了解各元件的作用。

根据设计好的液压传动原理图,画出控制流程图;并根据设计确定I/O点数,选用了合适的可编程控制器,并给出了I/O分配表和I/O接线图,以及编写了PLC控制系统的程序。

最后利用FESTO仿真软件对所设计的金属锯屑挤压机液压系统进行了控制系统的仿真,进一步证明了本次设计的控制系统能按挤压机的工作过程进行工作。

关键词:PLC;液压传动;挤压机;FESTO仿真IMETAL SAWDUST EXTRUSIONMACHINE HYDRAULIC SYSTEMDESIGNAbstractWith the development of modern society and science technology, eg. mechanical technique hydraulic electric technique, Extrusion machines used more widely, Gradually become an indispensable processing machineryof mechanical industry. According to the metal sawdust extrusion machine (also named metal sawdust press), the specific structure of hydraulic system design.First, according to the concrete work of metal extruding machine, thorough research the principle of hydraulic drive technology, analyzes its in practical application function. Then use different hydraulic components role, reasonable connection to achieve what they can do.At the same time, to study, understand PLC technology to the role of a component. According to design good hydraulic transmission chart, draw a control flow; And according to the design sure I/O points, choose the suitable programmable controller, and gives the I/O allocation schedule and I/O, and compiled the hookup PLC system program.Finally, using the FESTO simulation software for the design of metal sawdust extrusion machine hydraulic system simulation of control system, further proved the design of control system according to the working process of the extruder.Keywords: PLC; hydraulic transmission;extrusion machine;FESTO simulationII目录摘要 ..................................................................... ........................................................................ .. (I)Abstract ............................................................... ........................................................................ ... II 1 绪论 ..................................................................... ........................................................................1 1.1 课题研究的背景 ..................................................................... ................................................ 1 1.2 研究课题所做的工作 ..................................................................... ........................................ 2 1.3 课题的意义 ..................................................................... ........................................................ 2 2 金属锯屑挤压机液压系统设计 ..................................................................... ............................ 3 2.1 液压技术的简介 ..................................................................... ................................................ 3 2.2 挤压机的机械结构 ..................................................................... ............................................ 3 2.3 压块机工况分析 ..................................................................... ................................................ 4 2.4 液压系统图及其工作原理 ..................................................................... ................................ 5 3 PLC的选用和设计 ..................................................................... ............................................... 7 3.1 可编程控制器 ..................................................................... .................................................... 7 3.1.1 采用PLC控制的优点 ..................................................................... .................................... 7 3.1.2 PLC应用的领域...................................................................... ........................................... 8 3.2 PLC的选型...................................................................... ....................................................... 9 3.2.1 输入输出I/O点数的估算...................................................................... .......................... 9 3.2.2 用户存储容量的估算...................................................................... .................................. 9 3.2.3 控制功能的选择...................................................................... .......................................... 9 3.3 PLC的控制设计...................................................................... ............................................. 10 3.3.1 PLC控制工作原理...................................................................... ..................................... 10 3.3.2 PLC硬件的设计...................................................................... ......................................... 11 3.3.3 PLC软件设计...................................................................... ............................................. 12 4 金属锯屑挤压机控制系统的仿真 ..................................................................... ...................... 15 4.1 仿真的概况 ..................................................................... ...................................................... 15 4.1.1 仿真的分类...................................................................... ................................................ 15 4.1.2 仿真的工具...................................................................... ................................................ 15 4.2 仿真软件介绍...................................................................... ................................................ 16 4.3 金属锯屑挤压机控制系统仿真...................................................................... .................... 17 总结 ..................................................................... ........................................................................ .. 24 参考文献 ..................................................................... .................................................................. 25 附录 ..................................................................... ........................................................................ .. 26 致谢 ..................................................................... .......................................... 错误~未定义书签。

