焊合室深度及焊合角对方形管分流模挤压成形质量的影响

基于Deform-3D有限元分析平台,采用所开发的焊合过程网格重构技术,分析方形管分流模双孔挤压时焊合室深度及焊合角对成形质量的影响。结果表明:焊合面平均静水压力、分流桥底部等效应力及模芯最大偏移量随焊合室深度的增加而增加;综合考虑焊合质量、模具应力集中及型材尺寸精度等因素,分流模合适的焊合室深度为10～16mm;随着焊合角的增加,焊合室内死区体积及挤压力均增大,而模芯最大变形偏移量呈减小趋势;综合考虑焊合角对挤压过程死区大小、模芯的稳定性及挤压力大小的影响,分流模合适的焊合角为30?～45?。实验结果和模拟结果在金属流动景象、死区位置、死区形状等方面吻合较好。

分流模挤压非对称断面铝型材有限元数值模拟分析

采用了一种基于Deform-3D结合Pro/Engineer的对分流模挤压过程中焊合面相互穿透网格进行重构的技术,并对空心型材分流模挤压过程中金属的流动行为、温度场及模芯受力情况进行了模拟分析。结果表明,网格重构技术对于空心型材挤压的数值模拟具有可行性,可实现焊合面与对称面不一致(非流动对称面)空心型材的分流、焊合及成形的挤压全过程的仿真,从而为研究挤压全过程(尤其是焊合过程)的金属流动行为、模具结构的合理性、变形体的温度场分布情况、焊合阶段模具的受力等提供了一种新的计算分析方法。

铝合金空心型材分流模挤压成形全过程温度场的数值模拟

采用焊合区网格重构技术，解决包括分流与焊合过程的空心型材分流模挤压成形全过程温度场模拟问题，以一种典型大断面铝合金空心型材分流模挤压成形为实例，分析挤压速度和坯料温度对模孔出口处型材最高温度及型材横断面温度分布的影响，提出合理的坯料温度和挤压速度范围。结果表明：挤压速度对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大，而坯料温度的影响较小：当挤压速度由0．6mm／s增大到3．0mm／s，坯料温度为500℃时，模孔出口处型材横断面上最高与最低温度的差值（最大温差）由28℃增大到60℃；而当挤压速度一定，坯料温度在480～520℃变化时，型材横断面上最大温差的变化不超过3℃。6005A型材的合理挤压条件：坯料温度520℃时，挤压速度范围为0．63～0．93mm／s；坯料温度500℃时，挤压速度范围为0．87～1．14mm／s；坯料温度480℃时，挤压速度范围为1．10～1．34mm／s。

异形管材分流模挤压焊合过程金属流变及模具受力的模拟分析

针对采用有限元模拟时焊合面不能设置为刚性对称面的空心型材,其焊合过程不能模拟计算的问题,提出了基于有限元法结合逆向工程技术的焊合面网格重构技术的解决方法,并采用该方法对异形管材分流模挤压的焊合过程进行了模拟分析.研究结果表明:当挤压行程为33.1 mm时完成了焊合,焊合温度范围477~496℃,焊合室内静水压力为169~3 463 MPa,满足焊合要求;分流桥的焊合角部位所受应力最大,约为205 MPa.模具结构设计合理.

5005铝合金分流模挤压过程有限元模拟

采用DEFORM-3D有限元商业软件,利用焊合面重构技术实现了空心型材分流组合模挤压过程模拟,获取了挤压过程中的材料流动行为与流动速度场的规律,结合型材挤出时模拟的应力场和应变场的分布,研究型材挤压的晶粒分布规律并其成因。结果表明:挤压型材的横截面上的应力应变分布与实际晶粒尺寸分布有对应关系,型材挤压成形过程中应力应变集中分布是造成型材边部晶粒尺寸比中心部细小,拐角区域晶粒比直边区域细小的原因。

