多腔壁板鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬及模具優(yōu)化

以典型的gdx-11車輛底板型材為例進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,在simufact9.0商業(yè)軟件平臺上,采用基于euler網(wǎng)格描述的有限體積法,實現(xiàn)了大斷面復(fù)雜截面鋁型材擠壓過程的數(shù)值模擬,獲得了擠壓過程中金屬的流動變形行為.通過模擬發(fā)現(xiàn):采用原始模具擠壓時,型材出口處的流速極不均勻,斜筋處出料困難,通過對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改及優(yōu)化,在斜筋入口處增加引流槽及適當(dāng)調(diào)整分流孔和工作帶的尺寸,最終模擬擠出合格的型材,型材端面平整,出口處的流速均勻.

應(yīng)用ugnx建立了平面分流組合模的幾何模型,利用有限元軟件deform-3d對擠壓過程進(jìn)行有限元模擬,研究了擠壓鋁合金空心型材時金屬的流動情況。模擬結(jié)果表明,即便是對稱性較好的鋁合金窗用光企型材(有一個對稱軸)模具,按照常規(guī)的設(shè)計方法也很難避免金屬的流速不均問題,影響型材的成型度。對于絕大多數(shù)空心型材來說,其斷面往往都是不對稱的,僅依靠設(shè)計者的經(jīng)驗和判斷設(shè)計模具是很難避免金屬流速不均問題的。而采用有限元模擬的方法,則可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足,并通過修改設(shè)計方案,達(dá)到滿意的效果,為設(shè)計模具提供科學(xué)的依據(jù)。

以金屬流出擠壓模具工作帶的流速均勻性為目標(biāo),以確保高質(zhì)量成形為目的,采用正常擠壓工藝設(shè)置相應(yīng)工藝參數(shù),使用hyperxtrude軟件對擠壓模具工作帶形狀和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提出擠壓工藝與模具相互匹配、具備實際應(yīng)用可行性的數(shù)值化應(yīng)用解決方案,用以指導(dǎo)實際批量化的模具制造和鋁型材擠壓生產(chǎn)。同時,此項計算機(jī)數(shù)值模擬分析研究方法產(chǎn)生的＂虛擬試模＂效果,可以減少鋁型材設(shè)計研發(fā)生產(chǎn)周期、節(jié)省實際生產(chǎn)試模次數(shù)、提高生產(chǎn)效率和成品率、降低型材擠壓生產(chǎn)成本,提高鋁型材生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

以金屬流出擠壓模具工作帶的流速均勻性為目標(biāo),以確保高質(zhì)量成形為目的,采用正常擠壓工藝設(shè)置相應(yīng)工藝參數(shù),使用hyperxtrude軟件對擠壓模具工作帶形狀和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提出擠壓工藝與模具相互匹配、具備實際應(yīng)用可行性的數(shù)值化應(yīng)用解決方案,用以指導(dǎo)實際批量化的模具制造和鋁型材擠壓生產(chǎn)。同時,此項計算機(jī)數(shù)值模擬分析研究方法產(chǎn)生的"虛擬試模"效果,可以減少鋁型材設(shè)計研發(fā)生產(chǎn)周期、節(jié)省實際生產(chǎn)試模次數(shù)、提高生產(chǎn)效率和成品率、降低型材擠壓生產(chǎn)成本,提高鋁型材生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

介紹了鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬的基本理論,包括描述流體運動的方法、材料模型及本構(gòu)關(guān)系、控制微分方程等。分析了有限元法和有限體積法在鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬中的應(yīng)用現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)有限體積法由于采用歐拉描述,能避免網(wǎng)格畸變及重劃而具有技術(shù)優(yōu)勢,并開始受到重視,提出了有限元法及有限體積法在鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬中應(yīng)用的研究重點及發(fā)展趨勢。

