汽车天窗导轨悬臂型材挤压模具设计及工艺参数优化

采用分流组合模具结构设计方法改进设计了某汽车天窗导轨悬臂实心型材传统的挤压模具,利用Hyper Xtrude软件,分析了挤压模具的应力状态及偏移量。以提高模具强度为指标,设计了挤压工艺参数正交试验的数值模拟方案,对试验结果进行了极差分析,得出了挤压工艺参数的最优组合。试验结果显示各挤压工艺参数与模具应力之间呈较强的线性关系,由此以正交试验数据为样本,建立了四元线性回归模型,并通过对任意组合的挤压工艺参数进行数值模拟测试,验证了回归方程的可靠性,模型为挤压工艺参数的选择提供了参考。     

型材挤压过程工艺参数优化模型

提出了一种集数值仿真、人工神经网络和遗传算法为一体的工艺参数优化模型,用于型材挤压成形过程工艺参数优化,合理配置了非对称角铝型材模模孔位置。通过现场试验,验证了提出的工艺参数优化模型是行之有效和正确的。并在模孔位置优化配置结果基础上对其挤压成形过程进行数值仿真,分析了挤压成形过程中各阶段网格畸变情况,给出了挤压变形时应力和应变分布,对指导型材挤压工艺和模具优化设计具有重要意义。     

汽车轮毂轴承套圈冷挤压数值模拟分析研究

对某型号汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具进行三维建模,利用Deform软件,设定挤压条件后,对内圈挤压成形过程进行了数值模拟。分析了挤压过程中金属的流动与速度分布,挤压速度和摩擦因子对模具载荷的影响,并对凹模的应力进行了分析,指出应力集中导致模具容易损伤的部位。通过数值模拟分析,提出了减小摩擦因子,提高表面质量的方法,减小应力集中和载荷过大造成的模具损伤,通过优化工艺参数提高挤压成形质量。     

分流比对轨道交通型材挤压成形工艺的影响规律研究

针对某轨道交通型材,采用HyperXtrude软件对金属流动规律进行数值模拟,探讨了三种不同分流比结构对挤压模具应力、金属流动应变、挤压压力、挤压速度的影响规律。模拟结果对优化轨道交通型材模具结构具有较强的理论指导意义。     

铝型材挤压成型数值模拟及优化设计

应用有限元法,通过对AA6063铝合金方管挤出过程进行数值模拟,优化了分流组合模的工作带,以模孔出口处型材挤出速度的流速均方差为目标,使模孔出口处型材挤出速度均匀;同时通过对影响型材焊合品质的3个重要工艺参数:挤压速度、模具预热温度和坯料预热温度进行正交试验,以焊合面上的压力大小作为评定型材焊合品质好坏的标准,获得了AA6063铝型材挤压的最佳工艺参数组合。     

模孔偏置位置参数对型材挤压成形影响的数值研究

通过引进流速均方差作为评价塑形变形时金属流动速度不均衡性指标，来有效地控制型材挤压成形时金属流动的不均匀性。通过采用有限变形弹塑性有限元方法，对不同模孔偏置位置参数下型材挤压过程进行了数值模拟研究，获得了挤压力、流速均方差和型材件内部应力应变场随其变化的规律，为进一步实现型材挤压工艺参数优化提供了理论参考。     

薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟及模具优化

挤压模具在铝型材挤压生产中起到至关重要的作用,直接影响挤压产品的质量.然而在实际生产中,挤压模具的设计更多依赖设计师的经验,模具设计质量难以保证,需要多次试模和修模.采用基于ALE算法的HyperXtrude软件针对某一复杂薄壁空心型材的挤压过程进行数值模拟,分析模具型腔内材料的流动规律及成形机理;根据初始模具设计的不足,提出在下模开设二级焊合室和增设阻流坎两种优化设计方案,有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题.在优化方案中,型材截面上的温度分布和应力分布更加均匀,焊缝质量相比初始模具设计有较大改善.利用数值方法可对模具结构进行优化,提出的开设二级焊合室和增设阻流坎的模具设计结构可为同类铝型材挤压模具设计提供指导.     