方形管分流模双孔挤压过程中金属的流动行为

采用Deform-3D有限元软件,结合基于逆向工程的焊合面网格修复技术,建立方形管分流模双孔挤压时包括焊合过程在内的全过程的三维有限元数值模拟方法,分析分流孔的配置方案对金属流动行为、挤压力、挤压温度及成形质量的影响。结果表明:中间分流孔与位于两侧分流孔的面积比值Q1/Q2是影响金属流动均匀性、焊缝位置和制品平直度的重要因素,比值Q1/Q2为0.93～1.03时,挤出的方管平直度好;分流孔外接圆直径和挤压筒直径的比值对挤压过程中温升的影响较小,而对挤压力有一定的影响,当该比值为0.82时挤压力最小,该比值超过0.82时挤压力明显增加。

网格重构在铝合金空心型材分流模挤压过程数值模拟中的应用

采用作者等人开发的基于Deform-3D与Pro/Engineer的网格行重构技术,对典型大断面空心铝合金工业型材分流模挤压全过程（包括焊合过程）进行了模拟分析。结果表明,采用某企业的现行模具设计方案,挤压初始阶段,型材两侧焊合面率先产生焊合,中间部位焊合面的焊合相对滞后,导致挤出型材断面的中间位置金属流量不足,同时模芯出现弹性偏移,易造成壁厚超差;挤压稳态阶段,模孔附近型材的最高温度为520℃、焊合室内的静水压力约为A6005铝合金屈服强度的5~10倍、模芯弹性偏移量为0.43 mm,基本满足型材挤出温度、焊合质量及壁厚尺寸公差的要求。

断面分流比对双孔分流模挤压方管焊合过程及焊合质量的影响

分流模挤压时各断面间分流比的合理匹配直接关系到挤压力的大小、金属焊合过程的流动均匀性、焊缝位置及焊合质量。采用有限元法计算研究了断面分流比对双孔分流模挤压方管焊合过程和焊合质量的影响。研究结果表明：当断面分流比为0.46-0.52时,金属在焊合室内流动均衡,焊缝保持在模芯中心附近,能够挤出表面平直的方管制品。断面分流比的变化对型材出口温度基本没有影响,其温度始终保持在546-549℃;随着断面分流比的增加,焊合静水压力逐渐减小,并由363 MPa减为314 MPa,使得焊合质量降低,因此,在保证能够挤出表面平直的方管的同时,应尽量减小断面分流比。

基于PID算法和有限元模拟的空心铝型材分流模等温挤压速度曲线设计

利用增量式PID控制算法和有限元模拟相结合的方法,研究复杂空心铝型材的等温挤压过程。以最大挤压力和生产效率确定挤压速度范围。以二次相的较优固溶温度为目标温度,获得实现等温挤压的挤压速度−行程曲线。研究结果表明:在常规等速挤压过程中,随着挤压行程的增加,型材出模口横截面的平均温度先迅速升高后缓慢上升。随着挤压速度的增加,沿挤压方向的型材出模口温差增大。采用变化的挤压速度曲线,沿出模口挤压方向的前后温差约为6.9℃,挤压过程中塑性变形和摩擦所产生的热量与工件向挤压筒、分流模和外部环境传递的热量达到平衡。

空心铝型材分流组合挤压模CAD系统开发

利用面向对象的设计思想,采用对象模型技术(object modeling technology,OMT)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架。用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,开发了空心铝型材分流组合挤压模CAD系统。实例证明,利用该系统可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模。用有限体积法模拟铝型材挤压过程,分析金属流动、应力的变化,为优化挤压模结构提供依据。

基于UG的铝型材分流组合挤压模CAD系统建模与开发

根据铝型材平面分流挤压模的设计原理和结构特点,利用面向对象的设计思想,在系统分析和设计的基础上,采用OMT(Object Modeling Technology,对象模型技术)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架。利用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,建立了铝型材分流组合挤压模CAD系统。实例证明,利用该系统,可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模。

铝型材挤压分流组合模有限元优化设计

模具经常发生桥断、桥裂。用AN SYS进行有限元分析 ,发现该模的模桥应力集中相当严重 ,应力分布极其不均 ,为此 ,利用ANSYS的参数化建模方法 ,通过把模具的尺寸定义为模型参数 ,进行优化设计 ,得到了模具的最优尺寸 ,使该模具的应力集中明显减小 。

