實驗名稱：工程材料擠壓加工開放實驗
引言眾所周知，任何材料必須成形，成為具有一定形狀尺寸和組織效能的零部件才能應用。隨著科技和工業的不斷發展，工程材料的地位逐漸得到提公升，其塑性成形技術也成為塑性加工的重點，如擠壓、軋制、沖壓、拉拔等。通過工程材料塑性加工開放實驗的學習，同學們可以對工程材料和工程材料的塑性加工方法有更深入的了解，能對以後的生活工作有所助益。
一、 實驗目的
1．了解工程材料塑性加工所需機器的基本構造及操作方法；
2．了解並掌握模具的基本構造；
3．了解並掌握各種塑性加工的基本過程及主要工藝數；
4．了解工程材料在塑性加工變形過程中金屬的塑性變形規律；
5．了解塑性變形擠壓工藝引數對擠壓件的組織效能的影響。
二、 實驗原理
1.擠壓
擠壓就是對放在擠壓筒中的錠坯的一端施加一定的壓力和速度，使之通過模孔以實現塑性變形，得到所需要的形狀與尺寸、具有一定機械效能的製件的一種壓力加工方法。
圖1 擠壓機
擠壓過程主要通過擠壓機來完成，根據擠壓機的用途不同，擠壓機分為臥式擠壓機（擠壓型材）和立式擠壓機（擠壓機械零件）。本實驗所用的臥式擠壓機如圖1所示。
擠壓有兩種最基本的方法：正擠壓與反擠壓，這兩種擠壓方法其金屬的變形和流動狀態亦不同。而在擠壓過程中，金屬的塑性流動規律對擠壓製品的組織、效能、表面質量、外形尺寸和形狀的精度以及工具設計原則等有著重要影響。
影響金屬流動的因素主要有接觸摩擦與潤滑，工具與錠坯的溫度，金屬的強度特性，工具結構與形狀，變形程度等。所以，在擠壓過程中，溫度、速度、變形程度等工藝引數的選擇對擠壓製品的組織、效能以及技術經濟指標都有很大的影響。
擠壓過程如圖2所示。擠壓時，將坯料置於擠壓筒中，並在坯料前端加墊片，通過擠壓杆施以作用力，使坯料變形通過具有一定形狀的模子，得到所需形狀的製品。為了使金屬易於變形和提高製品質量，一般需要對坯料和模具進行加熱以及潤滑模具等。
圖2 擠壓過程示意圖
1．主機結構簡介
圖1為臥式擠壓機的主機圖。擠壓機的結構，一般來說，除了擠壓軸和擠壓筒，還包括擠壓墊片、模具、穿孔針。此外，還有其它一些配件，如模具支承、模墊、支承環、衝頭、針座、導路等。
2．擠壓有兩種最基本的方法：正擠壓和反擠壓，如圖3所示。
正擠壓時，金屬的流動方向與擠壓軸的運動方向相同，金屬與擠壓筒內壁間有相對滑動，故存在很大的外摩擦。摩擦力的方向與金屬運動方向相反。
反擠壓時，金屬的流動方向與擠壓軸的運動方向相反，除靠近模孔附近處之外，金屬與擠壓筒內壁間無相對滑動，故無摩擦。
圖3 擠壓的兩種基本方法
a、正擠壓法 b、反擠壓法
1.擠壓筒 2.擠壓模 3.擠壓軸 4.錠坯 5.製品
3．擠壓模具
擠壓模具是擠壓生產中最重要的工具，它的結構形式、各部分的尺寸以及所用材料，對擠壓力、金屬流動均勻性、製品尺寸的穩定性和表面質量，以及自身的使用壽命都有很大的影響。隨著擠壓製品形狀的不同，所用模具的形狀亦不相同。
一般，根據模孔的斷面形狀，將模具分為7種，如圖4所示。擠壓模的基本引數包括模角、定徑帶長度、定徑帶直徑、出口直徑等。
