挤压时挤压杆通过挤压垫片而作用在挤压筒内锭坯上，迫使锭坯从挤压模孔流出所需的外力。挤压过程中，挤压力随挤压杆的移动而变化，通常所说的挤压力是指挤压过程中的突破压力P_max(图1)。挤压力是制定挤压工艺、合理选择与校核挤压设备能力和正确设计挤压工模具等的重要力学参数。

 影响挤压力的因素主要有金属变形抗力、变形程度(挤压比)、挤压温度、挤压速度、锭坯与挤压工模具的接触摩擦条件、挤压模角、制品断面形状、锭坯长度以及挤压方法等。

挤压力的确定方法有实验测定法和理论计算法两种。

实验测定法   

实验测定法又分为压力表观测法和电阻应变仪测定法两种。

(1)压力表观测法。这是测定挤压力和穿孔力大小最简便的常用方法，但它只是在挤压速度低于1mm／s的低速挤压情况下才比较准确。这一测定方法根据连接在挤压主缸和穿孔缸高压水或油路上的压力表的读数，按下式计算出挤压力或穿孔力(kN)：

              P=ηF_缸p_表/1000

式中F_缸为挤压主缸或穿孑L缸的断面积，mm²；p_表为挤压主缸或穿孔缸压力表的读数，MPa；η为挤压主缸或穿孔缸的工作效率，通常η为0.95～0.98。

(2)电阻应变仪测定法。这是一种适于较高挤压速度、且比较精确的常用实测方法。它通过粘贴在压力传感器弹性元件上的电阻应变片组成的电桥输出的电参数的变化来测定挤压力大小。压力传感器可以直接用挤压机上的承力构件，如张力柱，作为压力传感元件，也可以单独用圆环形或管状元件作弹性元件。测定时，环形压力传感器放在挤压杆或挤压模的后面，管状压力传感器直接连接在挤压主缸或穿孔缸的高压管道上。

在测定过程中，一般配置有自动记录和显示装置，记录和显示测量部位上的压力变化，也可以将测量信息作为挤压过程自动控制用信号。

理论计算法     

有理论解析法和数值计算法两类。

(1)理论解析方法。这种方法获得的挤压力计算公式很多，它们大都形式简单，通用性强，应用十分广泛。但是只有简单挤压下的计算才比较准确，例如单孔模挤压圆棒和圆管。对于复杂的挤压过程，如型材挤压、多孔模挤压以及复合材料挤压等，其计算精度就较低。

理论解析法中，普遍采用的挤压力公式有3个。

公式1

式中λ为挤压比(或称挤压系数)；F_H为挤压筒内孔断面积，mm²；F_K为挤压圆棒断面积，mm²；a为挤压模孔半锥角通常称模角，(。)；F_筒为锭坯与挤压筒的接触面积，mm²；F_定为模孔工作带的面积，mm²；K为挤压金属的平均变形抗力，MPa；P为总挤压力，kN。

公式1以单孔模正向挤压圆棒为基础，按圆柱坐标轴对称问题进行工程法分析导出(见变形力学问题工程解法)。推导时假设变形区入口和出口界面均为平面，侧表面为圆锥面，如图2所示。公式1经过修正，用于其他复杂挤压过程的形式为：

