异形管材分流模挤压焊合过程金属流变及模具受力的模拟分析

针对采用有限元模拟时焊合面不能设置为刚性对称面的空心型材,其焊合过程不能模拟计算的问题,提出了基于有限元法结合逆向工程技术的焊合面网格重构技术的解决方法,并采用该方法对异形管材分流模挤压的焊合过程进行了模拟分析.研究结果表明:当挤压行程为33.1 mm时完成了焊合,焊合温度范围477~496℃,焊合室内静水压力为169~3 463 MPa,满足焊合要求;分流桥的焊合角部位所受应力最大,约为205 MPa.模具结构设计合理.     

复杂断面空心铝型材分流模挤压焊合过程金属流变行为分析

采用有限元法结合焊合区网格重构技术,揭示了复杂断面空心铝型材焊合时的金属流变行为,优化了分流孔面积、位置、宽展角等结构参数,使得同步焊合面由原来1个增加到5个,消除了型材断面中部流速快、左部慢与底面卷翘等成形缺陷。焊合室内最大静水压力达484MPa,能够满足焊合质量,模芯周围受力分布均匀,有利于减小型材壁厚超差。     

三孔双芯模挤压方管型材的金属流动行为分析

为了分析双芯模挤压铝型材时造成的流动不均匀以及模具结构对该类型材焊合质量的影响,采用DEFORM-3D有限元分析软件,对三孔双芯模挤压6005A铝合金方管型材的金属流动行为进行了分析.模拟结果表明,分流孔面积分布不均易造成方管型材镰刀弯缺陷,当中间分流孔与一侧分流孔的面积比值为0.93～1.03时,型材出口流速均匀、焊缝居中.焊合室高度为13～16mm时焊合良好、成形质量好.挤压力在坯料与焊合室底面碰触后急速上升,在突破模孔时达到最高值.型材出口温度受分流孔面积和焊合室高度影响较小,当坯料温度为480℃时,型材出口温度为546～548℃.在650吨卧式挤压机上进行了挤压实验,实验结果与仿真结果吻合.     

大型复杂薄壁铝合金空心型材挤压成形工艺

目的 解决大型复杂薄壁铝合金空心型材挤压过程中材料流速均匀性控制难,以及模具局部应力集中导致模具寿命低、挤压型材尺寸稳定性差的问题。方法 采用有限元模拟方法对此类典型型材挤压过程进行仿真分析,根据仿真结果中型材出口材料流速分布情况,通过调控不同部位材料流入量及材料流动阻力,并以型材出口流速差和流速均方差（SDV）作为衡量挤压过程中材料流速均匀性的指标,逐步迭代优化模具结构以提高材料流动均匀性;根据仿真结果中挤压模具应力分布情况,以模具最高应力作为衡量模具强度的指标,逐步迭代优化模具结构以减小模具应力。结果 通过迭代仿真依次优化模具工作带长度、分流孔尺寸、阻流块高度等参数,最终型材出口流速差由25.07 mm/s降至2.72 mm/s,流速均方差由9.84 mm/s降至0.72 mm/s;通过迭代仿真优化焊合角度,最终模具最高应力由945 MPa降至863 MPa。采用基于有限元仿真优化结构的挤压模具成功制备了合格的铝合金型材样件,挤压试验结果与数值模拟结果吻合。结论 通过优化模具工作带长度、分流孔尺寸及阻流块高度,调控不同部位材料流入量及材料流动阻力,能够有效解决大型复杂薄壁铝合金空心...     

金属挤压技术的发展现状与趋势

介绍了金属挤压技术的发展概况以及我国近十几年来挤压工业,尤其是重型和超重型挤压设备快速发展的状况。金属流动变形行为、分流模挤压焊合过程与焊合质量、组织性能演化与精确控制等基础理论研究,是正确设计模具,预防缺陷的产生,提高产品质量,提高挤压成材率和生产效率的重要基础,一直受到研究人员的高度重视。模具的数字化设计与数字化制造、高性能难加工材料挤压、等温挤压、挤压成形-弯曲加工一体化、包芯挤压等挤压新技术和新工艺的开发应用,是目前挤压制造技术的研究重点。总体而言,未来挤压技术发展方向主要包括3个方面:一是挤压产品组织性能与形状尺寸的精确控制;二是高性能、难加工材料挤压工艺技术开发;三是挤压生产的高效率化和低成本化。     

分流焊合模成形管材过程的数值模拟研究

采用FEM方法对分流焊合模成形管材的挤压变形过程进行了三维模拟,给出了管材挤压过程中铝合金的应力、应变及流动速度等的分布和变化.     

