工艺参数对长悬臂结构空心截面型材挤压模强度的影响

针对具有长悬臂结构空心截面铝型材的结构特点,使用HyperXtrude13.0软件对其挤压过程进行数值模拟,采用正交试验分析了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径等工艺参数对模具应力和变形的影响规律,找到最优工艺参数组合。将最优工艺参数组合应用于实际挤压生产并获得尺寸合格的型材,验证了最优方案的可靠性和使用HyperXtrude13.0模拟仿真的可行性,该模拟结果可为改善同类空心截面铝型材挤压模零件的强度提供指导。     

难变形金属L截面型材挤压过程有限元模拟

采用数值模拟方法对镍基高温变形合金(GH4169)、不锈钢(AISI316)L形截面的型材挤压过程进行热力耦合分析发现:随着挤压速度增加,挤压速度对挤压力影响越显著;初步得到模具的最佳预热温度。正交实验研究表明:GH4169合金中,挤压工艺参数对坯料温升影响的顺序为,挤压速度最大、坯料温度次之、模具预热温度最小;挤压比对挤压力影响显著。获得GH4169合金L形型材挤压较优工艺方案为:挤压温度1060℃,模具预热温度450℃,挤压速度50mm/s。     

基于HyperXtrude的挤压工艺参数对模具力学行为的影响北大核心CSCD

以7004铝合金空心型材为研究对象,根据初始设计方案利用三维建模软件UG建立分流组合模的几何模型,运用基于ALE算法的HyperXtrude虚拟试模软件对铝型材挤压成形过程进行数值模拟,分析了挤压模具的力学行为,并通过实验验证了仿真结果的准确性。以挤压速度、棒料加热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度为研究对象,探索各挤压工艺参数对模具力学行为的影响,以达到降低模具受力,进而提高模具寿命的目的。结果表明:随着挤压速度的升高、棒料加热温度的降低以及挤压筒预热温度的降低,模具的最大等效应力逐渐升高;模具预热温度对模具的最大等效应力影响较小。最终,在改进后的挤压工艺参数组合下,上模的最大等效应力为998.4 MPa,下模的最大等效应力为582.7 MPa,均低于H13模具钢的屈服强度,通过挤压实验证明了改进后挤压工艺参数的合理性,可为同类型的铝型材挤压成形提供参考。     

伞形筒热挤压工艺及模具设计

利用数值模拟技术对伞形筒挤压工艺参数和挤压模具进行设计。建立有限元模型,采用DEFORM软件对其成形过程进行数值模拟,分析了挤压温度和挤压速度对挤压力的影响,并从模具寿命方面考虑设计了模具预热温度等成形工艺参数。结果表明,采用热挤压模具在300 T液压机上能够生产出合格的伞形筒工件;毛坯加热温度为930±10℃,模具预热温度为250±10℃,挤压速度为30 mm/s,挤压性能较好,挤压件符合设计要求。     

基于试验设计和响应曲面法的大型带筋薄壁铝型材挤压工艺优化北大核心CSCD

以某大型带筋薄壁铝型材为研究对象,基于BBD试验设计、响应曲面法以及有限元模拟仿真,建立了工作带出口处型材截面流速均方差、最大挤压力与设计变量的响应函数关系,开展了穿孔针挤压成形工艺优化。研究结果表明:挤压速度是影响大型带筋薄壁铝型材穿孔针挤压成形材料流速的均匀性和挤压力大小的最显著因素。挤压成形工艺优化后,最优坯料温度为509.2℃、最优模具温度为506.1℃、最优挤压筒温度为518.8℃、最优挤压速度为0.2 mm·s^(-1),所对应的铝型材流速范围为5.393~8.910 mm·s^(-1)、温度范围为509.1~510.3℃、最大挤压力为119.4 MN,获得了理想的材料流速与温度分布均匀性,型材圆筒部分和筋部组织均匀,晶粒大小形貌相近,并显著降低了挤压力,满足了实际生产需求。     

薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟及模具结构改进

以某薄壁空心铝型材为研究对象,基于塑性成型理论设计挤压工艺和模具结构,并建立有限元模型。根据模拟结果,在焊合室中设置阻流块并调整其结构尺寸可以平衡挤出型材的流动速度分布。经过多次改进,型材截面上的速度均方差(SDV)值由12.6 mm/s降低至1.5 mm/s,降低88.1%。数值模拟与试模试验吻合,根据改进方案优化模具结构,缩短模具设计、制造周期,减少试模次数,大幅度降低新产品开发成本。     

