本文關(guān)鍵詞：鋁型材擠壓過(guò)程模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：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(guò)程分為分流、焊合、成形三個(gè)階段。擠壓模具的結(jié)構(gòu)尺寸和工藝參數(shù)對(duì)擠壓過(guò)程有重要影響。本文以中橫型材擠壓過(guò)程及擠壓模具為研究對(duì)象,通過(guò)三維造型軟件Pro/Engineer對(duì)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(duì)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(guò)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?分析焊合室深度為10mm、13mm、15mm以及分流橋?qū)挾葹?0mm、25mm、30mm時(shí)對(duì)擠壓過(guò)程的影響,選擇最佳的模具結(jié)構(gòu)尺寸。其次對(duì)模具工作帶長(zhǎng)度進(jìn)行了優(yōu)化,使金屬在工作帶出口金屬流動(dòng)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4mm/s ～12mm/s時(shí),對(duì)擠壓過(guò)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(shí)模具載荷較小,模具的最大等效應(yīng)力較小,有利于提高模具壽命；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(duì)模具工作帶劃分四個(gè)單元進(jìn)行優(yōu)化后,以流動(dòng)分布因子DMK作為判據(jù),|DMVi|≤0.05,金屬流動(dòng)速度均勻性有所提高。通過(guò)對(duì)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(guò)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(shí),上下模具載荷相對(duì)最小。經(jīng)過(guò)優(yōu)化得到的最佳模具結(jié)構(gòu)尺寸和工藝參數(shù)為：焊合室深度為13mm,分流橋?qū)挾葹?5mm,四個(gè)工作帶單元長(zhǎng)度分別設(shè)為7.2、6.7、5.9、5,金屬坯料的預(yù)熱溫度為480℃,擠壓速度為8mm/s。
【關(guān)鍵詞】：擠壓型材 平面分流組合模 數(shù)值模擬 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG379
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第—章 緒論15-23
• 1.1 鋁合金型材的廣泛應(yīng)用15-17
• 1.3 鋁型材擠壓技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)17-18
• 1.4 鋁合金擠壓工模具技術(shù)概述18-19
• 1.5 鋁合金型材擠壓中模擬技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀19-21
• 1.5.1 國(guó)外鋁型材數(shù)值模擬技術(shù)現(xiàn)狀20-21
• 1.5.2 國(guó)內(nèi)鋁型材數(shù)值模擬技術(shù)現(xiàn)狀21
• 1.6 本課題研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 擠壓型材平面分流模設(shè)計(jì)23-35
• 2.1 模具材料的選取23-25
• 2.2 平面分流組合模的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)25
• 2.3 中橫型材平面分流組合模設(shè)計(jì)25-34
• 2.3.1 模具結(jié)構(gòu)要素設(shè)計(jì)27-33
• 2.3.2 模具設(shè)計(jì)結(jié)果33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 鋁型材擠壓過(guò)程有限元模擬35-42
• 3.1 DEFORM-3D軟件模擬系統(tǒng)35
• 3.2 實(shí)體模型建立及工藝參數(shù)35-37
• 3.3 原始模具模擬結(jié)果分析37-40
• 3.3.1 金屬在平面分流組合模中成形過(guò)程37-38
• 3.3.2 原始模具行程-載荷變化38-39
• 3.3.3 金屬等效應(yīng)變分布39
• 3.3.4 焊合面靜水壓力值39
• 3.3.4 原模具的等效應(yīng)力39-40
• 3.4 模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 平面分流模結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)42-64
• 4.1 焊合室深度的優(yōu)化設(shè)計(jì)42-49
• 4.1.1 焊合室深度對(duì)模具載荷的影響42-44
• 4.1.2 焊合室深度對(duì)模具應(yīng)力的影響44-46
• 4.1.3 焊合室高度對(duì)焊合面上的靜水壓力的影響46-47
• 4.1.4 焊合室深度對(duì)坯料等效應(yīng)變分布的影響47-49
• 4.2 分流橋?qū)挾鹊膬?yōu)化設(shè)計(jì)49-54
• 4.2.1 分流橋?qū)挾葘?duì)模具載荷的影響49-50
• 4.2.2 分流橋?qū)挾葘?duì)模具等效應(yīng)力的影響50-52
• 4.2.3 分流橋?qū)挾葘?duì)焊合面靜水壓力的影響52
• 4.2.4 分流橋?qū)挾葘?duì)金屬坯料等效應(yīng)變的影響52-54
• 4.3 工作帶長(zhǎng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)54-62
• 4.3.1 原模具工作帶長(zhǎng)度模擬55-56
• 4.3.2 模具工作帶長(zhǎng)度第一次優(yōu)化56-60
• 4.3.3 模具工作帶長(zhǎng)度第二次優(yōu)化60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 工藝參數(shù)對(duì)擠壓過(guò)程的影響64-68
• 5.1 鋁合金坯料預(yù)熱溫度對(duì)擠壓過(guò)程的影響64-66
• 5.1.1 預(yù)熱溫度對(duì)�？壮隹谛筒臏囟鹊挠绊�64-65
• 5.1.2 預(yù)熱溫度對(duì)擠壓力的影響65-66
• 5.2 擠壓速度對(duì)擠壓過(guò)程的影響66-67
• 5.2.1 擠壓速度對(duì)溫度的影響66-67
• 5.2.2 擠壓速度對(duì)模具載荷的影響67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況74

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