多腔壁板铝型材分流组合模具挤压过程模拟

应用Pro／E建立分流组合模的几何模型，利用锻造专用有限元软件对多腔壁板铝型材挤压过程进行数值模拟，获得挤压过程中的挤压力、应力场、速度场及金属填充和流动情况，提供了选择挤压设备的依据，对同类产品工艺开发及模具设计具有一定的指导意义。     

铝合金壁板宽展挤压的数值模拟及参数优化

在铝型材挤压模具的设计中金属流速、挤压载荷、模具应力是需要考虑的重要因素。宽展模具的结构参数（人口宽度、出口长度、宽展模的高度、模孔的尺寸）对以上因素存在显著影响。结合正交试验法,对铝合金壁板的宽展挤压过程进行数值模拟并优化模具的结构参数,为模具的设计提供了参考依据。     

大口径铝管平面分流模挤压过程数值模拟

针对大口径铝管平面分流模挤压过程,分别建立了有限元法和有限体积法数值模拟的数学模型,对大口径铝管的平面分流模挤压过程进行了数值模拟,比较了2种模拟方法在大型铝型材挤压过程数值模拟中的优缺点及适用性,得出了有限体积法更适用于大变形挤压过程的结论,同时给出了挤压过程各个阶段的应力、应变的分布情况以及金属的流动规律,为大型铝型材挤压模结构的设计和工艺参数的优化提供了依据。     

带拐角大尺寸悬臂空心铝型材挤压数值模拟与模具设计

针对带拐角大尺寸悬臂空心铝型材,建立三维挤压模和数值仿真模拟分析模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用Hyper Xtrude有限元数值分析软件对型材挤压过程进行数值仿真模拟,分析铝合金金属在型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形位移等主要物理场量的数值分布情况,依据挤压过程数值仿真模拟结果对模具设计方案进行验证。实践应用效果表明:有限元数值模拟分析方法可以缩短铝型材设计研发生产周期、减少试模次数、提高生产效率和成品率、降低型材挤压生产成本。     

薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟分析与模具结构改进

以某薄壁空心铝型材为研究对象,利用塑性成型理论设计挤压工艺和模具结构,运用数值模拟技术对型材的成型过程以及出口速度、温度分布进行模拟分析;根据数值模拟分析结果对模具结构进行改进,最终数值模拟与试模试验吻合,节省了铝型材材料、缩短了模具的设计研发生产周期,减少了试模次数,提高了生产效率和成品率。     

铝型材挤压分流模工况分析及其受力变形研究现状

通过对铝型材挤压分流模工作状况的分析,说明其在复杂的工况下会发生一定的变形,尤其是模芯部分,这不仅降低了产品的尺寸精度和表面质量,也降低了其寿命.介绍了国内外应用有限元方法对铝型材挤压过程研究的状况,提出了对铝型材挤压过程中分流模的变形进行有限元数值模拟研究的思路,为模具的科学、合理设计提供依据,以达到提高产品尺寸精度,提高模具寿命的目的.     

铝型材宽展挤压数值模拟及模具参数优化

在Deform-3D分析软件平台上,以卷帘门三扇门片为例,采用有限元法对铝型材宽展挤压过程进行了数值模拟,分析了铝型材宽展挤压金属流动过程及变形规律。通过对不同导流孔尺寸宽展挤压模拟结果进行对比分析,得出导流孔中段宽度L取值为19 mm时,金属流出模孔流速均匀,能够实现平稳挤压。根据数值模拟结果设计出的宽展模具能够顺利挤出合格的型材,说明有限元数值模拟能够为宽展模具设计提供有力的技术支持。     

平板铝型材宽展挤压模结构改进

针对某企业生产的平板铝型材氧化后有夹渣、组织条痕等缺陷,采用弹塑性有限元理论,对铝型材宽展挤压过程进行了数值模拟。根据模拟结果分析了造成该缺陷的主要原因,并对生产平板铝型材的宽展挤压模的结构进行改进和优化。通过生产验证,挤压出质量合格的平板铝型材,提出的模具改进方案是行之有效的。     