国内外大型铝挤压机的技术现状

国内外大型铝挤压机的技术现状

75MN铝挤压机机后区分成三个相对独立的控制区,采用三台PLC对其进行 控制,可独立工作,互不依赖,同时应用网络技术将PLC联网,实现集中监督、
管理。PLC选用高可靠性的SIMATIC S7系列产品,配置为1套S7—400PLC、2套

中南大学硕士学位论文
第一章绪论
S7—300PLC以及分布式i/o和人机界面TDl7、0P27,通过PROFIBUS-DP网络连接
中南大学硕士学位论文
第一章绪论
但是由于该挤压机建成于上世纪六十年代末期,控制方式落后、自动化程度 低、控制元器件老化,其控制系统控制精度不高、响应速度慢、可靠性低,已不 能满足现代化生产的需要。
随着电子技术、液压控制技术以及液压元器件的进步和发展、控制学科的发
展等,采用现代化的科学技术对挤压机进行改造,以提高设备的控制精度、加工 精度以及生产效率,改善设备的操作方式,提升设备的自动化水平,是完全必要
中间主缸的柱塞直径达2m,为确保高速空程前进的缸内充液和回程时大流 量的排液,要避免主缸吸空,西重所自行开发设计了国内卧式液压机最大口径 DN400的充液阀【9】’在主缸后部三只并联使用【10】。 125MN挤压机选用预卸压阀和比例溢流阀两种卸压元件来实现挤压机的卸
压。通过电控系统控制的比例溢流阀在卸压初始阶段有良好的卸压性能,但当压
中南大学硕士学位论文
第一章绪论
按3s卸压时间计算,瞬时排出的流量高达3600L/min,相当于7台500L/min流
量的大泵在同时排放,容易产生大的振动,给系统造成大的危害的情况,应用了
西重所的专利技术“带阻尼卸压、排液用三级插装阀"17J,使系统能按理想的卸
压曲线进行快速卸压、振动小、挤压机工作平稳。
自动控制等【15J。

金属挤压成型专利技术综述

金属挤压成型专利技术综述

金属挤压成型专利技术综述作者:黎雪芬来源:《山东工业技术》2016年第14期摘要:挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件成形加工的主要生产方法之一,也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。

本文以专利数据库中的检索结果为样本,通过专利分析对金属挤压成型技术进行了梳理和展望。

关键词:金属;挤压;专利分析;技术综述DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.0011 金属挤压成型的概述金属挤压成型是对放在容器内的金属坯料施加外力,使之从特定的模孔中流出,获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。

约在1797年,英国人布拉曼(S.Braman)设计了世界上第一台用于铅挤压的机械式挤压机[1]。

经过两百多年的发展,目前挤压成型是金属成型工艺中一个重要的分支,可用于成形一些其它工艺(如轧制、锻造等)难成型或不能成型的材料,通过改变挤压出口的形状,可以获得类型多样的挤压制品,是应用广泛的金属成型工艺。

金属挤压成型技术的分类方法有很多种,其中,按照挤压方向的不同进行分类,金属挤压可以分为正向挤压、反向挤压和侧向挤压三种:(1)正向挤压通常将金属挤压时制品流出方向与挤压轴运动方向相同的挤压,称为正向挤压,例如,发明名称为“一种实心型材正向挤压装置”的专利申请[2]。

正挤压是最基本的挤压方法,但是正向挤压时坯料与挤压筒之间产生相对滑动,存在有很大的外摩擦,使金属流动不均匀,导致挤压制品的组织性能不均匀。

(2)反向挤压金属挤压时制品流出方向与挤压轴运动方向相反的挤压,称为反向挤压,例如,发明名称为“一种实心型材反向挤压装置”的专利申请[3]。

反挤压时金属坯料与挤压筒壁之间无相对滑动,挤压能耗也较低,因此在同样能力的设备上,反挤压法可以实现更大变形程度的挤压变形,或挤压变形抗力更高的合金。

(3)侧向挤压金属挤压时制品流出方向与挤压轴运动方向垂直的挤压,称为侧向挤压。

由于其设备结构和金属流动特点,侧向挤压主要用于电线电缆行业各种复合导线的成形,以及一些特殊的包覆材料成形。

文献综述——铝挤压

文献综述——铝挤压

基于数值模拟研究铝合金管材挤压过程中的金属流动规律及模具优化设计文献综述1.铝合金分类及铝合金挤压现状纯铝的密度为ρ=2.7g/cm3,约是铁的1/3,熔点为660℃,铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材,并且具有极好的抗腐蚀性能;但是纯铝的强度很低,退火状态σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。

