轮槽形状对铜母线连续挤压影响的有限元分析

分析了在连续挤压初始喂料阶段,坯料在圆轮槽中的稳定性.通过理论计算和模拟研究得出,圆轮槽中的凸台对于铜的连续挤压建立一个稳定的挤压过程起关键作用.并在此基础上提出了针对圆杆形坯料的几种新的轮槽形状,将这几种轮槽对铜母线连续挤压扩展成形的影响进行了有限元数值模拟.就轮槽形状对铜扩展成形中金属的成形性、挤压轮的扭距以及成形金属流动的均匀性的影响进行了分析讨论.最后得出,带凸台的扩口形轮槽是连续挤压扩展成形中最优的轮槽形状.     

铜连续挤压扩展成形温度场的分析

文章通过有限元数值模拟分析了铜连续挤压扩展成形中温度场的分布规律。连续挤压扩展成形过程中温升主要集中在变形和摩擦剧烈的区域。整个扩展挤压过程中最高温度出现在直角弯曲区靠近挡料块的附近,可达到700℃以上。从变形和摩擦的角度分析了坯料在挤压轮径向的温度分布的特点。从变形和传热的角度分析了金属在扩展挤压区宽度和厚度方向温度分布特点,以及温度对产品成形性的影响,并进行了现场温度测试,用热电偶采集腔体密封面和扩展腔的温度,实验结果与模拟结果吻合,为铜连续挤压扩展成形性的研究提供了依据。     

铜镁合金CuMg0.3棒料连续挤压微观组织演变数值模拟分析

在Deform-3D软件中根据连续挤压工艺中各主要模块建立连续挤压变形模型,对铜镁合金棒料的连续挤压变形过程进行数值模拟,重点分析了连续挤压过程中轧制变形区、镦粗变形区、扩展成形区和定径挤压成形区的晶粒度变化规律。将数值模拟结果与试验结果进行对比分析发现:铜镁合金棒料在挤压轮槽摩擦力的驱动下,一直处在流动变形过程中,且变形程度大、变形温度高、停留时间短,大部分材料发生动态再结晶后晶粒未长大;经过各主要变形区后的最终挤压成形的铜镁合金板材的晶粒得到极大细化,其相关力学性能得到改善。     

挤压轮转速对异型铜管连续挤压影响的数值模拟研究

通过建立异型铜管连续挤压数值模拟模型,采用Deform软件,获得不同挤压轮转速下金属连续挤压成形过程中的温度场、应力场、应变场、金属流动规律以及挤压轮扭距的分布情况。通过对模拟结果及数据进行系统的分析,确定挤压轮转速对金属连续挤压成形过程的影响,为进一步进行异型铜管材连续挤压实验提供基本数据和理论依据。     

铜连续挤压的有限体积法数值模拟

对铜母线连续挤压过程的几何模型进行简化,基于MSC.Superforge软件平台,对铜母线连续扩展成形过程进行了数值模拟,确定了压下量为铜杆料直径的25%时为压实轮对铜杆压下量的最佳值,分析了铜连续挤压成形过程中坯料在挤压轮沟槽内的温度分布,指出在铜的连续挤压过程中,坯料的温度上升主要源于坯料的塑性变形.结果显示,铜坯料作用在腔体挡料块上的压力高达528～600 MPa,在坯料镦粗段前偶尔会发生折叠回流,这是造成连续挤压产品表面产生较大气泡和冷拔时断线质量缺陷的重要原因之一.为了避免金属流动造成的产品质量缺陷并提高腔体的使用寿命,应对腔体、挤压轮进行优化设计.     

分流模结构对连续挤压扩展成形的影响

连续挤压扩展成形是一种先进的铜母线制造方法,而分流模结构是影响成形的重要因素。根据连续挤压扩展成形特点,建立了基于DEFORM-3D刚塑性有限元模型,通过对铜母线连续挤压过程的数值模拟,分析了不同分流模结构下的金属流动规律、流速均方差。结果表明,分流模结构为无过渡面梯形时,金属流动速度差最小,流速均方差为3.11,变形最均匀。通过试验研究验证了数值模拟结果,为连续挤压扩展成形模具优化设计提供了重要的理论指导。     

