铝合金壁板宽展挤压模具优化设计

摘要

铝合金壁板型材由于其腹板较宽，壁厚很薄，宽厚比很大，若用圆挤压筒直接挤压，各处的变形程度相差悬殊，变形难度相当大，生产中常采用扁挤压筒挤压，但扁挤压筒加工难度大、容易开裂、寿命不稳定、成本高，而宽展挤压可以生产宽度大于挤压筒直径的型材，且宽展模加工较容易，模具更换方便，有较高的生产效率和经济性。在进行金属挤压理论的分析中，由于上限法计算的载荷与实测误差在10％～15％，在工程应用的许可范围之内，正符合锻压设备选择与模具设计的安全要求，所以本文在分析宽展挤压变形规律的基础上，应用上限法分别计算出了毛坯由圆到矩形截面以及由矩形到矩形截面挤压成形力，然后得出总的宽展挤压力，以挤压力最小作为目标参数进行宽展模结构的优化。到目前为止，并没有很好的研究出宽展模具设计的一般性原则。借助于计算机可以进行挤压过程的数值模拟，帮助设计虚拟工模具及产品工艺流程，及时发现产品设计中的问题和缺陷。缩短产品开发周期，减少试验成本。且能得到挤压过程中毛坯的应力、应变分布、应力场、应变场。由于DEFORM用在体积成形模拟时，结果比较精确，因而能够对模具结构进行优化设计，获得宽展挤压的最佳宽展模厚度、最佳宽展量等参数，并能够进一步得出凹模在挤压过程中的应力大小及分布规律。在分析凹模受力的基础上，得到凹模在挤压过程中的弹性变形，这对宽展挤压模具的合理设计具有积极的指导意义。 本文通过对宽展挤压模具设计原理的研究，应用VisualBasic作为开发平台，开发了宽展挤压模具的计算机辅助设计程序，使宽展挤压模具设计更加高效、精确，同时该程序可以应用到其他挤压工件的模具设计中。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪 论

1.1铝合金型材挤压技术

1.2挤压特点

1.3挤压技术现状与发展状况

1.4壁板挤压成形工艺与理论研究的发展概况

1.5课题的背景和意义

1.6研究的目标和内容

第二章宽展挤压工艺分析

2.1引言

2.2壁板成型挤压方法

2.3壁板挤压工艺分析

2.3.1挤压筒工作内孔尺寸的确定

2.3.2挤压筒长度Lt的确定

2.3.3挤压毛坯的尺寸确定

2.3.4挤压毛坯材料性能

2.3.5挤压温度、挤压速度和挤压比的确定

2.4宽展模设计

2.5型材模的设计

2.5.1模具材料选择及性能分析

2.5.2型材模孔尺寸设计

2.5.3型材定径带的选择

第三章宽展挤压成型的上限分析

3.1引言

3.2上限法原理

3.3挤压成形上限法应用

3.4宽展挤压上限流动模型的建立

3.4.1宽展挤压分析

3.4.2宽展挤压力

3.4.3圆到矩形的挤压

3.4.4矩形到矩形的挤压

3.4.5宽展模中的挤压分析

3.4.6宽展挤压模的优化设计

第四章宽展挤压模优化设计与辅助计算程序开发

4.1引言

4.2宽展挤压模的最佳设计

4.2.1引言

4.2.2摩擦的影响

4.2.3最佳凹模长度

4.3宽展挤压优化设计程序的开发

4.3.1宽展挤压力的智能计算

4.3.2程序开发过程

第五章铝合金壁板宽展挤压数值模拟与参数优化

5.1引言

5.2金属体积成形有限元数值模拟软件及其发展

5.2.1概述

5.2.2塑性有限元的分类

5.2.3有限元发展历程与趋势

5.3三维建模及STL格式的输出

5.3.1模型参数的确定

5.3.2 STL格式

5.4数值模拟

5.4.1 DEFORM简介

5.4.2宽展挤压过程模拟

5.4.3凹模应力的模拟

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文