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1、第16卷第2期塑性工程学报Vol116No122009年4月Apr12009JOURNALOFPLASTICITYENGINEERING分流组合模挤压过程数值模拟及模具优化设计(大连理工大学材料科学与工程学院,大连150001)邸利青(中国科学院金属研究所,沈阳110016)张士宏摘要:文章利用刚粘塑性有限元软件DEFORM23D对分流组合模挤压小直径薄壁纯铝圆管过程进行了三维有限元模拟,得出了模具焊合室深度以及工作带长度对挤压力、应力应变、模具应力等物理场量的影响规律,从而对模具结构参数进行优化。模拟结果表明,分流模上模应力集中主要分布在分流桥和模芯部位,下模应力集中分布在工
2、作带附近和焊合室圆角过渡区,焊合室深度和工作带长度对产品质量有很大影响。通过试验得知,加大焊合室深度和工作带长度,可提高产品焊缝强度和表面质量。关键词:有限元模拟;分流组合模;挤压;优化设计中图分类号:TG375+141文献标识码:A文章编号:100722012(2009)0220123205PortholedieextrusionprocessnumericalsimulationandoptimaldiedesignDILi2qing(SchoolofMaterialsScience&Engineering,DalianUniversityofTechnology,Dali
3、an116024China)ZHANGShi2hong(InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016China)Abstract:Inthepaper,extrusionprocessofsmalldiameterthinwallpurealuminumpipebytheportholediewassimulatedusingDEFORM23D,influencingrulesofweldingchamberheightandbearinglengthtoload,thestress2strai
4、nanddiestresswereob2tained,thusdiestructureparameterswereoptimized.Simulationresultsshowthatstressofupperdiewasconcentratedatport2holebridgeanddiemandrel,andstressofbottomdiewasconcentratedatbearingandfillettransitionregionofweldingchamber.Weldingchamberheightandbearinglengthhaveinfluencegre
5、atlyonproductquality.Experimentalresultsshowthatweldingstrengthandproductqualitywereimprovedafterincreasingweldingchamberheightandbearinglength.Keywords:FEMsimulation;portholedie;extrusion;optimaldesign针法。利用分流组合模生产型材,能保证壁厚均匀引言一致,同时具有生产设备简单、生产周期短、生产成本低的优点,在金属流出模孔时,由于内外壁均铝及铝合金因其具有密度小、可强化、易加工、受
6、摩擦力作用,因此金属流动较均匀,使管材的纵耐腐蚀、无低温脆性、良好的导电、导热性,且外向、横向应力差减小。但是,与穿孔针挤压相比,表美观等特点,被广泛用于航空飞行器、铁道车辆、分流组合模生产的管材有焊缝。分流组合模具的技民用装饰材料及包装材料等各行业中。术参数多,新设计的挤压模具一般需经数次试挤和挤压焊合性能较好的纯铝、锻铝和防锈铝管材修整后方可投入使用,造成型材生产周期延长和成一般均用分流组合模生产,该方法逐渐取代了穿孔本增加。国内外学者通过对分流组合模挤压过程进行数值模拟和实验研究,探索了挤压工艺以及模具结构参数与成形过程中各场量之间的关系,从而为邸利青E2mail:liq
7、ing_di@1261com[126]模具设计提供了理论依据。本文采用刚粘塑性有作者简介:邸利青,女,1982年生,内蒙古人,大连理工大学硕士,从事铝型材挤压方向研究限元软件DEFORM23D对平面分流组合模挤压收稿日期:2008208218;修订日期:2008209216Al1100圆管的过程进行热力耦合数值模拟,把有限124塑性工程学报第16卷元模拟与生产试验结合起来,研究模具设计参数与合和成形3个阶段,如图2所示。在分流阶段,材产品质量的关系,从而为模具设计提供理论依据。料被分成3股进
