鋁型材正擠壓成型過(guò)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(qiáng)度高、外形美觀、綜合性能好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。擠壓工藝設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)鋁型材擠壓的重要環(huán)節(jié)，而實(shí)際生產(chǎn)中模具的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的確定主要依賴(lài)工作者經(jīng)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的方式需要經(jīng)過(guò)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(jì)算機(jī)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(jì)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(wèn)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(diǎn)和分流模設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)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(duì)擠壓過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，針對(duì)型材流速不均問(wèn)題開(kāi)展模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)模具主要結(jié)構(gòu)如分流孔、引流通孔、引流斜槽、二級(jí)焊合室及工作帶進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明：模具的強(qiáng)度能得到保證，擠出型材流動(dòng)速度平穩(wěn)、變形小。
　　其次，制定模擬試驗(yàn)方案，分別探討擠壓速度、模具預(yù)熱溫度、擠壓比三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)簡(jiǎn)單型

3、材擠壓成型過(guò)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(guò)AA6063鋁合金的上限溫度550℃的前提下，選擇較低的擠壓速度，對(duì)材料的均勻流動(dòng)、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(shí)，擠壓力很大，易造成擠壓悶車(chē)，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(guò)小或過(guò)大，對(duì)于改善型材流速均衡性和提高模具壽命均沒(méi)有有利影響。并且以前面的大型型材為例，探討了三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)復(fù)雜型材擠

4、壓成型過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)其影響規(guī)律和簡(jiǎn)單型材成型過(guò)程規(guī)律相同。
　　最后，探討焊合室結(jié)構(gòu)和模芯間距對(duì)多孔模擠壓過(guò)程的影響。發(fā)現(xiàn)多級(jí)焊合室可以有效地控制金屬流動(dòng)均勻性的規(guī)律。通過(guò)改變?nèi)?jí)焊合室各級(jí)焊合高度發(fā)現(xiàn)，各級(jí)焊合室高度相同時(shí)金屬的流動(dòng)最為均勻，前進(jìn)型模具次之，后退型模具最差，說(shuō)明三級(jí)焊合室各級(jí)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(jí)數(shù)的增加有利于提高型材的焊縫質(zhì)量，但實(shí)際擠壓過(guò)程中需要更大的能耗。此外，模芯間距過(guò)大或