铝型材挤压分流模设计中的几个关键问题

本文研究了铝型材挤压分流模的分流孔设计方法、模芯与分流孔衔接部分的模型归纳、工作带设计中存在的缺陷等问题,并分别讲述了它们特点、前人研究的成果以及不足之处。

动态再结晶对Al-Mg-Si铝合金分流模挤出型材焊合区组织和力学性能的影响（英文）

通过实验与数值模拟相结合的方法,研究动态再结晶对6063铝合金多孔分流模挤出型材焊合区显微组织和力学性能的影响,并采用EBSD技术观察晶粒形貌。结果显示,在初始低速挤压时,随着挤压速度的增大,挤出型材温度升高和应变速率增大,挤出型材动态再结晶分数增大;而在高速挤压时,挤出型材温度随挤压速度的增大增幅较小,型材动态再结晶分数因应变速率的增大而减小。焊合区硬度和小角度晶界分数低于基体区的,较小的再结晶分数使得焊合区晶粒尺寸大于基体区的。减小晶粒尺寸和提高挤出温度有利于提高焊合区型材的硬度。

基于有限元模拟的双孔挤压分流模具设计

文章以双模孔挤压模具为分析对象,采用有限元分析的方式,以完全相同的挤压工艺参数对两种不同的模具设计进行分析(上模分别设计为4个分流孔和7个分流孔)。结果显示,7个分流孔的模具设计在挤压过程中会增加挤压力,出现模具断裂及堵模的风险。因此,确定4分流孔为最终模具设计方案,并将最终的设计方法引用到实际生产中。

高速加工及在线测量在挤压分流模精加工中的应用

利用高速加工中心及在线测量的高效、精密制造工艺,使铝型材挤压分流模的加工精度由±0.02mm提高到±0.008mm。

一种遮盖约束式铝型材分流挤压模

对摄像盒盖板铝型材的结构特征进行了分析,介绍了传统模具结构的特点,提出了一种称之为约束式遮盖分流模的新型模具结构。这种新型模具结构的工作原理是通过“遮盖”和“约束”来改善模具的承载状态和承载结构,达到提高模具强度的目的。同时描述了这种结构的设计要点,包括分流孔的布置、约束凸台的设计、应力间隙的选取、下模焊合室与工作带的设计等,并对新旧模具结构的使用结果进行了对比。通过对铝合金监控摄像盒盖板传统挤压结构的改进,得出了准确判定半空心型材的两个条件,包括舌比的计算和强度的校验。实践表明,新型模具结构实用有效,值得复制和推广。

三孔双芯模挤压方管型材的金属流动行为分析

为了分析双芯模挤压铝型材时造成的流动不均匀以及模具结构对该类型材焊合质量的影响,采用DEFORM-3D有限元分析软件,对三孔双芯模挤压6005A铝合金方管型材的金属流动行为进行了分析.模拟结果表明,分流孔面积分布不均易造成方管型材镰刀弯缺陷,当中间分流孔与一侧分流孔的面积比值为0.93～1.03时,型材出口流速均匀、焊缝居中.焊合室高度为13～16mm时焊合良好、成形质量好.挤压力在坯料与焊合室底面碰触后急速上升,在突破模孔时达到最高值.型材出口温度受分流孔面积和焊合室高度影响较小,当坯料温度为480℃时,型材出口温度为546～548℃.在650吨卧式挤压机上进行了挤压实验,实验结果与仿真结果吻合.

两型孔分流模的一种新的结构

本文分析了两型孔分流模的常见设计结构,提出了一种新的结构形式,以解决一般设计存在的型材偏心、成形不良以及挤压阻力大等问题,并为在设计上解决多型孔分流模因上模变形而导致模芯偏心的问题提供了新的思路。这种结构的模在实际使用中收到了良好效果。

AZ31B镁合金挤压管材的内高压成形性能

通过拉伸实验和胀形实验研究了不同温度下AZ31B镁合金挤压管材的成形性能．结果表明,随着温度的升高,管材的轴向拉伸成形性能明显提高,但其胀形性能并没有相应变化．这主要是因为挤压过程导致管材环向变形性能与轴向变形性能存在较大差别,管材具有明显的各向异性特征．此外,采用分流模挤压的管材,沿管材环向还存在若干条焊缝．在热态下胀形时,焊缝成为最薄弱的部位从而提前破裂,降低了管材的整体胀形性能．