新型镁合金汽车后桥半轴挤压工艺的优化

采用不同的模具预热温度、挤压温度和挤压速度对AZ80-0.2%In新型镁合金汽车后桥半轴进行挤压成形,并进行了力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,在试验条件下,随模具预热温度从320℃增大至380℃,挤压温度从300℃增大至400℃或挤压速度为从120 mm/min升高至480 mm/min,半轴的力学性能和磨损性能都先提高后下降。后桥半轴的挤压工艺参数优选为:模具预热温度360℃、挤压温度420℃、挤压速度360 mm/min。     

316不锈钢异形Ⅰ截面型材挤压成形过程有限元模拟

以异形Ⅰ形截面不锈钢型材为研究对象,采用DEFORM-3D有限元软件系统对其热挤压成形过程进行数值模拟分析.研究了挤压稳态成形过程中挤压速度、摩擦系数、坯料预热温度等因素对不锈钢型材挤压过程的影响.计算结果表明,当挤压比为9、挤压速度为200mm/s、摩擦因子为0.3、模具预热温度为450℃、坯料预热温度为1050℃时,金属流动状况良好,材料的应力应交分布均匀,可有效提高模具的寿命,对指导实际生产具有积极的参考价值.     

基于响应面法的幅板冲压成形模具磨损

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数。然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验,对因素和响应量之间的关系进行拟合,得出响应面模型并对模型的准确性进行了验证。得出最优参数组合为:坯料预热温度为800℃、冲压速度为6.1 mm·s~(-1)、模具预热温度为201.5℃、模具硬度为59 HRC。采用最优参数组合进行实际试模,模具的寿命明显提高,验证了模拟响应面模型和模拟结果的准确性,为实际生产中分析模具磨损情况提供了理论依据。     

基于FEM的轿车活塞挤压成形温度场分析

基于DEFROM-3D有限元分析软件研究了热挤压工艺对活塞最高温度的影响.结果表明,随着坯料预热温度的增加,活塞最高温度先减小后增加;随着挤压速度或者模具预热温度或者摩擦系数的增加,活塞最高温度均增加;合理的挤压工艺参数为:坯料预热温度410～445℃,挤压速度1.0～3.5 mm/s,模具预热温度400～ 440℃,摩擦系数＜0.325.     

小规格TiNiNb管材的反向挤压成形工艺参数

针对44 mm×10.5 mm小规格Ti Ni Nb管材反挤压成形试验的工艺参数确定和模具设计问题,采用有限元热力耦合数值模拟和单因素轮换法,分析在满足制件成形质量(挤出温度低于共晶熔点)的前提下,挤压力与凹模模角和定径带长度、凹模和挤压筒温度、毛坯初始温度、挤压速度及摩擦因子等工艺参数和模具结构参数之间的关系,确定影响挤压力的主要工艺参数和模具结构参数分别为凹模模角、初始坯料温度、挤压速度和摩擦因子,并给出上述参数的取值范围。通过基于数值模拟的正交试验方法,得到了主要工艺参数和模具结构参数的最佳组合,即在保证润滑效果的前提下,取凹模模角110°、毛坯初始温度为950℃、挤压速度为50 mm/s。利用铅和45号钢毛坯在6.5 MN多向模锻挤压液压机上进行了验证实验。     

热锻工艺参数对模具磨损影响的有限元分析

针对某差速器盖热锻模,基于修正的Archard磨损模型,应用有限元模拟软件Deform分析了坯料和模具预热温度以及成型速度对终锻模磨损的影响规律。研究结果表明,在试验数据范围内,随着坯料预热温度的升高模具磨损量呈减小趋势,当坯料预热温度超过1230℃时,这种趋势放缓;提高模具预热温度,模具磨损量逐步增大,当预热温度超过200℃时这种趋势更加明显;成型速度小于400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高而减小,当成型速度超过400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高会先增大后减小。     

基于响应面法的机动车尾气后处理系统铝泵体的精锻工艺优化

针对机动车尾气后处理系统铝泵体精锻过程中出现的锻件凸台充填不完整、模具易开裂和飞边废料多等问题,建立了以锻件凸台端面充填率、终锻力比率和材料利用率为优化目标,以模具预热温度、坯料长度、坯料加热温度和飞边桥部高度为设计变量的二次多项式响应面模型。然后结合响应面法与差分进化算法对锻造参数进行优化,得到的最优锻造参数为:模具预热温度为350℃,坯料长度为83. 27 mm,坯料加热温度为490℃和飞边桥部高度为1. 15 mm。最后,采用最优锻造参数进行实际生产,生产出的锻件充填完整,提高了模具寿命和材料利用率。     

