多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形工藝與模具優(yōu)化.pdf

1、多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形工藝與模具優(yōu)化重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：周雪指導(dǎo)教師：徐戊矯教授專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二〇一六年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要多孔微通道鋁扁管是汽車空調(diào)冷凝器上的關(guān)鍵零件，隨著對(duì)換熱效率的要求越來越高，設(shè)計(jì)扁管時(shí)孔數(shù)越來越多壁厚越來越薄，相應(yīng)地成形越來越困難。本文針對(duì)的研究對(duì)象是重慶某公司生產(chǎn)的多孔微通道鋁扁管，其主要問題是尺寸不穩(wěn)定以及扁管筋部易

2、彎曲。本研究基于此開展了多孔微通道鋁扁管正向擠壓工藝和模具的研究，主要研究工作如下：①首先通過基于ALE算法的擠壓專用軟件HyperXtrude對(duì)多孔微通道鋁扁管正向擠壓中的材料流動(dòng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)截面速度不均是導(dǎo)致筋部彎曲的主要原因。②通過CCD實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法研究坯料加熱溫度、擠壓筒加熱溫度、模具加熱溫度和擠壓速度對(duì)下模工作帶出口處扁管截面速度均方差和模具最大應(yīng)力的影響，并擬合其響應(yīng)面模型。通過響應(yīng)面法計(jì)算得到最優(yōu)擠壓工藝參數(shù)為坯料加熱溫度

3、517.5℃，擠壓筒加熱溫度432.5℃，模具加熱溫度525℃，擠壓速度1.1mms。③研究芯部臺(tái)階高度對(duì)多孔微通道鋁扁管正向擠壓過程中模具應(yīng)力的影響。發(fā)現(xiàn)隨著芯部臺(tái)階高度增加，上模芯部應(yīng)力降低，芯部臺(tái)階應(yīng)力增加；最終確定將芯部臺(tái)階高度由1mm增加至2mm，從而顯著降低模具最大應(yīng)力，減小了模具斷齒風(fēng)險(xiǎn)。④提出增加二級(jí)焊合室的方法減小下模工作帶出口處扁管截面速度的不均勻性。通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合二級(jí)焊合室結(jié)構(gòu)參數(shù)與下模工作帶出口處扁管截面速

4、度均方差的映射關(guān)系，再通過遺傳算法獲得最優(yōu)二級(jí)焊合室長(zhǎng)度Y為0.85mm，高度H為0.55mm。⑤基于HyperXtrude軟件模擬分析發(fā)現(xiàn)，通過上述優(yōu)化方法，使模具出口處扁管截面Y向速度均方差減少了76.9%，Z向速度均方差降低了19%，模具最大應(yīng)力降低至1332MPa。⑥開展了多孔微通道鋁扁管正向擠壓實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果較吻合；檢測(cè)了扁管機(jī)械性能和微觀組織均符合要求。本文基于HyperXtrude有限元分析軟件對(duì)多孔微通道鋁扁管