挤压轮转速对黄铜棒材连续挤压扩展成形的影响

针对黄铜棒材在连续挤压扩展成形中截面流动不均匀,易造成产品分层,影响产品质量等问题,研究了不同挤压轮转速对黄铜棒材连续挤压扩展成形的影响。模拟分析了不同挤压轮转速时的温度场、速度场和等效应变速率场分布情况,模拟结果表明:在定径带横截面处,随着挤压轮转速的提高,稳态下坯料的温度和等效应变速率最大值逐渐增大,中心与边缘速度差逐渐增大,产品成形不稳定。因此,适当地降低挤压轮转速有利于产品的稳定成形。通过连续挤压实验,验证了分层缺陷的存在,数值模拟结果与实验结果一致,证明了模拟结果的有效性。     

6063铝合金单、双杆连续挤压扩展成形的对比

双杆连续挤压是宽厚比大的铝材的一种高效加工方法,文章针对6063铝合金单、双杆连续挤压扩展成形进行有限元数值模拟对比分析,模拟结果表明,双杆挤压较单杆挤压更能合理的分配金属的流动,金属挤压温度、速度和等效应变分布更加均匀,且挤压轮扭矩、挡料块受力均低于单杆挤压,因此在扩展挤压成形方面双杆挤压优于单杆挤压。双杆扩展挤压产生的焊缝呈花瓣形状,焊缝处晶粒尺寸大于基体晶粒尺寸;焊缝的存在对产品的力学性能会产生一定的影响,当拉伸力与焊缝成90°时,焊缝质量对产品力学性能的影响最大。     

镁合金及纯铝连续挤压流动均匀性对比研究

根据连续挤压扩展成形的特点,基于Deform-3D软件建立镁合金及纯铝的刚塑性有限元模型,进行连续挤压过程的数值模拟,分析挤压轮转速、产品宽度和金属流动通道长度对两种材料流动均匀性的影响程度。模拟结果表明:随着挤压轮转速的提高和产品宽度的增大,镁合金及纯铝在模具定径带处的流速均方差均增大,两种材料的增大速率相近,并且镁合金的流速均方差均大于纯铝的;在板材连续挤压扩展成形中,流动通道长度的改变导致纯铝在模具定径带处的流速均方差的变化幅度比镁合金大。     

AZ31镁合金连续挤压扩展成形流动速度分布规律

为了解镁合金连续挤压扩展流动规律与工艺条件的关系,基于DEFORM.3D软件,建立镁合金的刚塑性有限元模型,通过数值模拟分析连续挤压过程坯料沿纵向对称面上的速度演变规律,探讨挤压轮转速对坯料各层面速度分布的影响机制。结果表明,在连续挤压过程中,金属流动速度在各变形区呈不同变化趋势。轮槽区的速度呈现由轮槽底面向封料面逐渐降低的分布形态;直角弯曲区的流道底部速度最高;扩展区由中心向两侧流动速度逐渐减小;在阻流区和模具区,流动速度的差别减小。随着挤压轮转速的增大,直角弯曲区和扩展区各层面金属的速度差值增大,流动的不均匀程度增加。连续挤压过程中金属的这种流动分布特点缘于轮槽面的摩擦驱动力与型腔壁摩擦阻力的相互作用。     

挤压筒摩擦对正挤压成形影响的研究

在对正挤压摩擦特点分析的基础上,采用Deform-2D对挤压筒与坯料之间的摩擦在挤压成形中的影响进行了研究.结果表明:挤压筒不动的情况下两者之间的摩擦是成形的阻碍;但挤压筒随挤压杆同向运动且形成有效摩擦时,可以降低成形力,改善金属的流动,有利于提高挤压件的质量和模具的使用寿命.     

Effect of extrusion wheel angular velocity on continuous extrusion forming process of copper concave bus bar

The continuous extrusion forming process for producing large section copper concave bus bar under different extrusion wheel angular velocities was studied by three-dimensional finite element technology based on software DEFORM-3D. The rigid-viscoplastic constitutive equation was employed in the model. The numerical simulation results show that the deformation body flow velocity in the die orifice increases gradually with the increase of the extrusion wheel angular velocity. But slippage between the rod and extrusion wheel occurs when the extrusion wheel angular velocity is high. The effective stress near the die orifice enhances gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. High stress is concentrated in adjacent regions of the flash gap. The effective strain gradient is greater near the abutment than that near the die orifice. The effective strain of the product increases gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. In the deformation process, the deformation body temperature increases remarkably due to friction and deformation. So the cooling is necessary in the region of the die and tools.     

