空心铝型材蝶形模挤压技术的应用

介绍了一种新型空心铝型材挤压模具即蝶形模的设计技术,蝶形模是将传统分流组合模的矩形分流桥设计成拱形,而且分流桥的中心部位较低,用来减少突破挤压力,改善金属的流动性.系统研究了蝶形模的主要结构及特点.列举了蝶形模在空心铝型材挤压中的一些应用实例,并与传统分流组合模进行了比较研究,通过对比表明:使用蝶形模可以有效降低挤压力...     

空心铝型材蝶形模设计与挤压过程有限元数值模拟研究

针对空心铝型材挤压件,采用传统分流组合模具和蝶形模2种设计方案,分别建立三维设计模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用有限元数值分析软件Hyper Xtrude分别对2副模具的型材挤压过程进行有限元数值仿真模拟,同时运用软件的优化设计功能对2副模具的工作带分别进行优化设计。分析、比较铝合金金属在模具型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形等参数。结果表明:采用蝶形模挤压成形空心型材时,金属的流动及变形较传统模具挤压时更均匀,分流桥上端流动死区减小,挤压压力曲线平稳,模具的等效应力分布更均匀,延长了模具的使用寿命,提高了生产效率和合格率、降低了生产成本,提高了经济效益。     

蝶形模具挤压过程的数值模拟

在Simufact9.0软件平台上,采用基于Euler网格描述的有限体积法,对蝶形模具非稳态挤压过程进行数值模拟,并与传统模具进行对比.数值模拟结果表明:当采用蝶形模具挤压方型管材时,金属的流动及变形较传统模具挤压时的更加均匀,分流桥上端及焊合室的死区减小;挤压力曲线平稳,没有明显的突变,突破分流孔的挤压力较传统模的降低约72.2%,最大挤压力降低约17.3%;模具的等效应力分布更加均匀,最大等效应力降低约11.2%,模具的使用寿命提高,且分流桥的弹性变形减小,模芯的稳定性提高.     

铝合金型材高速挤压的曲面抛物线形分流桥成形机理

针对铝合金型材挤压有效提高挤压速度并降低成形载荷比较困难的问题，提出曲面抛物线形分流桥设计方法并研究了其成形机理。以空心铝合金型材成形过程为研究对象，在挤压速度超过4 mm·s^-1的高速挤压下，利用金属流动平衡原理设计曲面抛物线形分流桥，运用主应力法计算成形载荷。采用数值计算方法对该结构的分流桥进行了应力和应变场模拟分析。进行了挤压成形试验验证挤压速度、挤压力以及节能增效情况，并进行试验结果的综合评判。在计算和模拟中分别与平面直线形分流桥成形方法的成形载荷、分流桥的应力与变形量等指标进行对比。结果表明，曲面抛物线形分流桥模具受到的突破挤压载荷比平面直线形降低约12.3%,受到的稳定挤压载荷降低约8.3%,分流桥受到的应力降低了26.1%,分流桥变形量降低了15.2%,挤压力降低了10%～20%。     

基于HyperXtrude的铝型材挤压模结构优化

利用HyperXtrude软件按照实际生产工艺进行仿真模拟,研究挤压模受力状态,通过球形卸压和拱形沉桥2种结构对方管铝型材挤压模结构进行优化。结果表明:球形卸压结构降低了挤压过程中金属的变形抗力,使金属流动更均匀;而拱形沉桥使模具受力更均匀,使分流桥能承受更大的弯矩,从而改善了模具分流桥危险部分受力情况。模具结构优化后,可提高模具的使用寿命及型材的产量。     

蝶形模具在铝型材挤压模具设计中的应用

结合三套蝶形模具在挤压生产中的使用效果,分析了蝶形模具的结构特点:弓形桥结构,模具入料面中心下沉,桥顶为全圆角设计等。总结蝶形模具在挤压生产中的状态,指出蝶形模具结构在提高挤压速度、降低挤压力、增加模具强度、提高挤压效率等方面的优势。     

椭圆形类铝型材挤压模优化设计

根据生产实际中存在的问题,以调节挤压型材金属流速和流量为目标,应用有限元模拟技术,对椭圆形铝型材挤压模分流桥部位结构进行了优化,在降低挤压力、提高模具强度、平衡金属流速等方面都取得了显著效果,该方法对铝型材挤压模设计具有重要的指导意义。     

方管铝型材自弯曲挤压工艺

提出一种方管自弯曲挤压新工艺,通过设计倾斜分流桥结构,使金属在型腔内产生不均匀流动,从而直接挤出弯曲方管型材。利用外部网格重构方法,实现金属在型腔内分流焊合过程的模拟分析,得到自弯曲挤压过程金属流动规律、等效应力应变场分布;研究分流桥倾斜角和挤压速度对方管型材自弯曲成形性的影响,并通过挤压实验制备出自弯曲方管。结果表明:自弯曲模具结构可挤出形状规则、曲率一致的弯曲方管件,型材应力应变分布均匀,随分流桥倾斜角或挤压速度的增加,型材曲率半径呈非线性递减,挤压后弯曲方管的上表面、侧面和下表面的晶粒均匀且为等轴晶,晶粒尺寸分别为64.3、61.7和58.3μm。     

ALE有限元法在铝型材挤压模具优化设计中的应用

采用了导流板保护结构,短分流桥结构和三级焊合室结构,对一工业用铝合金型材挤压模具进行了设计；运用基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元法的专用模块HyperXtrude,模拟了坯料在模具中的稳态挤压过程,并对成形中型材的挤出速度、模具的形变与应力情况进行了分析,验证了其设计方案的合理性.探讨了模具优化方案.通过调整工作带长度和芯部壁厚,实现了对金属流动的控制,获得了合格的型材产品.     

空心铝型材挤压过程计算机仿真系统

试开发了一套基于计算机辅助设计和数值模拟的空心铝型材挤压过程计算机仿真系统,它涵盖了模具工艺设计的全过程,可以集成原有的和新建立的工艺设计知识。该系统包括空心型材挤压模具及坯料的参数化几何造型模块,并能分析分流桥的截面形状、分流孔的布置、焊合室的高度、工作带长度和阻流或者助流结构对金属流速分布的影响,模具的弹性变形对工作带有效长度和模孔尺寸的影响。