挤压模具的数字化设计与数字化制造

介绍了基于数字仿真技术的挤压模具数字化设计、结构优化、产品质量预测的实现方法,以及挤压模具数字化制造的加工工艺.挤压模具数字化设计的目的是提供模具的几何、拓扑信息和挤压成形的工艺信息,其核心技术是数字化建模与数字化仿真.数字化仿真技术在挤压过程金属流动行为分析、模具结构优化、型材成形质量预测等方面已取得了良好的应用效果.采用基于仿真技术的虚拟试模方法,是实现挤压模具的“零试模”有效途径,也是形成新设计思路和设计方法的重要技术手段.大量采用CNC加工、热处理和表面处理系统是挤压模具数字化制造的主要特征.实现CAD、CAM和CAE的有效结合,提高复杂多孔空心型材挤压模具的制造技术水平,是我国挤压模具数字化制造的重要发展方向.     

AZ31镁合金管材挤压成型数值模拟与实验研究

运用基于AZ31镁合金本构方程与ALE算法的HyperXtrude软件对典型AZ31薄壁管材的挤压过程进行数值模拟,并通过调整焊合室高度、焊合室大圆角及焊合室坡度3个结构参数,分析不同条件下应力分布与速率分布的变化情况。结果表明:焊合室内近工作带处压力随焊合室高度增加不断减小,分流孔与焊合室压力的最大值与平均值均随焊合室大圆角增大发生降低,分流孔与焊合室压力随焊合室入口坡度增大不断增大,并在焊合室高度为16mm、大圆角为18mm以及入口坡度为15°时金属流速均方差达到最小值。优化模具结构缓解了应力集中与流速不均等问题,在实验生产中得到合格产品,型材组织均匀细化。     

铝合金空心型材挤压焊合问题的研究进展

从挤压焊缝的形成、固态焊合机理、焊合质量与工模具设计的关系、焊合质量判据等方面综述了国内外铝合金空心型材挤压焊合问题的研究现状.     

扁形钛铜复合棒挤压模具设计与应用

对长宽比较大的扁形截面钛铜复合棒的挤压模具进行了设计研究。通过合理选材,并选择使挤压力最小的模具模腔轮廓曲线和半模角,改变模孔工作带的几何形状与尺寸,选择适当的挤压速度等,优化设计制备出扁形钛铜复合棒专用挤压模具。增加工作带长度可以增大摩擦阻力,使向该处流动的供应体的流动静压力增大,迫使金属向阻力小的方向流动,从而使型材整个断面上金属流量更加均匀。挤压实验结果表明,合理的模具设计对挤压材的挤压过程和挤压制品质量有重要影响,锥形模具更适合于扁形钛铜复合棒的挤压。解决了科研生产实际对大的长宽比扁型钛铜复合棒的需求。     

细密沟槽铝合金挤压件模具的改进

对细密沟槽铝合金挤压件的结构进行了分析,研究和探讨了该类冷挤压件的成形过程.通过对挤压过程中金属的流动,以及模具的受力分析和模具结构的改进,解决了该类零件在挤压过程中上模的断齿问题.     

常用空心铝挤压模具设计技术

铝合金挤压模具在型材挤压生产过程中起着重要作用，模具设计的质量对挤压成型过程影响很大。本文以生产过程中广泛使用的平面分流组合模为例，介绍了其结构设计要素及设计过程。     

导流角对挤压变形流动的影响机理分析

针对平模挤压时常因金属流速不均匀而易产生缺陷,本文采用了带导流角结构的芯模进行挤压研究.通过数值模拟和实验,深入分析了挤压过程中金属变形流动行为的机理,结果表明:带导流角芯模挤压时筒底不出现分流的现象,"死区"显著地缩小;处于塑性区内材料的应变类型由三种变为均一的拉伸类,显著地提高了金属变形流动的均匀性,利于金属的挤出成形及制品质量的提高.     