连续挤压变形力学模型与接触应力分布规律

在连续挤压技术研究的基础上,通过观测挤压轮槽金属的变形形貌,提出了“五分区”的连续挤压变形过程描述模型,构成了连续挤压轮沟槽变形区系统、完整、准确的表征。根据各分区的变形特点,利用塑性力学理论得出接触应力的解析表达式,讨论连续挤压变形区接触应力的分布特点与规律。通过深入分析,得出了个分区关键参数的设计准则与确定方法,探讨了提高挤压力的措施,最后通过与实验结果的比较验证了其工程应用价值。     

挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响

挤压速度和摩擦状态是铝型材挤压过程中的重要工艺条件,对挤压产品的质量、挤压力、模具寿命和生产率等具有直接影响。文章以一异型铝型材挤压件为例,采取塑性剪切摩擦模型,使用3种挤压速度和6种摩擦因子的不同组合分别进行挤压过程数值模拟,得到不同参数下模具受力、挤压件温度分布变化及材料流动速度的变化等情况,研究讨论了挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响规律。研究结果为挤压生产实践提供了一定的理论指导与参考。     

36MN扁筒挤压机的自动控制

针对我公司生产的36MN卧式扁筒挤压机的自动控制系统进行分析讨论.36 MN卧式扁筒挤压机采用三梁四柱预应力组合框架结构和短行程前上料正向挤压方式,可以为宽扁型材料提供更有利的金属流动条件,从而降低设备的挤压力;挤压机的电控系统采用能够精确控制压机速度、位置和压力的PLC与上位机两级控制.36 MN卧式扁筒挤压机采用的主要技术集中体现了当代挤压机的发展趋势和先进技术水平.通过实际生产验证,该挤压机不仅适宜生产制造和利于操作维护,而且生产效率高、成本低.     

Effects of extrusion speed of continuous extrusion with double billets on welding performance of 6063 Al alloy

During continuous extrusion, the welds were formed at the confluence of two billets. Influences of extrusion wheel rotational speed on micromorphology and properties of welds of 6063 Al alloy were investigated through microstructure observation, tensile test, and SEM analyses. Welding parameters were analyzed using finite element simulation. Results indicated that metal welding was remarkably affected by oxide on outer surface of the double billets during continuous extrusion. Degree of oxide breakage on the welding surface increased due to the evident increase in effective strain rate with increasing extrusion speed. The high temperature induced by increased extrusion speed accelerated the formation of metallurgical bonding. A portion of weld seam lines slowly disappeared, and the proportion of the welding interface that failed to reach metallurgical bonding was also gradually reduced. Tensile strength and elongation of the weld specimen increased with the increase of extrusion speed.     

热反挤压过程中金属不稳定流动状态的研究

利用有限元软件Deform-3D对厚壁钢管热反挤压制坯过程进行数值模拟,分析了摩擦系数和壁厚对金属流动状态的影响.结果表明:反挤压件管壁内侧的金属在向上平移的同时还伴有径向移动,摩擦系数越大、管壁越厚,径向移动的程度越大,越容易造成凸模抱模的现象.根据模拟结果,提出了一种新增径向塑性变形区的大型厚壁钢管热反挤制坯的变形...     

反向挤压力计算式的误差分析与实践

目前，用于计算反向挤压力的计算式都是根据相奕正向挤压时的算式，并直接令作用在挤压筒壁上的摩擦为零得来的。实践中发现，计算出的挤压力与实测值差异较大，无法正确指导生产。造成这种差异的主要原因是忽略了正、反向挤压时变形区中温升及加工硬化程度不同对金属变形抗力的影响。及采用了与正挤压时盯同的变形抗力值。通过实践，建立了确定反挤压时金属变形抗力的方法及计算式。验证结果表明，以此为依据计算反向挤压力，误差不大于5％，可以满足工程计算要求。     

椭圆异型挤压塑性成形及模腔映射优化

针对非轴对称金属异型挤压塑性流动及模腔研究的理论课题,借助于近代共形映射数学理论研究成果,利用法线收敛法,建立了映射函数解析方法。将三维金属异型材挤压塑性成形问题转化为二维轴对称成形问题,求解椭圆异型挤压金属塑性成形连续流动场和应变速度场的数学解析模型,并应用金属塑性成形理论,建立了精密挤压异型材优化模腔的数学模型,同时为精密快速地实现挤压模腔的CAD／CAM一体化目标提供了技术支持。