间接挤压角压 (IEAP) 模具中截面收缩的主要功能是主动管理金属的弹性变形。通过在模具出口设计特定的收缩——通常在 5% 到 7% 之间——工程师可以有效地抵消材料在挤压压力释放后自然膨胀的趋势。
通过补偿弹性恢复，这种设计特性显著降低了内部摩擦，保护了关键工具免受损坏，并实现了连续的传送带式加工，无需中间修剪。
弹性恢复的力学原理
解决材料“回弹”问题
当金属承受高压挤压时，会经历显著的应力。一旦在模具出口消除这种应力，材料会自然地试图恢复到其原始形状，这种现象被称为弹性恢复或“回弹”。
战略性的 5-7% 收缩
为了中和这种效应，IEAP 模具采用了轻微的截面收缩。这种 5-7% 的减小量考虑了弹性变形引起的体积变化。
确保尺寸稳定性
通过强制进行这种收缩，设计确保了工件的最终尺寸得到控制。它防止材料在离开成型区后立即膨胀超出预期的公差。
操作效率和工具保护
减少内部摩擦
该设计最关键的好处之一是减少工件与内部模具壁之间的摩擦。
如果材料在模具通道内不受控制地膨胀，它会向外压向模具壁。这种收缩缓解了这种压力，使金属能够更顺畅地流动。
延长工具寿命
高摩擦是模具寿命的敌人。通过最大限度地减少膨胀引起的接触压力，收缩设计降低了模具和冲头损坏的风险。
实现连续生产
这种设计特性对于传送带式制造至关重要。由于材料在没有过度膨胀的情况下干净地离开模具，因此支持连续挤压。这消除了在每次加工之间进行复杂且耗时的修剪工序的需要。
关键设计注意事项
精度至关重要
虽然收缩是有益的，但必须精确计算。5-7% 的范围是一个特定的目标，旨在平衡变形力。
误算的潜在风险
如果收缩不足，将失去减少摩擦的好处，导致潜在的卡住或工具磨损。反之，过度的收缩可能会引入新的应力或使工件变形超出所需的轮廓。
优化模具设计以提高效率
要有效地实施 IEAP 技术，您必须将模具几何形状与您的具体生产目标相结合。
- 如果您的主要重点是设备寿命：确保您的设计严格遵守 5-7% 的收缩范围，以最大限度地减少内部壁摩擦并防止冲头过早磨损。
- 如果您的主要重点是工艺速度：利用这种收缩能力来促进连续的传送带式挤压，消除中间修剪的瓶颈。
正确校准的截面收缩将弹性恢复的物理必然性从一个不利因素变成了一个可管理的变量。
总结表：
| 特征 | 对 IEAP 工艺的战略影响 |
|---|---|
| 收缩目标 | 截面积的 5% 至 7% |
| 弹性恢复 | 中和模具出口处的材料“回弹” |
| 摩擦控制 | 降低内部壁压力和材料阻力 |
| 工具效益 | 减少冲头和模具通道的磨损 |
| 工作流程效率 | 支持连续的传送带式加工 |
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参考文献
- Lembit Kommel. Overview of Hard Cyclic Viscoplastic Deformation as a New SPD Method for Modifying the Structure and Properties of Niobium and Tantalum. DOI: 10.31038/nams.2024721
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
