糊料在擠壓型嘴內的塑性變形和單圓弧曲線變形-偉名石墨

糊料在擠壓型嘴內的塑性變形

以中國制造的25MN擠壓機為例，料室內徑為1100mm，可以擠壓直徑200~500mm的圓形截面產品或400×400、400×115、200mm×200mm的方形、長方形截面產品，當安裝上所需要規格的擠壓型嘴后，料室內的糊料必須經過擠壓型嘴產生塑性變形才能得到規定尺寸（直徑或截面）的生坯。擠壓時糊料的塑性變形主要發生在擠壓型嘴的變形區，糊料通過擠壓型嘴的變形區時，由于產生彎曲應力和糊料與變形區內壁之間的摩擦力，外層糊料向前運動時受到阻力較大，導致外層糊料與內層糊料的向前運動速度出現差異，結果在糊料內部產生多種應力（壓應力、拉應力和剪切應力）和相應的應變，擠壓截面為方形或長方形的生坯時，糊料在擠壓型嘴內的塑性變形過程更加復雜，理想的型嘴曲線設計應是“炭糊在塑性變形過程中有最均勻的變形和應力分布，炭糊位于盡可能大又均勻的三向壓應力狀態中”。

稱為擠壓型嘴曲線擠壓型嘴的變形區形狀如“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品為例，擠壓型嘴的全長方向分成兩段即靠近料室的變形段及前部的直線定形段，變形段喇叭線的設計一般有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，變形區進口處截面圓中心O，這三點必須在一條直線上，這條直線應垂直于擠壓型嘴的中軸（O2），只有這樣，才能從圓弧變形區平滑地過渡到直線定形區單圓弧曲線變形的設計比較簡單，因為變形區進口直徑等于料室內徑，變形區出口直徑等于所需生坯直徑，因此變形區進口與出口截面圓的差值b也是一個固定數。設計者唯一可變的參數是變形區的長度L，L的大小受生坯直徑影響，一旦L確定下來，其他幾項主要參數可用下列公式計算：

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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