鋁型材正擠壓成型過程數(shù)值模擬及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、鋁型材擠壓產(chǎn)品具有重量輕、強度高、外形美觀、綜合性能好等優(yōu)點，應(yīng)用十分廣泛。擠壓工藝設(shè)計是實現(xiàn)鋁型材擠壓的重要環(huán)節(jié)，而實際生產(chǎn)中模具的設(shè)計和工藝參數(shù)的確定主要依賴工作者經(jīng)驗。這種傳統(tǒng)的方式需要經(jīng)過反復(fù)的試模、修模才能生產(chǎn)出合格的型材，很大程度上制約了鋁型材行業(yè)的發(fā)展步伐。計算機技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)值模擬技術(shù)逐漸成為研究擠壓成型規(guī)律、模具設(shè)計及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要工具。
　　本文圍繞平面分流組合模穩(wěn)態(tài)擠壓成型問題，采用數(shù)值模擬的方法，首先

2、根據(jù)型材結(jié)構(gòu)特點和分流模設(shè)計原則，設(shè)計出了分流組合模的結(jié)構(gòu)尺寸，為鋁型材生產(chǎn)提供了模具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；利用基于ALE算法的有限元軟件HyperXtrude對擠壓過程進行數(shù)值模擬，針對型材流速不均問題開展模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對模具主要結(jié)構(gòu)如分流孔、引流通孔、引流斜槽、二級焊合室及工作帶進行了優(yōu)化，結(jié)果表明：模具的強度能得到保證，擠出型材流動速度平穩(wěn)、變形小。
　　其次，制定模擬試驗方案，分別探討擠壓速度、模具預(yù)熱溫度、擠壓比三個工藝參數(shù)對簡單型

3、材擠壓成型過程的影響。結(jié)果表明：在保證生產(chǎn)效率和型材溫度不超過AA6063鋁合金的上限溫度550℃的前提下，選擇較低的擠壓速度，對材料的均勻流動、溫度的均勻分布和降低模具應(yīng)力都是有利的；模具預(yù)熱溫度較低時，擠壓力很大，易造成擠壓悶車，模具預(yù)熱至較高的溫度則有利于提高型材流速均衡性，降低擠壓力、流體應(yīng)力和模具應(yīng)力；擠壓比過小或過大，對于改善型材流速均衡性和提高模具壽命均沒有有利影響。并且以前面的大型型材為例，探討了三個工藝參數(shù)對復(fù)雜型材擠

4、壓成型過程的影響，發(fā)現(xiàn)其影響規(guī)律和簡單型材成型過程規(guī)律相同。
　　最后，探討焊合室結(jié)構(gòu)和模芯間距對多孔模擠壓過程的影響。發(fā)現(xiàn)多級焊合室可以有效地控制金屬流動均勻性的規(guī)律。通過改變?nèi)壓负鲜腋骷壓负细叨劝l(fā)現(xiàn)，各級焊合室高度相同時金屬的流動最為均勻，前進型模具次之，后退型模具最差，說明三級焊合室各級高度的確定十分重要，否則產(chǎn)生適得其反的效果；焊合室級數(shù)的增加有利于提高型材的焊縫質(zhì)量，但實際擠壓過程中需要更大的能耗。此外，模芯間距過大或