**資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.***

鋁型材擠壓模具設(shè)計課件

>試卷 班級：106模具姓名：學(xué)號： 一、填空題（30分） 1.鋁合金擠壓型材按橫截面的形狀和尺寸可分為四組：、、、 。 2.大型基本擠壓工具包括、、、、和 等；模具包括、等直接參與金屬變形且消耗比較大的工具。 3.沿長度方向斷面不變的實心型材擠壓有三種基本方法是：⑴、⑵、⑶ 4.型材主要失效與壞損形式有、、和。 5.型材擠壓模具按?？讐嚎s區(qū)斷面形狀可分為：、、、 和等。 6.修模的基本方法有、、、垳磨與拋光及表面氮化等。 7.鉗工修模主要包括鉗修工作帶，保證尺寸精度和降低表面粗糙度，修平、、 、橋部的刀紋、棱角，去除氧化皮、組裝垳磨模子等 二、判斷題（對的畫√，錯的畫×，10分） 1.電火花成形加工主要加工模子工作帶、墊模和專用環(huán)的模腔通孔以及直徑較小深度較深、內(nèi)表面要求較光滑的通孔和盲 孔。（） 2

鋁型材擠壓模具知識 所謂擠壓，就是對放在容器（擠壓筒）中的錠坯一端 加以壓力，使之通過?？壮尚偷囊环N壓力加工方法。 1.1.1沿型材長度方向斷面不變的實心型材擠壓 按金屬制品相對于擠壓桿運動方向可分為： 1）金屬正向流動的擠壓 2）金屬反向流動的擠壓 通過擠壓筒傳遞壓力 通過坯料傳遞壓力 同上圖，運動構(gòu)件不同 3）正向和反向的聯(lián)合擠壓 擠壓筒、坯料、模具都參與先后運動形成擠壓 1.1.2空心型材擠壓可分為： 1）固定針擠壓 2）隨動針擠壓 無縫管材正向熱擠壓 （a）固定針擠壓；（b）隨動針擠壓 1－擠壓桿；2－擠壓墊；3－擠壓筒；4－擠壓模；5－錠 坯；6－擠壓制品；7－擠壓針 3）焊合擠壓 焊合管材、空心型材正向熱擠壓 1－擠壓桿；2－擠壓墊；3－擠壓筒；4－上模；5－下模； 6－錠坯；7－擠壓制品 1.1.3階段變斷面實心型材的擠壓 用三個可拆卸

鋁型材擠壓模具設(shè)計思考題 1、基本概念 平模、錐模、正錐模、倒錐模、舌比、比周長、寬厚比、阻礙角、促流角、擠 壓比、分流比、寬展量、寬展角、比壓 2.模具工作帶的作用是什么？確定工作帶長度的原則是什么？ 3.擠壓模具設(shè)計時，為什么要設(shè)計入口圓角？ 4.在50mn擠壓機(jī)直徑為360mm的擠壓筒上，擠壓直徑為40mm棒材，合理的擠 壓比范圍為10~15，?？讛?shù)目為多少合適？ 5.不等壁型材模設(shè)計時，如何確定不同壁厚處的?？坠ぷ鲙чL度？ 6.在型材模具設(shè)計時，如何平衡?？撞煌课唤饘俚牧鲃铀俣?？ 7.在槽形型材模具設(shè)計時，為什么型材?？椎慕嵌葢?yīng)增大1°~2°，設(shè)計成 91°~92°，而且型材底部的?？壮叽鐟?yīng)適當(dāng)擴(kuò)大0.1~0.8mm？ 8.分流模主要由那幾部分構(gòu)成，焊合室的主要作用是什么？ 。 9.型材?？自O(shè)計時，?？壮叽缫刃筒牡拿x尺寸大一些，這是為什么？ 10.分流模設(shè)計中，

工業(yè)鋁型材技術(shù)專集·543· 模具制造和模具修正 bstein，bonn 盧莉莉，孫藝文，張玉潔，李越譯，王麗巍校 【東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150060) 1模具制造 1．1對用戶所需型材進(jìn)行檢驗和分類 對所需型材進(jìn)行檢驗和分類是擠壓廠很重要的工作之一。它是模具生產(chǎn)車間進(jìn)行設(shè)計、 計算和模具加工的基礎(chǔ)，也是最后為客戶提供報價的依據(jù)。檢驗和分類工作由技術(shù)人員仔細(xì) 地完成，因為如果檢驗的數(shù)據(jù)不正確，可能會影響訂單的完成。對每臺擠壓機(jī)的現(xiàn)有模支承墊 和每個擠壓筒的直徑應(yīng)進(jìn)行匯編整理，不同的模支承墊的孔徑應(yīng)按照1：1的比例畫在透明的 箔上(圖1)。對所需要的型材借助于圖紙進(jìn)行檢驗分析，比如在圖1中用圖解說明的檢驗單。 再根據(jù)客戶的圖紙(必須對其比例進(jìn)行核對)，對型材進(jìn)行檢驗，應(yīng)考慮到： (1)擠壓后比較明顯的斷面部分； (2)處在輸出輥道上的斷面的定位，

