正挤压 — 截面示意图
1冲头将整体坯料压入模具型腔(直径 d₁)
2坯料前端进入锥形模孔收口——同一金属被迫通过更小的孔口
3一体成形:型腔内截面较粗,出口处截面减小至 d₂——无材料添加或切除
工作原理
坯料放置于模具型腔内,冲头施加轴向压缩力,将金属强制压入截面更小的模孔。金属从起始直径d₁流向出口直径d₂(d₂ < d₁),截面减小,长度相应增加。
整个过程遵循体积守恒定律:变形前后金属体积保持不变。体积守恒意味着截面面积与长度之积为常数——截面越小,长度越长。
与反挤压的区别
| 正挤压 | 反挤压 | |
|---|---|---|
| 金属流动方向 | 与冲头运动方向相同 | 与冲头运动方向相反 |
| 典型用途 | 实心杆部减径、阶梯轴 | 空心杯形件(铜套、盲孔零件) |
| 典型减径量 | 直径减少10–40% | 形成杯壁 |
正挤压的工程价值
正挤压可在多工位冷镦机的单一工位内实现:
- 精确控制 d₁与d₂之间的直径差
- 多道次减径,每道次逐步缩小直径(多工位冷镦机上常见)
- 晶粒流线完整保持,金属纤维沿零件轮廓流动而不发生断裂,相比切削加工显著提升疲劳强度
模具几何与工艺参数
影响正挤压工艺的关键参数包括:
- 挤压比(入口面积与出口面积之比)——比值越高,所需成形力越大
- 模具锥角——影响金属流动模式和模具寿命
- 润滑——线材的磷化皂化处理是正挤压顺利进行的基础
在Manzoni MC、ME和MF系列上,正挤压工位通常在多道次序列中配合镦粗工位使用,以生产螺栓、法兰螺栓等杆部与头部直径差较大的紧固件。