本文關(guān)鍵詞：大寬厚比（異型）扁排金屬流動規(guī)律研究及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：銅連續(xù)擠壓技術(shù)作為鋁及鋁合金連續(xù)擠壓技術(shù)的延伸與發(fā)展,主要應(yīng)用于各種工業(yè)電力傳輸用銅導(dǎo)電排,市場前景巨大。隨著國內(nèi)銅扁排連續(xù)擠壓技術(shù)日益成熟,扁排產(chǎn)品逐漸傾向于材質(zhì)的高強(qiáng)合金化和尺寸的兩極化、形狀的寬扁異型化。其中連續(xù)擠壓大寬厚比(異型)銅扁排關(guān)鍵技術(shù)難點在于:1)采用大擴(kuò)展比組合式腔體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)大寬展變形;2)金屬流動分布特點為:中間金屬流速快,邊部流速慢;3)擠壓輪與坯料之間的摩擦為擠壓驅(qū)動力,產(chǎn)品最大尺寸與擠壓輪所能承受最大扭矩有關(guān)。其中金屬流動的不均勻是導(dǎo)致“小截面、大寬厚比”(異型)銅扁線產(chǎn)品存在產(chǎn)品寬度受限、容易邊裂,表面粗糙、易有色差,橫向厚度超差、板形不良(波浪紋),組織、性能分布不均等一系列產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的總根源,與金屬流動規(guī)律及腔體和模具結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。因此,迫切需要掌握大寬厚比扁排在腔體及模具中流動及熱力場分布規(guī)律;明確模具結(jié)構(gòu)對金屬流動及擠壓輪扭矩和模具載荷的影響機(jī)理,進(jìn)而獲得腔體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)最優(yōu)值及模具結(jié)構(gòu)最優(yōu)化結(jié)果,為生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。論文的主要研究工作和研究成果如下:(1)對連續(xù)擠壓大寬厚比扁排進(jìn)行有限元數(shù)值模擬,模擬結(jié)果:金屬中間流速快,邊部流速慢,模具出口處金屬流速差達(dá)到24mm/s。中間與邊部之間部位應(yīng)變達(dá)到最大值為8.68。(2)大擴(kuò)展比組合式腔體采用中間寬、兩邊窄的結(jié)構(gòu),有利于阻礙中間金屬流動達(dá)到流速均勻的目的。采用正交設(shè)計試驗分析擴(kuò)展腔中間寬度H、邊部寬度h、擴(kuò)展腔中間部位長度l對SDV的影響,得出最優(yōu)腔體結(jié)構(gòu)為:l=62mm,H=40mm,h=24mm;利用方差分析得各因素對SDV值影響的主、次順序是Hlh。(3)模具結(jié)構(gòu)兩要素為:定徑帶及阻流角。其中各寬厚比扁排模具定徑帶長度為7mm時,效果最佳;采用梯形不等長定徑帶結(jié)構(gòu)更有利于金屬流動的均勻性。在模具入口處增加3o~15o的阻流角,模擬結(jié)果顯示隨著阻流角的增大,金屬流速均方差先增大后減小,腔體及模具載荷逐漸降低,可提高模具使用壽命,阻流角為5o時,效果最佳。(4)采用有限元模擬梯形排連續(xù)擠壓過程,產(chǎn)品厚的部位金屬流速更快,薄的部位金屬流速慢,兩者之間的速度差可達(dá)80mm/s,極易出現(xiàn)產(chǎn)品薄的部位難成形等質(zhì)量問題。通過調(diào)整�？坠ぷ鲙чL度,增加阻流角后,模具應(yīng)力集中情況明顯減小,流速差減至40mm/s。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG379

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1219420