铝型材挤压模芯早期磨损失效模拟与分析

运用Deform_3D有限元分析软件对框形截面铝型材挤压模芯的磨损失效进行数值模拟分析,结合Archard修正磨损模型,得到了模芯测试点挤压温度与磨损深度曲线、挤压温度与磨损系数曲线以及温度与硬度曲线。模拟分析结果表明,挤压压力越大,挤压温度越高,模芯硬度越低,磨损系数越大,磨损深度越大。可为制定铝型材挤压成型工艺提供参考。     

基于HyperXtrude的轨道交通铝型材挤压模具仿真模拟

以轨道车辆用某一扁宽、薄壁、空心、弧形大型铝合金型材为研究对象,根据该型材特点制定模具设计方案,采用基于ALE算法的Hyper Xtrude挤压模拟分析软件对模具挤压过程进行模拟,将数值模拟结果与实际挤压结果进行对比,发现数值模拟结果与生产试模结果吻合。得出的数值模拟结果可以为大型复杂截面铝型材挤压模具结构设计和优化提供指导。     

塑料异型材挤出模具CAPP系统的开发研究

通过对塑料异型材挤出模具产品的归纳与整理，实现了其结构的标准化，并在此基础上构建了塑料异型材挤出模具CAPP系统框架，实现了挤出模具零件工艺设计的自动化、规范化。     

Mathematical model of determination of die bearing length in design of aluminum profile extrusion die

Based on the finite element simulation of profile extrusion process, the effect of local extrusion ratio, die bearing area and the distance between extrusion cylindrical center and local die orfice center on mental flow velocity was investigated. The laws of deformed metal flow on profile extrusion process were obtained. The smaller the local extrusion ratio, the faster the metal flow velocity； the smaller the area of die bearing, the faster the metal flow velocity； the smaller the distance of position of local die orifice(the closer the distance of position of local die orifice from extrusion cylindrical axis), the faster the metal flow velocity. The effect of main parameters of die structure on metal flow velocity was integrated and the mathematical model of determination of die bearing length in design of aluminum profile extrusion die was proposed. The calculated results with proposed model were well compared withthe experimental results. The proposed model can be applied to determine die bearing length in design of aluminum profile extrusion die.     

G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计

基于修正的Archard磨损模型,对G3镍基合金热挤压成形工艺中挤压模具磨损行为进行了有限元分析。采用BP神经网络建立热挤压模具形状和磨损深度的映射关系。以模具表面磨损深度均匀分布为目标,结合遗传算法(genetic algorithm, GA),提出了一种集三者为一体的G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计方法。计算结果表明,模具型腔经过优化后,最大磨损深度值降低约30%,磨损深度沿锥模表面分布更均匀,表明这种优化设计方法可以提高挤压模具的耐磨性能和使用寿命     

挤压速度对铝型材分流模寿命影响的模拟分析

挤压速度是影响铝型材分流模寿命的主要因素之一。不同挤压速度下,模具所受温度和压力不同,对模具寿命产生直接影响。以矩形管铝型材挤压为例,利用Deform有限元分析软件对挤压过程进行数值模拟,得到不同挤压速度下分流模温度和压力变化情况。结果表明:随挤压速度的增大,分流模各工作部位温度逐渐升高,而所承受压力则先降低后升高。探讨了温度和压力的改变对模具寿命的影响机制,指出挤压速度对模具寿命的影响表现为加速模具各工作部分的塑性变形、磨损和应力集中部位失效,以及加剧挤压模的冷热疲劳现象。     

内燃机用保护螺母温挤压成形模具设计及ANSYS分析

研究了DF7C型内燃机车中的气缸螺栓保护螺母的温挤压成形工艺,确定了其成形毛坯、挤压温度、模具预热温度、模具的冷却与润滑方式等.设计了温挤压成形时阶梯轴型凸模和组合式凹模的模具结构,并利用ANSYS软件对其强度进行了有限元分析.结果表明,所设计的气缸螺栓保护螺母的模具结构是合理的,满足生产要求.经实际生产证明,该零件的下料重量由原来自由锻生产的3.85 kg下降为现在的1.3 kg,材料的利用率由原来的22.7%提高到现在的83.6%,每年可节省钢材4t多.这为生产相似零件提供了有益的依据和成功的经验.     

