1、目錄一、課題國內外現狀1二、研究主要成果1三、發展趨勢4四、存在問題5五、主要參考文獻6一、課題國內外現狀擠壓是將金屬毛坯放入擠壓模具模腔內，在強大的壓力和一定的速度條件下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學性能的擠壓件。擠壓生產的材料利用率較高，冷擠壓的材料利用率高達70%-80%；擠壓的金屬流線不被切斷，加上產生的加工硬化特性，可使擠壓件的強度大大提高；可以獲得較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度。因目前，擠壓已在機械、汽車、儀表、電器、輕工、航空航天、船舶、軍工等工業部門得到較為廣泛的應用。金屬擠壓機屬于金屬壓力加工設備范疇。隨著壓力加工技術的進步，金屬擠壓機經歷著

2、不斷改進和完善的過程。同時，金屬擠壓機本身的技術進步也要依賴于其他相關技術的進步，如電子技術、計算機控制、液壓技術、液壓元器件等的發展。金屬擠壓機擠壓力介于5.5-200mn之間，但重有色金屬、鋼擠壓機擠壓力一般不超過50mn。國外多用在10-30mn的范圍；國內由于民營企業居多，限于投資小、見效快的考慮，擠壓力在5.5-15mn范圍內，以上為數很少。擠制大型鋁及鋁合金型材往往需要擠壓力為50mn以上的擠壓機，個別可達100-125mn，全世界100mn以上的擠壓機為數不多。今后，在世界范圍內，擠壓力在100-200mn范圍內的擠壓機，將會有少量增加。目前，我國在重型擠壓機設計、制造能力方面，

3、基本處于實際領先地位。但在制造精度、綜合質量方面，配套液壓、電氣、電子元件及整條生產線配套、自動化程度方面，與國外先進的廠家還存在一些差距。國外擠壓技術成熟的國家有德國、美國、前蘇聯、英國、日本等國家。 二、研究主要成果 1.金屬擠壓成形理論的研究概況自20世紀初期，人們就開始對金屬壓力加工過程提出了各種理論分析方法，解決了一些實際問題，但真正取得突破性進展的是近二十年的事情。隨著數學分析方法的發展和計算機的廣泛應用，金屬壓力加工的理論分析方法不斷向更深、更廣的方向發展。本來，熱擠壓所用的坯料是比較短拍，而且由于是在高溫下擠壓，從擠壓初期到后期均顯現出不穩定的變形，這是形成諸多擠壓缺陷的原因。

4、材料的變形抗力和模具工作面上的摩擦，是變形理論的基礎，但是用初等的解法來求有關斷面上的應力和應變的分布關系是無濟于事的。因此，自六十年代起用得較多的解法有“滑移線法”、“上限法”、“下限法”，最近也開始用“有限元法”。這些計算方法都是很費功夫的。目前，由于計算機的廣泛應用，可以預測擠壓比、摩擦系數、模具角度等對加工應力的影響;可以預測死角金屬的大小以及會不會因此而成為卷入的缺陷;甚至還可以預測有否內部裂紋、最合適的模具角度或材料內部的溫度分布等。目前正在研究開發或已應用的關于金屬擠壓成形過程和擠壓工模具設計的理論分析方法主要有:工程近似法;滑移線法;初等能量法;上限法;變分法;有限元法;模似試

5、驗法。總的來說，近十幾年，金屬擠壓加工理論和擠壓模具設計理論有很大的發展，提供了許多可供應用的有價值的分析方法，可以獲得擠壓過程中金屬與工模具上的應力一應變、溫度一速度等的分布和變化，為合理地經濟地設計工模具與制訂合理工藝提供了有力的保證。特別是近幾年來，隨著大型計算機的研制與應用，優化設計理論的進一步完善，相關學科的進一步發展和揉合，像有限元、變分法、云紋法等十分復雜但又十分有效的分析方法獲得了突破性的進展，并已進入實用階段。2. 金屬擠壓成形技術的特點與發展擠壓加工與其它一次塑性加工(制取具有一定斷面的長制品的加工)在本質上的不同點，在于它是在近于密閉的工具內進行的，也就是說，變形是有很高

