宽铜带连续挤压轮槽变形区的理论研究

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1、摘要摘要连续挤压技术是70年代发展起来的一种绿色、高效、节能的有色金属塑性加工技术，现已发展成为比较成熟的技术。由于铜及铜合金变形温度高、变形抗力大、高温氧化性强，宽铜带连续挤压技术在塑性变形机理、工艺参数及模具结构等方面存在诸多技术难点，在工模具寿命和主机能量损耗上与国外设计还存在一定的差距。因此，随着连续挤压技术在生产上的广泛应用，对连续挤压技术的理论分析变得尤为重要。为了进一步优化工模具，延长其使用寿命，需要采用先进的理论分析、计算方法来设计合理的工模具。本文基于刚塑性／冈4粘塑性有限元理论采用DEFORM．3D

2、软件对宽铜带的连续挤压技术进行数值模拟分析，对连续挤压的力能参数作分析计算并对压实轮压下力进行实验研究。对宽铜带连续挤压变形的数值模拟分析金属流动表明：摩擦力作为驱动力，变形区内大部分金属处于三向压应力状态，其应力从中心向边部基本上呈减小的趋势，金属在挡料块处达到675℃，在连续挤压稳定后挤压轮的扭矩基本上保持在7．1X10E7N．mIn左右。对不同挤压轮转速的数值模拟研究表明，从金属流动速度、温度、等效应力和挤压轮扭矩分析，挤压轮转速选择6rpm较适于连续挤压。对不同压实轮压下量的数值模拟研究表明，据点的等效应力、等

3、效应变和挤压轮扭矩分析，压实轮压下量为6irffn较适于连续挤压。此外，通过对连续挤压力能参数的分析，建立了宽铜带连续挤压在轧制区的压下力的数学模型，获得该模型计算的压实轮压下力在压下6mm时的结果与数值模拟结果、实验结果基本一致。对压连续挤压坯料的失稳问题，初步建立了简化的连续挤压失稳计算模型。对不同挤压轮轮槽形状的数值模拟研究表明，带凸台的方形轮槽的挤压轮扭矩比较不稳定，对挤压轮的磨损较严重；带凹槽的圆形轮槽对挡料块的冲击力较大，对挡料块的磨损较严重；综合分析带凸台的梯形轮槽和带凸台的圆形轮槽比较适于连续挤压。总之

4、，根据模拟结果分析，可合理选择工艺参数和模具结构尺寸，实现宽铜带连续挤压成形，力求把连续挤压的生产率和能量节省提高到更先进的水平。关键词：宽铜带；连续挤压；有限元模拟；DEFORM大连交通大学-丁学硕士学位论文AbstractContinuousextrusiontechnologyisnonferrousplasticprocesstechnologyofgreen，energy-saving，effective，whichisdevelopedinthe1970s．Nowithasbecomemorematuret

5、echnology．Becausecopperanditsalloyhavehighdistortiontemperature，bigdistortionstrength，easytobeoxygenedwhentemperatureishigher，therearemanytechnicaldifficultiesaboutplasticformingmechanism，technicparameters，dieconstructandSOon．GreatdisparityexistsbetweenOurdesign

6、andforeigncountry’Sinfacilitylifeandenergyneeding．Continuousextrusiontechnologyintheproductionhasawiderangeofapplications，SOthetheoreticalanalysishasbecomeparticularlyimportant．Itisnecessarytoimprovethedesignoftoolanddiebyusingadvancedtheoreticanalysisandcalcula

7、temethod．Inthisdissertation，weuseDEFORM-3Dsoftwareasthetooltosimulateandanalyze，andestablishthefiniteelementanalysismodelofdeformationprocess，whichisbasedonrigidplastic／rigidviscoplasticFEMtheory．Wecalculateandanalysethepowerparameterofcontinuousextrusion，andwed

8、oexperimentalinvestigationtothepressureofcompactionwheel．Accordingtothesimulatinganalysisofwidecopperstripcontinuousextrusion，theresultsshowthatthefrictionisasdriving