基于数值模拟的挤压参数对AZ91镁合金管转角焊合室分流挤压焊合压力的影响规律研究

提出了一种镁合金管材转角焊合室分流挤压新工艺,该工艺可在有效延长焊合室长度和焊合时间前提下保证舌针刚度,从而保证管材尺寸精度,并且可通过转角剪切变形机制增加预焊合金属变形量和动态再结晶程度,从而有利于提高管材性能和焊缝焊合性能。利用有限元法揭示了转角焊合室分流挤压成形过程中金属的流动特征,应变分布特征和焊合室内的静水压力分布特征。结果表明,整个挤压过程无金属折叠,从而保证管材的表面质量;流经转角后预焊合金属变形量明显增加,有利于提高管材质量和焊缝质量。最后,研究揭示了坯料初始温度,挤压速度和模具转角对焊合室内静水压力的影响规律。结果表明,随着挤压速度的增加和模具转角的增大,转角焊合室内静水压力增大;随着坯料预热温度的增加,转角焊合室内静水压力呈先增大后减小的趋势。     

不同参数对铝合金枝杈类构件金属流线的影响及优化

通过有限元模拟软件,分析了不同参数对某铝合金枝杈类构件金属流线的影响,分析了该构件在成形过程中金属流线缺陷形成的原因.通过对坯料的高径比、挤压速度和摩擦因子3个参数进行优化,确定了最佳金属流线分布的成形方案.研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可控制后期径向金属流动量和流动速度,从而有效地避免穿流缺陷的产生;较...     

Isothermal extrusion speed curve design for porthole die of hollow aluminium profile based on PID algorithm and finite element simulations

The isothermal extrusion process of hollow aluminium profile was investigated using incremental proportional–integral–derivative (PID) control algorithm and finite element simulations. The range of extrusion speed was determined by considering the maximum extrusion load and production efficiency. By taking the optimal solution temperature of the secondary phase as the target temperature, the extrusion speed–stroke curve for realizing the isothermal extrusion of the aluminium profile was obtained. Results show that in the traditional constant extrusion speed process, the average temperature of the cross-section of the aluminium profile at the die exit rapidly increases and then slowly rises with the increase in ram displacement. As the extrusion speed increases, the temperature difference at the die exit of the profile along the extrusion direction increases. The exit temperature difference between the front and back ends of the extrudate along the extrusion direction obtained by adopting isothermal extrusion is about 6.9 °C. Furthermore, the heat generated by plastic deformation and friction during extrusion is balanced with the heat transfer from the workpiece to the container, porthole die and external environment.     

UBET analysis of process of extruding aluminum alloy ribbed thin-wall pipes through a porthole die

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｋｉｎｄｏｆｔｈｉｎ ｗａｌｌｐｉｐｅｗｉｔｈｏｎｅｏｒｓｅｖｅｒａｌｒｉｂｓｏｎｔｈｅｏｕｔｅｒｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ ,ｓｏ ｃａｌｌｅｄｒｉｂｂｅｄｔｈｉｎ ｗａｌｌｐｉｐｅ,ｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍ     

宽展挤压模具正交试验研究

宽展模具的结构参数(入口宽度、出口长度、宽展模的高度、工作带的基准长度、模孔的位置)对SDV值(流速均方差值,该值越小,挤压过程越稳定)存在影响,在模具设计中,更重要的是确定这些参数对流速均方差的影响。针对上述问题,本文在数值模拟的基础上,采用正交试验法,对铝型材产品FD-Awdd-7生产中所用的宽展模具进行了研究,在这些模具结构参数中,对挤压流速均方差有显著的影响的参数包括：宽展模的入口长度、模孔位置以及宽展模入口长度与宽展模出口长度的交互作用。     

Optimisation of flow balance and isothermal extrusion of aluminium using finite-element simulations

There is significant demand to reduce variations in the shape and mechanical properties of the aluminium extrusion process to meet tighter tolerance requirements. To reduce variations, the flow and temperature evolution in the container and die must be controlled. To study how the process parameters influence the temperature evolution and the material flow, the effects of ram speed, initial temperature distribution in the billet and container cooling rate have been studied. This work is divided into three parts which examine the different aspects of the extrusion process. (1) To minimize the radial variations of temperature and velocity fields over multiple press cycles. (2) To obtain isothermal extrusion of aluminium. (3) To understand and formulate the effect of an undesired lateral temperature gradient in the billet on the exit velocity of the aluminium sections. In each part, the effect of different process parameters on the flow balance and temperature evolution of the extruded sections is shown and discussed.