如何计算温挤压力？

温挤压时单位挤压力的计算方法是很多的。下面介绍五种较为实用的简单方法。

1.经验公式计算法

英国的PERA推荐采用如下经验公式计算单位挤压力。

p=76w（C）+1.3w（Ni）-0.08w（Cr）-0.1T+0.36ε_F+143 （7-4）

式中 p——凸模最大单位挤压力（MPa）；

w（C）——碳含量（质量分数，%）；

w（Ni）——镍含量（质量分数，%）；

w（Cr）——铬含量（质量分数，%）；

T——毛坯的加热温度（℃）；

ε_F——断面缩减率（%）。

上述公式仅适用于加热温度为200～600℃的碳钢、合金结构钢、常用的不锈钢的温热反挤压，计算误差在10%以内。

从该公式还可以看出，钢中碳含量对挤压力的影响最大。式中没有表示出锰含量的影响，说明钢中锰含量的多少不影响挤压力的大小。

2.图算法

图7-17是钢的温挤压单位压力计算图。图上的曲线在图中所示模具参数的条件下获得的，挤压前模具预热到60～100℃，用油与石墨的混合剂作润滑剂。加工温度在600℃以下者，毛坯作磷化处理，600℃以上者，毛坯不进行预先处理。

图7-17中虚线上的箭头表明了查图的方法。例如，当加工温度为550℃，挤压35钢时，可沿图中550℃向上虚线交到35钢的曲线上，然后箭头向左标到正挤压断面缩减率80%曲线上的一点，这一点在水平轴上的投影数据为1900MPa，就是35钢在550℃作80%正挤压变形时的单位挤压力。如果反挤压，则箭头向右标去，同样可查到某一断面缩减率下的单位挤压力数据。如35钢在550℃下，以40%变形程度反挤压时。单位挤压力可查得为1800MPa（图中向右箭头方向）。

确定了单位挤压力，便可计算挤压力。

正挤压时

反挤压时

式中符号如图7-17中所示。

3.查表法

温挤压时单位挤压力的数据还可以通过查表法来获得。表7-5是几种常用材料在650～850℃时的单位挤压力。

4.理论公式计算法

温挤压时变形力的计算，可根据金属塑性变形区内的平衡方程式与塑性方程联立求解得出。

1）正挤压实心件单位挤压力的计算公式为

式中 p——单位挤压力（MPa）；

σ——挤压材料的变形抗力（又称流动抗力）（MPa）；

图7-17 钢的温挤压单位压力计算图

表7-5 几种材料的温挤压单位挤压力

（续）(www.xing528.com)

d₀——毛坯原始直径（mm）；

d₁——挤压后产品直径（mm）；

h₀——毛坯原始高度（mm）；

h₁——挤压凹模工作带高度（mm）；

f——摩擦因数，一般f=0.06～0.15。

2）反挤压杯形件单位挤压力的计算公式为

式中 p——单位挤压力（MPa）；

σ——挤压材料的变形抗力（又称流动抗力）（MPa）；

d₀——毛坯原始直径（mm）；

d₁——工作内孔直径（mm）；

f——摩擦因数，一般f=0.06～0.15。

5.近似计算法

1）正挤压时，凸模单位挤压力p_f计算公式为

p_f=CnR_m （7-9）

2）反挤压时，凸模单位挤压力p_b计算公式为

式中 C——安全系数；

n——温挤压变形时材料的冷作硬化系数；

A₀——毛坯截面积（mm²）；

A_h——凸模截面积（mm²）；

R_m——温挤压温度下被挤材料的抗拉强度（MPa）。

C、n值由表7-6查得。表中n值的取法是：当温挤压温度较低时，n取大值；当温挤压温度较高时，n取小值。

表7-6 安全系数C和硬化系数n值

温挤压温度下的抗拉强度R_m，对于碳钢可查图7-18（由室温中的抗拉强度查得R_m）；对于有色金属的抗拉强度R_m，查表7-7。

图7-18 碳钢随温度变化的抗拉强度

表7-7 几种有色金属温挤压时的抗拉强度