楔块锁模空心枝形件闭式挤压模具设计

因空心枝形件形状所致,其挤压成形无法采用上模插入下模的闭式锻模结构.本文论述了空心枝形件闭式挤压工艺,给出了空心枝形件闭式挤压新型模具结构和设计要点.该模具采用楔块锁紧上凹模与下凹模对合结构,锻件在两个凹模和两个凸模形成的封闭模腔中挤压成形,生产的锻件无飞边.     

Extrusion of 7075 aluminium alloy through double-pocket dies to manufacture a complex profile

Low-temperature incipient melting and high deformation resistance of aluminium alloy AA7075 place extraordinary demands on extrusion die design and process optimization, especially when the shape of the extrudate is complex. The present case study was aimed at combining the considerations on die design and process optimization for the alloy to manufacture a complex solid profile with large differences in wall thickness, by means of 3D FEM simulation and experimentation instead of the traditional trial and error approach. The effects of die bearing length and extrusion speed on extrudate temperature and extrusion pressure were predicted. The results of the simulations clearly indicate that for AA7075 extrusion speed has a strong effect on extrudate temperature and the latter largely determines the surface quality of the extruded profile. A longer die bearing allows more heat to dissipate from the extrudate to the colder die and leads to a greater extrudate dimensional accuracy. The effects of die bearing length and extrusion speed on extrusion pressure are however insignificant. Thus, the extrusion throughput is mainly limited by the extrudate temperature rather than extrusion pressure. The case study demonstrates that 3D FEM simulation is a viable predictive tool for both die design and process optimization and the approach is applicable to the extrusion of other alloys for any other extrudate shapes.     

三维粘弹性异型材气辅挤出成型过程的数值模拟研究

在挤出成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得生产尺寸精确且形状复杂的聚合物异型材在工程上仍是一项技术挑战。文章提出了一种高效节能,且能消除离模膨胀,实现异型材尺寸精确自动控制的新型聚合物异型材气辅挤出成型工艺,并基于建立的描述其成型过程的三维等温粘弹性理论模型和稳态有限元数值算法,通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。通过与传统异型材挤出成型对比分析,揭示了聚合物异型材气辅口模挤出成型工艺消除离模膨胀和翘曲变形的机理。研究结果表明,异型材气辅挤出成型离模膨胀率,随进口流量的增加而不变,这为实现挤出的高速化生产的实现提供了技术前提条件。此外,随着松弛时间的增大,口模出口附近气辅段的第一法向应力差增加,从而导致离模膨胀和两侧壁向内的翘曲变形均增大。     

Investigation on Effects of Die Orifice Layout on Three-Hole Porthole Extrusion of Aluminum Alloy 6063 Tubes

Currently, with the increasing demand of high production output, much attention is paid to the research and development of multi-hole extrusion die. However, owing to the complexity of multi-hole porthole extrusion technology, it has not been applied widely in practice for the production of aluminum profiles, especially for porthole die with an odd number of die orifices. The purpose of this study is to design a three-hole porthole die for producing an aluminum tube and to optimize the location of die orifices based on computer-aided design and engineering. First, three-hole extrusion dies for different locations of die orifices are designed. Then, extrusion processes with different multi-hole porthole dies are simulated by means of HyperXtrude. Through numerical simulation, metal flow, temperature distribution, welding pressure, extrusion load, and die stress, etc. could be obtained, and the effects of the location of die orifices on extrusion process are investigated. With the increasing distance between die orifice and extrusion center (described as eccentricity ratio), metal flow becomes nonhomogeneous, and twisting or bending deformation of profile occurs, but the welding pressure rises, which improves the welding quality of profiles. However, the required extrusion force, billet and die temperature, die displacement, and stress induce no significant changes. In comparison with the extrusion force during single-hole porthole extrusion, there is 18.5% decrease of extrusion force during three-hole porthole extrusion. Finally, design rules for this kind of multi-hole extrusion dies are summarized.     

铝合金挤压成形模具技术及研究进展

本文论述了模具在铝合金生产中的重要作用与特殊地位,主要介绍了常见的铝合金挤压成形模具技术,包括模具的分类与设计、模具新材料的开发与应用、模具复合加工技术的开发和应用以及计算机模拟在铝合金挤压成形模具中的应用等,并对模具今后的研究和发展方向进行了展望.