高低溫霍普金森壓桿

擠壓桿(extrusion stem)

將擠壓機主缸內(nèi)產(chǎn)生的壓力傳遞給擠壓筒內(nèi)的錠坯，使錠坯產(chǎn)生塑性變形從擠壓模孔中流出，形成擠壓制品用的擠壓工具。擠壓桿分空心與實心兩種?？招臄D壓桿用于管棒材擠壓機。實心擠壓桿用于棒型材擠壓機。擠壓桿的結(jié)構(gòu)如圖所示。擠壓桿一般是圓柱形整體結(jié)構(gòu)，可分端頭、桿身及根部。在大噸位擠壓機上，擠壓桿做成變斷面的，以增加縱向抗彎強度。此時擠壓簡應(yīng)具有變斷面的內(nèi)孔。另外，為了節(jié)省高級合金鋼，有時擠壓桿做成過盈裝配式的，桿身部分用的材料強度可比根部用的高些。

擠壓桿的外徑根據(jù)擠壓筒的內(nèi)徑確定。臥式擠壓機擠壓桿的外徑一般比。筒內(nèi)徑小4~10mm。立式擠壓機擠壓桿的外徑比筒內(nèi)徑小2~3mm，管材擠壓桿的內(nèi)孔直徑應(yīng)大于穿孔針外徑。

擠壓桿在高溫下工作，其端頭有可能發(fā)生塑性變形而被鐓粗。因此，實心擠壓桿的端頭直徑應(yīng)做得小些，而空心擠壓桿的端頭內(nèi)徑則應(yīng)大些，以免變形后換用大穿孔針時放不進去。為了避免應(yīng)力集中，擠壓桿的根部的過渡部分應(yīng)做成錐形，并有較大的圓角，其半徑為R≥100mm。圓弧過小或根部與桿身部直徑配合不好會使擠壓桿斷裂。

擠壓桿的長度等于擠壓桿支承器的長度加擠壓筒的長度再加5~10mm，以便把壓余(見擠壓殘料)和擠壓墊片從擠壓筒中推出來。擠壓桿的材料是鉻鎳鉬和鉻鎳鎢合金。裝配式的擠壓桿桿身為鉻鎳鎢釩合金，根部為鉻鎳鉬合金。擠壓桿加工時，桿身和根部的不同心度不大于O.1mm，兩端面對軸線的擺動量不大于0.1mm。桿身外圓和內(nèi)孔的表面粗糙度為1.25~2.5μm。

擠壓桿在工作時受到很大的縱向彎曲應(yīng)力和壓應(yīng)力。因此，擠壓時要對擠壓桿進行穩(wěn)定性和強度校核。當擠壓桿開始失穩(wěn)時，所許可的最大臨界載荷按下式計算:

式中Pe為許可最大臨界壓力，kN;E為材料的彈性模量，對鉻鎢釩合金取O.22MPa;J為斷面慣性矩，mm4，圓形擠壓桿的J=πD4/64為長度系數(shù)，擠壓桿一端固定一端自由狀態(tài)時，取岸μ=1.5;而隨著擠壓桿兩端支持方式的不同，μ在O.5~2.O范圍內(nèi);le為擠壓桿有效工作長度，mm。

計算結(jié)果Pe應(yīng)大于擠壓機噸位1~2倍，否則擠壓桿容易失去穩(wěn)定而發(fā)生彎曲。