通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。

添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达24~60kgf/mm2。

这样使得其“比强度”(强度与比重的比值σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。

近几十年来发展十分迅速,在国民经济和人民生活各领域获得了十分广泛的应用,成为仅次于钢材的第二大金属材料。

2002~2010年间,全国铝合金产量如表1所示。

表1 2002-2010年中国铝合金产量及增长速度统计从表中可以看出,2002-2010年间,全国的铝合金产量呈上升趋势。

随着加工技术,产品性能的提高,铝合金的产量将继续增大,其应用必定会更加广泛。

1.1铝合金的分类铝合金分两大类:铸造铝合金,在铸态下使用;变形铝合金,能承受压力加工。

可加工成各种形态、规格的铝合金材。

主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。

铝合金挤压所用的材料一般均为变形铝合金。

1.1.1铸造铝合金铸造铝合金(cast aluminium alloy)是指适于熔融状态下充填铸型获得一定形状和尺寸铸件毛坯的铝合金,可按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。

(1)铝硅系合金,也叫“硅铝明”或“矽铝明”。

有良好铸造性能和耐磨性能,热胀系数小,在铸造铝合金中品种最多,用量最大的合金,含硅量在10%~25%。

挤压机研究报告

挤压机研究报告

挤压机研究报告挤压机是工业生产中常用的一种机械设备,通常用于将金属、塑料等材料加工成为各种形状的制品。

本文对挤压机的研究进行了分析和讨论,主要包括以下几个方面的内容:一、挤压机的基本工作原理挤压机的基本工作原理是:将加工对象(金属材料、塑料等)放置在挤压机内,通过挤压机内的模具和挤压杆来对加工对象进行加工。

具体而言,挤压机利用高压力和高温度来将加工对象的原材料塑形成所需的形状,通常可以加工出各种管道、棒材、板材等不同形状和规格的制品。

二、挤压机的结构与分类挤压机的结构主要包括挤压机床身、系统控制部件、系统执行部件、加工变形系统、传动部件、辅助部件等几个方面。

根据不同的使用场景和加工对象,挤压机可以分为多种不同类型,如金属挤压机、橡胶挤压机、塑料挤压机等。

三、挤压机的应用范围和特点挤压机的应用范围非常广泛,通常可以用来加工各种金属材料、塑料材料、橡胶材料等,适用于制作各种管道、棒材、板材等不同形状和规格的制品。

挤压机具有高效、精度高、适用于大批量生产等特点,因此广泛应用于包装、建筑、交通等多个领域。

四、挤压机的发展趋势目前挤压机行业正在朝着数字化、高效化、智能化等方向发展,未来几年内,挤压机将进一步实现数字化制造,提高企业生产效率和竞争力。

同时,随着新能源、智能交通等领域的不断发展,对高品质、高精度的挤压件产品的需求也将不断提高,这将带来挤压机制造技术水平的提高。

综上所述,挤压机是一种重要的加工设备,应用范围广泛,具有高效、精度高等特点。

在未来挤压机行业的发展趋势中,数字化、高效化、智能化等重大变革将会带来更多机会和挑战。

金属材料挤压铸造成形技术综述

金属材料挤压铸造成形技术综述发表时间:2017-03-30T11:02:14.837Z 来源:《北方建筑》2016年12月第35期作者:于飞郭志成[导读] 挤压铸造技术自30年代前问世,至今已有八十多年历史。