挤压模具型腔的等磨损优化设计

针对目前国内挤压模具寿命过低的情况,将有限元分析、神经网络和遗传算法结合起来应用到挤压模具型腔优化设计中。采用B样条函数插值描述凹模型腔轮廓形状,用有限元数值模拟获得型腔表面节点的应力场、速度场和温度场,基于修正Archard磨损模型计算型腔磨损深度,以此作为样本训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与磨损深度之间的映射关系,再结合遗传算法以等磨损为目标,优化模具型腔轮廓形状。优化结果与序列二次规划法一致,可以降低模具磨损,提高模具寿命,结果与实际情况吻合,表明了这种设计方法是可行的。     

基于DEFORM的热锻挤压模具结构优化

对空心工业铝材进行热锻挤压模具设计和3D造型,基于DEFORM软件对挤压过程进行数值模拟。模具设计时优化分流孔入口形状并提出金属流速判据。通过分析模拟结果,采用调整模具工作带长度的方法,改善挤压模出口流速的均匀性,保证了型材质量,有效减少模具开发周期和成本,达到试模、修模的快速响应。     

液氮通入量及挤压速度对6063铝合金型材表面质量的影响

以6063铝合金型材为试验材料,利用1400T挤压机进行挤压试验,挤压完成后对不同参数型材取样,通过金相显微镜、光泽度仪及粗糙度仪等设备进行表征,研究挤压过程中2个重要挤压参数（液氮通入量和挤压速度）对型材表面光泽度和粗糙度的影响,并分析挤压参数对型材粗糙度产生的原因。研究结果表明：挤压工艺参数中液氮通入量及挤压速度均对型材表面光泽度和粗糙度有着重大影响。随着液氮通入量逐渐增加,型材表面粗糙度Ra和Rz均明显下降,光泽度随之明显上升。这与液氮通入模具后弹性变形有关。挤压速度增加,型材表面粗糙度Ra和Rz也随之下降,光泽度随之上升。这主要与液氮通入后型材与模具工作带接触停留时间缩短,降低型材表面氧化夹杂颗粒产生几率。最后,通过对比不同挤压速度下型材微观组织,结合粗糙度及光泽度情况,表明影响型材表面粗糙度及光泽度的原因主要与模具工作带上形成的吸附颗粒有关,研究中并未发现光泽度与型材表层微观组织存在明显关系。     

Flange forming with combined blanking and extrusion process on sheet metals by FEM and experiments

Flange height and lip thickness are generally restricted by the formability of sheet metals in the conventional forming operation. Fracture can easily occur on the edge of the flange, causing it to fold and affecting the sustainability of the application of flange. In the current work, combined blanking and cold extrusion process is applied to manufacture component with the aim to obtain the substantial flange suitable for subsequent assembly with its counterparts. Meanwhile, FEM software DEFORM is utilized to simulate this process and to reveal the deforming features of the combined process and the accuracy of the simulation is experimentally verified. Both the results of simulation and experiment prove that fracture of flange forming mainly occurs in the cutting edge of punch die, which can be predicted by FEM simulation and can be eliminated or avoided by the three following methods: (1) the punch die is modified in the rounded corner of the die as a chamfer connecting the rounded corner and the punch head in an attempt to reduce the flow resistance of the raw material and solve the fracture problem. (2) Sufficient counter-pressure should be applied to bring about the hydrostatic pressure, causing the shear zone to become compressive (negative), and this leads to improvement of ductility of the sheet metals and can restrain fracturing. (3) Suitable combination of blanking and extrusion process should be arranged. Finally, the high-quality components are successfully manufactured through experiment, which confirms that the result of FEM simulation is correct and lays a technical foundation for the design of combined blanking and cold extrusion process on sheet metals.     