6、的水靜壓力下進行的。眾所周知，在高的水靜壓力下實行大變形加工時，金屬很容易被壓接。擠壓就是利用這一點來進行各種壓接。如果兩種金屬的變形抗力差別不是很大，即便在室溫也可以通過擠壓來接合，這可從最近通過水靜壓擠壓制造包銅的鋁材得到證實。經過近百年的發展，已研制開發出各種不同特點和用途的擠壓方法和擠壓工藝。近年來，擠壓機臺數急劇增加，擠壓力不斷增大，結構型式不斷更新，自動化程度不斷提高，油壓擠壓機得到廣泛應用。隨著大型運輸機、轟炸機、導彈、艦艇等軍事工業和地鐵、高速列車、輕軌車以及大型豪華汽車等現代化交通運輸工業的發展，需要大量的整體壁板等結構材料，故擠壓機向著大型化的方向發展。目前，已正式投產使用

7、的loomn以上的大擠壓機12臺以上，分別安裝于美國、前蘇聯、中國、日本和德國。擠壓力最大的是美國雷諾公司的270mn水壓擠壓機;其次是前蘇聯古比雪夫鋁加工廠的2(x)mn水壓擠壓機;日本在60年代末期建造了一臺%mn油壓機。據報導，國外幾個工業發達的國家都在研制擠壓力更大、型式更為新穎的擠壓機，如350mn臥式擠壓機及450一600mn的擠壓大直徑管材的立式模鍛一擠壓聯合水壓擠壓機。在擠壓機本體方面，近年來國外發展了鋼板組合框架、預應力“t，型頭板柱結構機架和預應力混凝土機架，大量采用扁擠壓筒、活動模和內置式獨立穿孔系統。在傳動方式方面發展了獨立油壓傳動系統，甚至72-96mn大型擠壓機上也

8、采用了油壓直接傳動系統。現代擠壓機及其輔助系統都采用了plc(程序邏輯控制) 系統、記憶磁帶和模擬典型的卡片控制系統或穿孔卡片控制系統、cadex閉環系統等。實現了速度自動控制、等溫一等速擠壓、工模具自動快速裝卸及全機自動控制。擠壓機的配套設備(如長坯自控加熱爐、坯料熱切裝置、在線淬火裝置、前梁鋸、活動工作臺、冷床和橫向運輸裝置、拉伸矯直機、成品鋸、人工時效爐等)已經實現了自動化和連續化生產。3. 擠壓工藝不斷改進和完善近年來，除了改進和完善正反向擠壓方法及其工藝以外，出現了許多強化擠壓過程的新工藝和新方法，對冷擠壓、潤滑擠壓、等溫擠壓、水冷模擠壓、連續擠壓、快速擠壓、包套擠壓、靜液擠壓等新的

9、擠壓技術進行了廣泛的研究并獲得了實際上的應用。60年代展起來的靜液擠壓技術和70年代發展起來的有效摩擦擠壓法，由于具有很多優點，獲得了突破性的發展。此外，像舌型模擠壓、平面組合模擠壓、輥擠、溫擠、盤管擠壓、淬火擠壓、粉末擠壓、反擠壓和高效反擠壓等新的擠壓工藝也廣泛用于金屬加工。這些先進的擠壓方法和新的擠壓工藝對于擴大金屬材料的品種，提高擠壓速度和生產效率，提高產品質量，發掘輕合金的潛力，減少擠壓力，節能節資、降低成本等方面都有積極的意義。4. 擠壓產品的結構發生了根本變化20世紀60年代以來，輕合金擠壓材的增長速度很快，不僅超過了輕合金的其他加工材料(如為軋制材的2倍)，而且大大超過了鋼鐵增長