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000摘要:金属材料多种多样,不同金属材料其性能又各不相同,一些金属材料具有高强度、加工方便、优良减震性能等诸多优点,目前已经广泛应用于我国各行各业当中,例如高速列车、汽车电子、航空航天、大型工业设备等。

首先对挤压铸造成形技术进行分析,然后举例描述挤压成形技术在金属材料上的应用,最后分析金属材料挤压铸造未来发展趋势。

关键词:金属材料;挤压铸造成形;应用一、挤压铸造技术概述挤压铸造技术自30年代前问世,至今已有八十多年历史。

我国也是研究挤压铸造技术较早的国家之一,从50年代开始至今已有六十多年,其发展历程从工艺探索、理论研究、生产应用、快速发展、平稳发展再到快速发展几个阶段。

挤压铸造根据具体工作形式又可以称作液态模锻,简单来讲挤压铸造技术就是将金属液化后注入提前制作好的模型,通过施加高压使液态金属在机械压力下凝固,逐渐成型的技术。

挤压铸造有许多优势,和其他常用铸造模式相比,首先挤压铸材料选择范围广,可以选择铝合金、镁合金、钛合金等;其次,对于金属的利用率十分高,直接挤压铸造可以将金属利用率控制在95%以上;另外,挤压铸造成形的铸件组织均匀、表面光滑、精度高、力学性能优良。

和另外一种工业上经常使用的苏醒成形法对比,挤压铸造成形技术过程简单、成形效果好、可以制造复杂形状零件等优势。

挤压铸造成形技术在金属材料上的使用已经广泛应用于各行各业之中,例如高速列车,航空航天、汽车家电等领域。

二、挤压铸造成形技术分类挤压铸造成形技术工艺流程一般是铸型准备-浇筑-加压-取件四个步骤。

根据实际加压方式不同,挤压铸造成形技术可以分为两种,一种是起步较早的直接挤压铸造成形技术,于此相对的就是起步较晚的间接挤压铸造成形技术。

开题报告_陈群立-1

北京科技大学硕士学位研究生选题报告及文献综述论文题目:大型卧式挤压机本体参数化结构分析及优化学号:_________________________作 者:_________________________专 业 名 称:_________________________指 导 教 师:_________________________2009年3月22日 机械设计及理论张清东(教授)目录北京科技大学 (1)硕士学位研究生 (1)选题报告及文献综述 (1)1.文献综述 (3)1.1.挤压加工概述 (3)1.1.1. 挤压加工基本理论 (3)1.1.2. 挤压加工技术及挤压机的发展简史 (4)1.1.3. 挤压加工技术的特点 (6)1.2.挤压机的基本参数 (9)1.2.1. 挤压机吨位的选择 (9)1.2.2. 穿孔力的选择 (10)1.2.3. 主缸回程力的选择 (10)1.2.4. 穿孔回程力的选择 (10)1.2.5. 制品分离剪刀吨位选择 (11)1.2.6. 残料分离剪吨位的选择 (11)1.3.挤压方法和挤压设备的组成 (11)1.3.1. 挤压方法 (11)1.3.2. 热挤压法 (11)1.3.3. 挤压设备的组成 (11)2.课题来源和选题意义 (16)2.1.课题来源 (16)2.2.选题意义 (17)3. 课题内容和时间安排 (17)3.1. 课题内容 (17)3.2. 时间安排 (18)参考文献 (19)1.文献综述金属挤压加工属于压力加工的范畴,是金属成形的一种重要方法。

实现金属挤压的主要工具是挤压机。

随着挤压技术、挤压设备的进步,以及新工程材料的不断开发,在挤压技术早期发展曾经起了重要作用的立式挤压机正在明显让位于卧式挤压机。

我国在挤压机的设计制造方面已经取得一些进步,但是影响力不够,与国外还是存在明显的差距。

所以对卧式挤压机的设计进行参数化架构分析和优化,对我国挤压机设计的发展有十分重要的意义。

金属挤压机文献综述

目录一、课题国内外现状 (1)二、研究主要成果 (1)三、发展趋势 (4)四、存在问题 (5)五、主要参考文献 (6)一、课题国内外现状挤压是将金属毛坯放入挤压模具模腔内,在强大的压力和一定的速度条件下,迫使金属从模腔中挤出,从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。

