鋁型材擠壓過程模擬及模具優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、鋁合金空心型材的擠壓一般將平面分流組合模作為擠壓模具，其擠壓過程分為分流、焊合、成形三個階段。擠壓模具的結(jié)構(gòu)尺寸和工藝參數(shù)對擠壓過程有重要影響。
　　本文以中橫型材擠壓過程及擠壓模具為研究對象，通過三維造型軟件Pro/Engineer對模具進(jìn)行造型，將三維模型導(dǎo)入塑性成形CAE軟件DEFORM-3D中，對模型劃分網(wǎng)格、設(shè)置參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過改變模具結(jié)構(gòu)尺寸，即改變焊合室深度以及分流橋?qū)挾?，分析焊合室深度?0mm、13

2、mm、15mm以及分流橋?qū)挾葹?0mm、25mm、30mm時對擠壓過程的影響，選擇最佳的模具結(jié)構(gòu)尺寸。其次對模具工作帶長度進(jìn)行了優(yōu)化，使金屬在工作帶出口金屬流動速度更均勻。最后分析了坯料預(yù)熱溫度范圍為450℃-540℃及擠壓速度范圍為4 mm/s～12 mm/s時，對擠壓過程的影響。
　　結(jié)果表明，焊合室深度為13mm和分流橋?qū)挾葹?5mm，分別為最好的焊合室深度值和分流橋?qū)挾戎?，此時模具載荷較小，模具的最大等效應(yīng)力較小，有利于提

3、高模具壽命;金屬在焊合室中焊合程度較高，金屬在工作帶處的等效應(yīng)變較大，生產(chǎn)的型材質(zhì)量較高。對模具工作帶劃分四個單元進(jìn)行優(yōu)化后，以流動分布因子DMVi作為判據(jù)，|DMVi|≤0.05，金屬流動速度均勻性有所提高。通過對不同預(yù)熱溫度的金屬坯料進(jìn)行擠壓模擬，隨著預(yù)熱溫度的提高，擠壓壓力逐漸減小。隨著擠壓速度增大，擠壓過程中金屬的最高溫度升高，模具載荷先增大后減小，在擠壓速度為8mm/s時，上下模具載荷相對最小。
　　經(jīng)過優(yōu)化得到的最佳模