铝合金轴固定件热挤压成形的有限体积法模拟研究

由于变形剧烈，复杂铝型材挤压成形有限元模拟会因网格不断重划分而精度欠佳。文中基于可以有效避免网格重划分难题的有限体积法，对铝合金门轴固定产品的热挤压过程进行数值模拟，详细分析挤压成形中各个阶段金属流动情况以及应力、应变、温度、速度等场量的分布变化情况。棒料进人模口至完全流出工作带这段时间是型材挤压最为困难的阶段，材料在工作带处的应力、应变最大，温度最高，因而对模具工作带处造成的磨损也最为严重。进人到最终稳定挤压阶段时挤压方向金属流速计算值与理论挤出速度吻合很好。模拟结果表明所用有限体积法是有效的，可以为铝型材挤压的模具设计与工艺参数的选择提供理论指导。     

发动机壳体热挤压成形模拟及模具设计

针对发动机壳体零件的特点,分析了其热挤压成形工艺,确定了挤压成形工艺参数,并利用数值模拟软件,分析了发动机壳体挤压成形时金属的流动规律和压力行程曲线,从而保证了挤压件的质量,为实际生产提供了理论基础,并以此为依据设计了一套热挤压模具。     

矩形花键轴冷挤压的数值模拟分析

采用金属成形有限元分析软件DEFORM,模拟CG125摩托车发动机主轴的矩形花键冷挤压成形过程,得到挤压过程中的模具受力图及坯料的应力分布图.结合数值计算的结果,探讨冷挤压过程中的塌角与金属堆积现象.工艺实验表明,该冷挤压工艺与模具设计合理,数值模拟分析对冷挤压模具设计具有一定的指导意义.     

基于流函数法的铝型材挤压导流模合理设计

采用模拟试验法和理论分析法研究了导流模内型材挤压的流动机理;提出了确定导流腔最小深度的理论依据;用基于流函数的上限分析法确定了实心薄壁铝型材挤压变形的流线方程、动可容速度场、应变速率场及上限功率;讨论了变形程度等参数对导流模最小理论深度的影响,得出实心薄壁铝型材导流腔深度的理论最小值为导流腔半宽的0.7～0.8倍。理论结果得到了试验证实,为导流模合理设计提供了可靠的依据。     

Optimization of an aluminum profile extrusion process based on Taguchi’s method with S/N analysis

Taguchi’s design of experiment and numerical simulation were applied in the optimization of an aluminum profile extrusion process. By means of HyperXtrude, the extrusion process was simulated and the effects of process parameters on the uniformity of metal flow and on the extrusion force were investigated with the signal to noise ratio and the analysis of variance. Through analysis, the optimum combination of process parameters for uniform flow velocity distribution was obtained, with the billet diameter of 170?mm, ram speed of 2.2?mm/s, die temperature of 465°C, billet preheated temperature of 480°C, and container temperature of 425°C. Compared with the initial process parameters, the velocity relative difference in the cross-section of extrudate was decreased from 2.81% to 1.39%. In the same way, the optimum process parameters for minimum required extrusion force were gained, with the billet diameter of 165?mm, ram speed of 0.4?mm/s, die temperature of 475°C, billet preheated temperature of 495°C, and container temperature of 445°C. A 24.7% decrease of required extrusion force with optimum process parameters was realized. Through the optimization analysis in this study, the extrusion performance has been greatly improved. Finally, the numerical results were validated by practical experiments, and the comparison showed that the optimization strategy developed in this work could provide the effective guidance for practical production.     

多孔发射药挤压模具的结构参数优化

为了得到多孔发射药模具的合理结构参数,采用正交实验法设计模具结构参数组合。应用Workbench流固耦合模块模拟发射药药料在模腔内的挤压过程及针架的变形过程,得到模具最优结构参数组合,并通过挤压实验验证了所选模具结构参数的合理性。     

基于数值分析的轮胎胶料共挤出口模设计

在轮胎胶料挤出生产中,口模的结构对共挤出产品的质量起着关键的作用,但在实际生产中,共挤出口模的设计主要依靠经验,口模设计质量的控制需要经过多次试模和修模。采用流体计算软件Polyflow进行轮胎胶料(TWD40/FS10)的共挤成型过程的三维数值模拟,分析共挤出过程中的速度、压力分布以及胶料熔体的流动情况,并通过试验验证模拟的可行性。针对初始口模设计的不足,提出增加窄缝区域高度和扩充口模入口的方法,有效解决初始模具设计中速度分布不均的问题,改善了口模中熔体的流动,提高了挤出质量,同时还降低了挤出过程中的能耗。利用数值方法可对共挤出口模结构进行设计,提出的口模设计方法可以对同类轮胎胶料共挤出口模结构的设计提供指