圖4 不同形狀的擠壓模
a、 平模b、流線模c、雙錐模d、錐模e、平錐模f、曲錐模
4．擠壓車間工藝平面布置
圖5 擠壓車間工藝平面布置圖
三、 實驗儀器及材料
實驗裝置：加熱爐、xj-1250臥式擠壓機、擠壓模具
四、 實驗材料及準備
實驗材料： 6063鋁合金
擠壓實驗所用的材料為自行澆鑄的鋁合金錠，實驗之前要進行熔煉，並將其車成實驗要求的160mm的圓柱，並進行預熱。
五、 實驗過程及步驟
★擠壓試驗
1.了解擠壓機的基本組成並熟悉其基本操作；
2.準備坯料及模具
由於本試驗所用坯料和模具需要加熱，所需時間較長，故在試驗前由指導老師提前對坯料和模具進行加熱。在試驗時，學生利用備用模具進行觀察、測量以及組裝。
要求學生利用游標卡尺測量、記錄模具的模孔尺寸引數，並繪製出簡圖。測量並記錄所用圓柱坯料尺寸，按公式擠壓比計算擠壓比。
其中，λ—— 擠壓比；
f0 —— 坯料擠壓截面面積；
f —— 擠壓後製品截面面積。
3.將擠壓模具放入擠壓機模膛，坯料放入擠壓工位；
4.開動擠壓機，進行擠壓，並記錄擠壓工藝引數
擠壓速度、擠壓溫度、潤滑條件等；
5.觀察製品
6.注意事項
(1) 未經指導老師許可，嚴禁開動擠壓機，觸動控制按鈕；
(2) 只有在老師的指導下方可操作擠壓機；
(3) 擠壓機工作擠壓工件時，擠壓出口處嚴禁站人；
(4) 請勿用手直接取放、觸控擠壓製品，小心燙傷；
(5) 測量時，請戴防護手套。
六、 實驗報告
七、 參考文獻
[1]申榮華,丁旭主編.工程材料及其成型技術基礎[m].北京：北京大學出版社，2008.
[2]楊慧智.工程材料及成形工藝基礎[m].北京：機械工業出版社，2000.
[3]張彥華.工程材料與成形技術[m].北京：北京航空航天大學出版社，2005.
[4]陳培裡.工程材料及熱加工[m].北京：高等教育出版社，2007.
工程材料的塑性變形與再結晶
1 二元共晶反應 1 共晶反應剛結束時，含30 b的合金 相組分？組織組分 2 從顯微鏡中觀察初晶與共晶各佔50 共晶反應剛結束時 求合金中b的含量。2 畫f fe3c相圖，並進行分析 1 標註出相圖中空白區域相和組織 2 分析碳含量為0.4 的亞共析鋼的結晶過程及其在室溫下組織及含量，相及含量 3...
金屬材料工程專業材料加工方向實驗指導書
金屬材料工程專業 材料加工方向實驗 指導書目錄 實驗一金相樣品的製備與顯微組織的顯露3 實驗二鹽霧腐蝕實驗6 實驗三有色金屬合金的顯微組織觀察 8 實驗四焊接工藝實驗10 實驗五碳鋼熱處理後顯微組織觀察11 實驗六不同基體軸承合金的顯微組織觀察 13 實驗七焊口樣品製備與組織分析觀察15 實驗八 4...
《工程材料及熱加工》實驗指導書
指導書襄樊學院機械與汽車工程學院 機械基礎教研室 二00九年元月 實驗一硬度實驗 一 實驗目的 1 了解布氏硬度計 洛氏硬度計 黎克特制硬度計的主要構造及操作方法。2 初步掌握布氏硬度值 洛氏硬度值 裡氏硬度值的測定方法。3 初步建立碳鋼的含碳量與其硬度間的關係和熱處理能改變材料硬度的概念。二 實驗...