挤压生产的材料利用率较高,冷挤压的材料利用率高达70%-80%;挤压的金属流线不被切断,加上产生的加工硬化特性,可使挤压件的强度大大提高;可以获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。

因目前,挤压已在机械、汽车、仪表、电器、轻工、航空航天、船舶、军工等工业部门得到较为广泛的应用。

金属挤压机属于金属压力加工设备范畴。

随着压力加工技术的进步,金属挤压机经历着不断改进和完善的过程。

同时,金属挤压机本身的技术进步也要依赖于其他相关技术的进步,如电子技术、计算机控制、液压技术、液压元器件等的发展。

金属挤压机挤压力介于5.5-200MN之间,但重有色金属、钢挤压机挤压力一般不超过50MN。

国外多用在10-30MN的范围;国内由于民营企业居多,限于投资小、见效快的考虑,挤压力在5.5-15MN范围内,以上为数很少。

挤制大型铝及铝合金型材往往需要挤压力为50MN以上的挤压机,个别可达100-125MN,全世界100MN以上的挤压机为数不多。

今后,在世界范围内,挤压力在100-200MN范围内的挤压机,将会有少量增加。

目前,我国在重型挤压机设计、制造能力方面,基本处于实际领先地位。

但在制造精度、综合质量方面,配套液压、电气、电子元件及整条生产线配套、自动化程度方面,与国外先进的厂家还存在一些差距。

国外挤压技术成熟的国家有德国、美国、前苏联、英国、日本等国家。

二、研究主要成果1.金属挤压成形理论的研究概况自20世纪初期,人们就开始对金属压力加工过程提出了各种理论分析方法,解决了一些实际问题,但真正取得突破性进展的是近二十年的事情。

随着数学分析方法的发展和计算机的广泛应用,金属压力加工的理论分析方法不断向更深、更广的方向发展。

冲压工艺文献综述范文

冲压工艺文献综述范文英文回答:Stamping process is a widely used manufacturing technique in various industries, including automotive, aerospace, and electronics. It involves the use of a press machine to shape and form metal sheets into desired shapes and sizes. In this process, a die and a punch are used to apply force on the metal sheet, causing it to deform and take the shape of the die.One of the advantages of stamping process is its high production efficiency. With the use of automated press machines, large quantities of parts can be produced in a short period of time. This is particularly beneficial for industries that require high volume production, such as automotive industry. Additionally, stamping process allows for high precision and accuracy in forming complex shapes. The use of dies and punches with specific designs and dimensions ensures consistent and repeatable results.Another advantage of stamping process is its versatility. It can be used to form a wide range of materials, including steel, aluminum, and copper. Furthermore, different types of stamping processes can be employed to achieve different results. For example, deep drawing is a type of stamping process used to create cylindrical or box-shaped parts, while progressive stamping is used to produce complex parts with multiple operations.Despite its advantages, stamping process also has some limitations. One of the challenges in stamping is the occurrence of defects, such as wrinkles, cracks, and springback. These defects can affect the quality and functionality of the stamped parts. To overcome these challenges, various techniques and strategies, such as adjusting the process parameters and using lubricants, can be employed.In conclusion, stamping process is a widely used manufacturing technique that offers high production efficiency, precision, and versatility. It is an essentialprocess in the production of various metal parts. However,it also presents challenges that need to be addressed to ensure the quality of the stamped parts.中文回答:冲压工艺是一种广泛应用于各个行业的制造技术,包括汽车、航空航天和电子等。

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目录一、课题国内外现状 (1)二、研究主要成果 (1)三、发展趋势 (4)四、存在问题 (5)五、主要参考文献 (6)一、课题国内外现状挤压是将金属毛坯放入挤压模具模腔内,在强大的压力和一定的速度条件下,迫使金属从模腔中挤出,从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。

