糊料在挤压型嘴内的塑性变形和单圆弧曲线变形-伟名石墨

糊料在挤压型嘴内的塑性变形

以中国制造的25MN挤压机为例，料室内径为1100mm，可以挤压直径200~500mm的圆形截面产品或400×400、400×115、200mm×200mm的方形、长方形截面产品，当安装上所需要规格的挤压型嘴后，料室内的糊料必须经过挤压型嘴产生塑性变形才能得到规定尺寸（直径或截面）的生坯。挤压时糊料的塑性变形主要发生在挤压型嘴的变形区，糊料通过挤压型嘴的变形区时，由于产生弯曲应力和糊料与变形区内壁之间的摩擦力，外层糊料向前运动时受到阻力较大，导致外层糊料与内层糊料的向前运动速度出现差异，结果在糊料内部产生多种应力（压应力、拉应力和剪切应力）和相应的应变，挤压截面为方形或长方形的生坯时，糊料在挤压型嘴内的塑性变形过程更加复杂，理想的型嘴曲线设计应是“炭糊在塑性变形过程中有最均匀的变形和应力分布，炭糊位于尽可能大又均匀的三向压应力状态中”。

称为挤压型嘴曲线挤压型嘴的变形区形状如“喇叭”，所以挤压型嘴曲线又可称为“喇叭线”。以挤压截面为圆形的产品为例，挤压型嘴的全长方向分成两段即靠近料室的变形段及前部的直线定形段，变形段喇叭线的设计一般有3种方式:单圆弧曲线变形，多圆弧曲线变形，直线变形。

单圆弧曲线变形

这是挤压圆形截面产品采用较多的挤压型嘴曲线，如图1010所示，圆弧心M，弧心轨迹圆半径A，变形区进口处截面圆中心O，这三点必须在一条直线上，这条直线应垂直于挤压型嘴的中轴（O2），只有这样，才能从圆弧变形区平滑地过渡到直线定形区单圆弧曲线变形的设计比较简单，因为变形区进口直径等于料室内径，变形区出口直径等于所需生坯直径，因此变形区进口与出口截面圆的差值b也是一个固定数。设计者唯一可变的参数是变形区的长度L，L的大小受生坯直径影响，一旦L确定下来，其他几项主要参数可用下列公式计算：

b=1/2(d1-d2)

θ=2arctan（b/Lb）

r=Lb/sinθ=Lb²+b²

a=r+½（d1）=rcosθ+½（d2）

ac=arccosθ（r/a）

Lc=Lb-rsinac

dc=a(Lb-Lc)tgac

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