10、速度。據不完全統計，目前輕合金擠壓材的年產量已超過800萬噸。由于擠壓材料的一半以上用于建筑等民用工業，而軍用擠壓材已下降到5%以上，結果使軟合金比重大大增加，硬合金比重大大減少。以70年代為例，美國鋁擠壓材中軟硬合金之比為12:1，日本為24:1。鋁合金型材發展最快，其產量大約占整個擠壓材的70%左右。目前型材品種已達5以i幻多種，其中包括逐漸變斷面型材、階段變斷面型材、大型整體帶筋壁板和異形空心型材等各種具有復雜外形的型材。擠壓型材的最大寬度可達2500，最大斷面積可達巧ooc時，最大長度可達25一30m，最重可達2t左右。超高精度的型材的最薄壁厚已達0.3，最小公差可達士0.0127。薄

11、壁寬型材的寬厚比可達150一300以上，帶孔空心型材的孔數可達數十個之多。管材的品種也有了很大發展，除各種不同規格的圓管以外，還生產出各種輕合金異形管、變斷面管、螺旋管、翅片管等。擠壓圓管的規格范圍為4q0xl.5一4石25只巧，最薄壁厚可達0.38。冷擠壓管的精度更高，一般不需機械加工，內外表面不需進行任何處理即可裝機使用。圓棒的規格范圍為叨一腸20，而且可以生產各種規格的異形棒材。由于輕合金擠壓材的產量、品種和規格不斷擴大，其應用范圍也越來越廣泛，在國民經濟和人民生活中的地位與日俱增。三、發展趨勢金屬擠壓機的發展趨勢主要有以下幾個方面：（1）擠壓技術將會有更進一步的發展。鋁及鋁合金擠壓機擠

12、壓力的適用范圍將集中在15-125mn之間（個別達到145-200mn）。100mn及更大擠壓力的擠壓機，由于主缸制造工藝上存在難度，趨于采用多主缸結構。工業化國家、發展中國家有100mn以上重型擠壓機的需求，但全世界的總量不會很多，未來十年可能維持在30臺左右的水平。（2）擠壓機主體預應力框架結構得到了肯定。主機的輔助機械化設施將更臻于完善，對大型、重型擠壓機擠壓筒、擠壓軸、穿孔針快速更換機構，已趨于成為固定配置。（3）擠壓機的外圍配套設備性能將進一步提高。后步設備的控制將并入主機控制系統，操作采用觸摸屏人機對話方式將被普遍應用。（4）反向擠壓方法和擠壓設備的應用和開發，將進一步受到重視。發

13、展延緩的原因不在技術方面，而是人們的傳統的正向擠壓觀念較深。在未來十年，反向擠壓方法生產的產品，有可能在擠壓產品中占有20%以上的份額，甚至可能更大些（5）電子計算機將在擠壓生產的管理、生產工藝過程、產品質量控制、提高生產效率、減少金屬損耗、降低能源消耗和生產成本等方面發揮越來越重要的作用。鋁及鋁合金擠壓工廠已有全部生產過程采用計算機控制的先例。（6）連續擠壓、靜液擠壓技術及設備的研制和開發將進一步引起重視。總之，金屬擠壓技術和設備（擠壓機）將伴隨航空、航天、建筑等工業部門的發展而不斷進步、需要開發的空間甚大，前景廣闊。四、存在問題 就擠壓及的設計和制造方面來講，我國的水平與西方發達國家差距不

14、大，基本上處于世界領先地位。主要差距表現在以下幾個方面：一是設備系列化，二是設備的結構設計工業造型設計，三是專機的自動化程度，以上都需要研制周期才可以得到提高和完善。 近年來，國內引進了各種擠壓設備，應該看到，由于缺少長遠觀念、條塊分隔、系統規劃、詳細論證，某些價格昂貴的引進設備的利用率并不高，有些甚至長期閑置，個別引進設備的技術水平也參差不一，有的甚至存在嚴重的質量問題。這種低水平的重復引進勢頭目前尚沒有得到有效遏制。五、主要參考文獻【1】魏軍金屬擠壓機m北京：化學工業出版社，2005.7；【2】溫景林，丁樺，曹富榮有色金屬擠壓與拉拔技術m北京：化學工業出版社，2007.7；【3】劉靜安.金屬擠壓成形理論及技術發展現狀與趨