挤压生产的材料利用率较高,冷挤压的材料利用率高达70%-80%;挤压的金属流线不被切断,加上产生的加工硬化特性,可使挤压件的强度大大提高;可以获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。

因目前,挤压已在机械、汽车、仪表、电器、轻工、航空航天、船舶、军工等工业部门得到较为广泛的应用。

金属挤压机属于金属压力加工设备范畴。

随着压力加工技术的进步,金属挤压机经历着不断改进和完善的过程。

同时,金属挤压机本身的技术进步也要依赖于其他相关技术的进步,如电子技术、计算机控制、液压技术、液压元器件等的发展。

金属挤压机挤压力介于5.5-200MN之间,但重有色金属、钢挤压机挤压力一般不超过50MN。

国外多用在10-30MN的范围;国内由于民营企业居多,限于投资小、见效快的考虑,挤压力在5.5-15MN范围内,以上为数很少。

挤制大型铝及铝合金型材往往需要挤压力为50MN以上的挤压机,个别可达100-125MN,全世界100MN以上的挤压机为数不多。

今后,在世界范围内,挤压力在100-200MN范围内的挤压机,将会有少量增加。

目前,我国在重型挤压机设计、制造能力方面,基本处于实际领先地位。

但在制造精度、综合质量方面,配套液压、电气、电子元件及整条生产线配套、自动化程度方面,与国外先进的厂家还存在一些差距。

国外挤压技术成熟的国家有德国、美国、前苏联、英国、日本等国家。

二、研究主要成果1.金属挤压成形理论的研究概况自20世纪初期,人们就开始对金属压力加工过程提出了各种理论分析方法,解决了一些实际问题,但真正取得突破性进展的是近二十年的事情。

随着数学分析方法的发展和计算机的广泛应用,金属压力加工的理论分析方法不断向更深、更广的方向发展。

本来,热挤压所用的坯料是比较短拍,而且由于是在高温下挤压,从挤压初期到后期均显现出不稳定的变形,这是形成诸多挤压缺陷的原因。

材料的变形抗力和模具工作面上的摩擦,是变形理论的基础,但是用初等的解法来求有关断面上的应力和应变的分布关系是无济于事的。

因此,自六十年代起用得较多的解法有“滑移线法”、“上限法”、“下限法”,最近也开始用“有限元法”。

这些计算方法都是很费功夫的。

目前,由于计算机的广泛应用,可以预测挤压比、摩擦系数、模具角度等对加工应力的影响;可以预测死角金属的大小以及会不会因此而成为卷入的缺陷;甚至还可以预测有否内部裂纹、最合适的模具角度或材料内部的温度分布等。

目前正在研究开发或已应用的关于金属挤压成形过程和挤压工模具设计的理论分析方法主要有:①工程近似法;②滑移线法;③初等能量法;④上限法;⑤变分法;⑥有限元法;⑦模似试验法。

总的来说,近十几年,金属挤压加工理论和挤压模具设计理论有很大的发展,提供了许多可供应用的有价值的分析方法,可以获得挤压过程中金属与工模具上的应力一应变、温度一速度等的分布和变化,为合理地经济地设计工模具与制订合理工艺提供了有力的保证。

特别是近几年来,随着大型计算机的研制与应用,优化设计理论的进一步完善,相关学科的进一步发展和揉合,像有限元、变分法、云纹法等十分复杂但又十分有效的分析方法获得了突破性的进展,并已进入实用阶段。

2.金属挤压成形技术的特点与发展挤压加工与其它一次塑性加工(制取具有一定断面的长制品的加工)在本质上的不同点,在于它是在近于密闭的工具内进行的,也就是说,变形是有很高的水静压力下进行的。

