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，隨著對換熱效率的要求越來越高，設(shè)計扁管時孔數(shù)越來越多壁厚越來越薄，相應(yīng)地成形越來越困難。本文針對的研究對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對多孔微通道鋁扁管正向擠壓中的材料流動進行分析，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實驗設(shè)計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研究芯部臺階高度對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)隨著芯部臺階高度增加，上模芯部應(yīng)力降低，芯部臺階應(yīng)力增加；最終確定將芯部臺階高度由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。④提出增加二級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)二級焊合室長度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驗，實驗結(jié)果與模擬結(jié)果較吻合；檢測了扁管機械性能和微觀組織均符合要求。本文基于HyperXtrude有限元分析軟件對多孔微通道鋁扁管