三基发射药单螺杆压伸模具流场仿真及实验验证

为了实现三基发射药生产工艺中的连续化压伸,同时避免模具内部螺旋状流道造成的三基发射药成型的质量和安全问题,应用ANSYS软件模拟了发射药物料在模具内的挤压过程及模针的受力情况。分析了收缩角、出料方向和模具结构对物料在模具中的温度、模具壁面压力、模针表面受力和物料出料速度分布的影响规律,并通过实验进行了验证。结果表明:模具收缩角越大,模具内压力越大,物料温度也越高,且越容易形成热点,同时模针外表面受到的挤压力和摩擦力也越大,模针越容易出现变形和断裂;竖直挤出过程中,模具壁面压力及模针受力均远大于水平挤出中的相应参数,且容易造成挤出后物料的弯曲;增加多孔板有利于物料在挤出模具中的整流和取向,大幅减少物料的径向流动,降低模针在挤出过程中的受力,且成型质量更好。     

基于 Deform-3D 的车用下轴套零件冷挤压模具结构优化设计

目的分析挤压成形中车用下轴套零件成形表面出现的折叠缺陷,优化挤压上凹模的底部出口斜度、下凹模的入口斜度和挤压深度等主要成形工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件,对汽车下轴套零件的冷挤压成形工艺进行了系统的有限元数值模拟试验。结果挤压成形模具结构设计不合理,导致在成形过程中模具分型面处金属出现汇流并形成折叠。结论通过优化挤压模具结构,使金属成形良好,无折叠缺陷出现,最终获得了较为合理的冷挤压模具结构。     

光企9007铝型材挤压模具强度与刚度校核

采用材料力学模型,对自行设计的光企9007铝合金型材挤压模具进行了理论强度与刚度校核。计算结果表明,上模分流桥、下模悬臂等危险部位均满足强度要求,下模悬臂的刚度也同样满足使用要求,证明该模具的设计合理可行。     

基于 DEFORM-3D 的压料油缸闭塞成形工艺可行性研究

目的研究剪板机压料油缸缸体闭塞热精锻成形工艺的可行性。方法制定闭塞热精锻成形工艺,运用DEFORM-3D软件对缸体单元成形过程进行有限元模拟分析,得到了金属流动规律、金属流线、挤压力载荷、合模力载荷随挤压行程变化的结果。结果模拟结果表明,锻件金属流线分布合理,无明显交叉、断裂情况,整个过程中挤压力与合模力载荷也维持在一个较低水平。对合模力大小进行了计算,计算结果与模拟的误差为8.4%,最后结合工艺进行了工业性试制。结论成形后的锻件无飞边,尺寸精度高,力学性能良好,无明显缺陷。     

大间隙抱合螺纹金属挤压成形机调模锁模机构设计

目的广东科达机电股份有限公司与南昌大学共同研制的金属内腔挤压成形机通过前期的装配、空载运行,现已经进入工业热试验阶段,该金属内腔挤压成形机的锁模调模比较困难。方法设计改进了一种二板机的调模锁模装置,通过不断改进调模锁模程式,使该金属内腔挤压成形机成功实现在工作温度下锁模调模,保证了模具从常温到工作温度下的动态平衡过程中,抱合螺母抱合拉杆。结果在整个在工作过程中,调模锁模器、定位器、拉杆、抱合螺母装置之间成功实现自动调模、锁模、启模等动作。结论验证了该金属挤压成形机的可行性,为下一步的自动化生产试验创造了条件。     

实心边框铝型材挤压数值模拟与模具结构优化

目的针对汽车用某实心边框铝型材出口流速不均匀的现象,改进模具的工作带、阻流块和促流角结构。方法运用专业铝型材挤压成形有限元软件系统,对型材的挤压过程进行分析,模拟稳态挤压成形过程,以速度相对差作为衡量速度均匀程度的指标。结果初始模具结构挤出的型材流速不均匀。通过改变工作带长度、增设阻流块以及增加促流角的方法,使得模具出口处的金属流速变得均匀。结论改进后模具所受的压力更小,可以减小模具的磨损,增加模具寿命,模拟结果与实验吻合。     

三通阀体多向模锻工艺研究

针对三通阀体结构特点和性能要求,采用多向模锻近净成形的工艺方法,利用有限元数值模拟方法得到锻件在成形过程中的网格分布、温度场、应力应变场、载荷曲线等,运用分流成形原理提出一种改进方案,有效降低了合模力,为实际生产提供了依据。