众所周知,在高的水静压力下实行大变形加工时,金属很容易被压接。

挤压就是利用这一点来进行各种压接。

如果两种金属的变形抗力差别不是很大,即便在室温也可以通过挤压来接合,这可从最近通过水静压挤压制造包铜的铝材得到证实。

经过近百年的发展,已研制开发出各种不同特点和用途的挤压方法和挤压工艺。

近年来,挤压机台数急剧增加,挤压力不断增大,结构型式不断更新,自动化程度不断提高,油压挤压机得到广泛应用。

随着大型运输机、轰炸机、导弹、舰艇等军事工业和地铁、高速列车、轻轨车以及大型豪华汽车等现代化交通运输工业的发展,需要大量的整体壁板等结构材料,故挤压机向着大型化的方向发展。

目前,已正式投产使用的looMN以上的大挤压机12台以上,分别安装于美国、前苏联、中国、日本和德国。

挤压力最大的是美国雷诺公司的270MN水压挤压机;其次是前苏联古比雪夫铝加工厂的2(X)MN水压挤压机;日本在60年代末期建造了一台%MN油压机。

据报导,国外几个工业发达的国家都在研制挤压力更大、型式更为新颖的挤压机,如350MN卧式挤压机及450一600MN的挤压大直径管材的立式模锻一挤压联合水压挤压机。

在挤压机本体方面,近年来国外发展了钢板组合框架、预应力“T’,型头板柱结构机架和预应力混凝土机架,大量采用扁挤压筒、活动模和内置式独立穿孔系统。

在传动方式方面发展了独立油压传动系统,甚至72-96MN大型挤压机上也采用了油压直接传动系统。

现代挤压机及其辅助系统都采用了PLC(程序逻辑控制)系统、记忆磁带和模拟典型的卡片控制系统或穿孔卡片控制系统、CADEX闭环系统等。

实现了速度自动控制、等温一等速挤压、工模具自动快速装卸及全机自动控制。

挤压机的配套设备(如长坯自控加热炉、坯料热切装置、在线淬火装置、前梁锯、活动工作台、冷床和横向运输装置、拉伸矫直机、成品锯、人工时效炉等)已经实现了自动化和连续化生产。

3.挤压工艺不断改进和完善近年来,除了改进和完善正反向挤压方法及其工艺以外,出现了许多强化挤压过程的新工艺和新方法,对冷挤压、润滑挤压、等温挤压、水冷模挤压、连续挤压、快速挤压、包套挤压、静液挤压等新的挤压技术进行了广泛的研究并获得了实际上的应用。

60年代展起来的静液挤压技术和70年代发展起来的有效摩擦挤压法,由于具有很多优点,获得了突破性的发展。

此外,像舌型模挤压、平面组合模挤压、辊挤、温挤、盘管挤压、淬火挤压、粉末挤压、反挤压和高效反挤压等新的挤压工艺也广泛用于金属加工。

这些先进的挤压方法和新的挤压工艺对于扩大金属材料的品种,提高挤压速度和生产效率,提高产品质量,发掘轻合金的潜力,减少挤压力,节能节资、降低成本等方面都有积极的意义。

4.挤压产品的结构发生了根本变化20世纪60年代以来,轻合金挤压材的增长速度很快,不仅超过了轻合金的其他加工材料(如为轧制材的2倍),而且大大超过了钢铁增长速度。