                 P=(A+B+C)KF_H

若以n表示A、B、C的和，则上式就可写成为：P=nKF_H

则n值一般在5～25范围内波动，通常称为挤压单位压力系数。A、B、C为分别反映挤压筒区、模子压缩变形区和定径区各部分的变形阻力的系数，它们分别近似地等于：

                             A≈F_筒／2F_H

                              B≈(1+a^1/2/ sin2a)lnλ

                               C≈∑F_定／2∑F_K

各种不同挤压条件下，计算n的公式见表1。

公式l及表1中σ_n为作用在挤压垫片上的平均单位压力，MPa；n为挤压单位压力系数；K为平均真实变形抗力，MPa；n为模孔周长与折算直径的周长比；D_H、D_K为挤压筒内径与圆棒材直径，mm；FK为单根制品的断面积，mm²；DK`为等断面折算直径，mm；L<sub>锭</sub>为铸锭或毛料在填充挤压后的长度，mm；L<sub>周</sub>为单根制品断面周长，mm；L<sub>定</sub>为模孔工作带的宽度，mm；a为模孔的半锥角，(。)；m为模孔数目；B<sub>0`</sub>H_o为矩形挤压筒内孔的宽和高，mm；λ为挤压比；F_H为挤压筒内孔的断面积，mm²；P为总挤压力，k_N；D_外为管材外径，mm；D_内为管材内径，mm；D穿为穿孔针的直径，mm。表1中用经验系数a ^1/3反映复杂挤压时其他各因素对挤压力的综合影响，如模面摩擦影响的增加，变形和应力的不均匀分布等。经验系数中的周长比a为         式中D`_k为挤压制品的等断面折算直径，mm；∑L_周为挤压制品的断面周边长总和，mm。公式2

                              P=R_M+T_M+T_筒+T_定

式中P为总挤压力，kN；P_m为不计摩擦影响时，实现金属基本塑性变形所需的力，kN；T_M为用于克服金属在变形压缩锥滑动面上摩擦所需的力，kN；T_筒为用于克服锭坯与挤压筒壁表面摩擦所需的力，kN；T_定为用于克服模孔工作带表面摩擦所需的力，kN。

各种不同挤压条件下，公式2中各项的计算式见表2。公式2也以单孑L模正向挤压圆棒为基础，但按球坐标轴对称问题进行工程法分析导出。推导时假设变形区入口和出口界面均为同心球冠面，侧表面为圆锥面，如图3所示。

公式2及表2中λ为挤压比；L_定为模孔工作带的宽度，mm；a、b为矩形或扁锭的宽度和厚度，mm；ΣL_周为挤压制品的断面周边长度总和，mm；a_折为型材平均折算厚度，mm；D_H为挤压筒内径，mm；F_定为壁板型材模孔工作带的总面积，mm²；a为模子的半锥角，(^。)；f_N为流出金属与模孔工作带间的摩擦系数；L为铸锭填充挤压后的长度，mm；S为在变形区内，金属屈服强度的平均值，MPa；S_出为变形区后部出口端金属的屈服强度，MPa；τ_筒为变形区压缩锥滑动面上金属的摩擦切应力，MPa；τ_筒为挤压筒内表面上的摩擦切应力，MPa；r为扁铸锭两侧圆弧半径，mm；D_K为挤出棒材的直径或管材的外径，。mm；F_K为挤出型、棒 材单根的断面积，mm²；d_K为挤压穿孔针的直径，即管子内径，mm²。

公式3

式中f(a)=1．035～1．055(当a=60^o～70^o)；m、m_筒、m_定分别为变形区压缩锥滑动面、挤压筒滑动面和模孔工作带滑动面的摩擦因子；其余符号同前。公式3也以单孔模正向挤压圆棒为基础，按球坐标轴对称问题处理，所不同的是它是运用上界法进行分析导出的。分析时假设变形区内的金属质点仅沿球径方向作汇聚流动，因而根据塑性变形的体积不变条件和速度边界条件，可设定变形区内的运动学许可速度场(图3)为

式中v_ρ、v_θ、v_ψ，分别为球坐标系中径向、经向、纬向的速度分量；v₀为挤压杆前进速度；ρ₁为变形区入口球冠界面的球半径。

(2)数值计算方法。这种方法包括三维上限分析法、上限单元法和各类塑性有限单元法等。这种方法虽然不能获得解析式解，但是可以获得数值解。现在数值计算法已广泛用来研究和分析各种复杂的挤压过程，如型材挤压、多孔模挤压和复合材料挤压等，成了近代挤压模CAD／CAM技术的基础。