据不完全统计,目前轻合金挤压材的年产量已超过800万吨。

由于挤压材料的一半以上用于建筑等民用工业,而军用挤压材已下降到5%以上,结果使软合金比重大大增加,硬合金比重大大减少。

以70年代为例,美国铝挤压材中软硬合金之比为12:1,日本为24:1。

铝合金型材发展最快,其产量大约占整个挤压材的70%左右。

目前型材品种已达5以I幻多种,其中包括逐渐变断面型材、阶段变断面型材、大型整体带筋壁板和异形空心型材等各种具有复杂外形的型材。

挤压型材的最大宽度可达2500~,最大断面积可达巧ooc时,最大长度可达25一30m,最重可达2t左右。

超高精度的型材的最薄壁厚已达0.3~,最小公差可达士0.0127~。

薄壁宽型材的宽厚比可达150一300以上,带孔空心型材的孔数可达数十个之多。

管材的品种也有了很大发展,除各种不同规格的圆管以外,还生产出各种轻合金异形管、变断面管、螺旋管、翅片管等。

挤压圆管的规格范围为4Q0xl.5一4石25只巧~,最薄壁厚可达0.38~。

冷挤压管的精度更高,一般不需机械加工,内外表面不需进行任何处理即可装机使用。

圆棒的规格范围为叨一肠20~,而且可以生产各种规格的异形棒材。

由于轻合金挤压材的产量、品种和规格不断扩大,其应用范围也越来越广泛,在国民经济和人民生活中的地位与日俱增。

三、发展趋势金属挤压机的发展趋势主要有以下几个方面:(1)挤压技术将会有更进一步的发展。

铝及铝合金挤压机挤压力的适用范围将集中在15-125MN之间(个别达到145-200MN)。

100MN及更大挤压力的挤压机,由于主缸制造工艺上存在难度,趋于采用多主缸结构。

工业化国家、发展中国家有100MN以上重型挤压机的需求,但全世界的总量不会很多,未来十年可能维持在30台左右的水平。

(2)挤压机主体预应力框架结构得到了肯定。

主机的辅助机械化设施将更臻于完善,对大型、重型挤压机挤压筒、挤压轴、穿孔针快速更换机构,已趋于成为固定配置。

(3)挤压机的外围配套设备性能将进一步提高。

后步设备的控制将并入主机控制系统,操作采用触摸屏人机对话方式将被普遍应用。

(4)反向挤压方法和挤压设备的应用和开发,将进一步受到重视。

发展延缓的原因不在技术方面,而是人们的传统的正向挤压观念较深。

在未来十年,反向挤压方法生产的产品,有可能在挤压产品中占有20%以上的份额,甚至可能更大些(5)电子计算机将在挤压生产的管理、生产工艺过程、产品质量控制、提高生产效率、减少金属损耗、降低能源消耗和生产成本等方面发挥越来越重要的作用。

铝及铝合金挤压工厂已有全部生产过程采用计算机控制的先例。

(6)连续挤压、静液挤压技术及设备的研制和开发将进一步引起重视。

总之,金属挤压技术和设备(挤压机)将伴随航空、航天、建筑等工业部门的发展而不断进步、需要开发的空间甚大,前景广阔。

四、存在问题就挤压及的设计和制造方面来讲,我国的水平与西方发达国家差距不大,基本上处于世界领先地位。

主要差距表现在以下几个方面:一是设备系列化,二是设备的结构设计工业造型设计,三是专机的自动化程度,以上都需要研制周期才可以得到提高和完善。

近年来,国内引进了各种挤压设备,应该看到,由于缺少长远观念、条块分隔、系统规划、详细论证,某些价格昂贵的引进设备的利用率并不高,有些甚至长期闲置,个别引进设备的技术水平也参差不一,有的甚至存在严重的质量问题。

这种低水平的重复引进势头目前尚没有得到有效遏制。

五、主要参考文献【1】魏军.金属挤压机[M].北京:化学工业出版社,2005.7;【2】温景林,丁桦,曹富荣.有色金属挤压与拉拔技术[M].北京:化学工业出版社,2007.7;【3】刘静安.金属挤压成形理论及技术发展现状与趋势[J].有色金属加工.2002.2,31(1);【4】魏军.金属挤压机的现状及发展趋势[J].装备.2008.8;【5】俞新陆.液压机[M].北京:机械工业出版社,1990.5;【6】陈上达.国内外重型锻压设备的发展、现状和趋势[J].重型设备.1988.12;【7】余叔培.挤压机设计参数的选择[J].铝加工.1987;【8】魏军.有色金属挤压加工技术的现状及其发展趋势[J].铜加工.2006.6;【9】许光.金属挤压机结构设计探讨[J].机械工人.2007.5。

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