將流體力學(xué)中的有限體積法(fvm)基本理論與剛黏塑性流動理論相結(jié)合,建立了基于非正交結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的鋁型材擠壓過程有限體積法數(shù)值模擬模型。模型采用非正交結(jié)構(gòu)網(wǎng)格擬合復(fù)雜幾何形狀邊界,可實現(xiàn)局部細(xì)化;在非正交網(wǎng)格上直接離散直角坐標(biāo)系下的控制方程,避免了采用適體坐標(biāo)系帶來的復(fù)雜坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題。采用simple算法耦合求解壓力場和速度場,推導(dǎo)了非正交網(wǎng)格上的壓力修正方程。開發(fā)了鋁型材非穩(wěn)態(tài)擠壓有限體積法數(shù)值模擬程序ae-fvm,并對典型薄壁鋁型材擠壓過程進(jìn)行了模擬和模具優(yōu)化,通過將模擬結(jié)果與基于有限體積法的模擬軟件msc/superforge的結(jié)果進(jìn)行比較,驗證了所建立的數(shù)學(xué)模型的正確性。

?????摘要：鋁型材的擠壓缺陷很大一部分都直接或間接的與擠壓模的設(shè)計和結(jié)構(gòu)有關(guān)。 簡要介紹（1）部分大斷面空心型；（2）雙模孔易偏壁空心型材；（3）小開口、懸臂面 積大的平面型材；（4）壁薄而長度比比較大的平面型材等擠壓模的優(yōu)化設(shè)計。 前言：鋁型材生產(chǎn)的質(zhì)量和效率與擠壓模的設(shè)計和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，筆者根據(jù)幾年來 的工作實踐和生產(chǎn)經(jīng)驗，簡要介紹幾種在實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)問題的鋁材擠壓模的優(yōu)化 設(shè)計實踐，與同行們共討論。 部分大斷面空心型材模具的優(yōu)化 斷面空心比較大的空心型材在常規(guī)設(shè)計情況下，常出現(xiàn)大面起波，平面間隙超差， 明顯焊縫等缺陷，出現(xiàn)這些問題，通常是緣于模具設(shè)計結(jié)構(gòu)的不合理性。為此，筆者在 模具設(shè)計上：上模采用偏橋，下模在料倉內(nèi)加凸筋的設(shè)計方案。 由于在生產(chǎn)過程中，型材大面起波、平面間隙超差等缺陷-般是因為大面分流孔接近 中心，金屬流速快而引起的，因此在焊合室中大面?？浊爸靡?/p>

文章利用剛粘塑性有限元軟件deform-3d對分流組合模擠壓小直徑薄壁純鋁圓管過程進(jìn)行了三維有限元模擬,得出了模具焊合室深度以及工作帶長度對擠壓力、應(yīng)力應(yīng)變、模具應(yīng)力等物理場量的影響規(guī)律,從而對模具結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。模擬結(jié)果表明,分流模上模應(yīng)力集中主要分布在分流橋和模芯部位,下模應(yīng)力集中分布在工作帶附近和焊合室圓角過渡區(qū),焊合室深度和工作帶長度對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。通過試驗得知,加大焊合室深度和工作帶長度,可提高產(chǎn)品焊縫強(qiáng)度和表面質(zhì)量。

?1995-2006tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2006tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2006tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2006tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2006tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved.

散熱鋁型材擠壓模具設(shè)計

鋁型材擠壓模具培訓(xùn)資料 一、 模具的作用 模具在擠壓成型過程中起著將圓形的鋁棒變形為各種形狀的鋁材的 作用。 二、 模具的分類 鋁型材可以分為三大類：實心材、空心材、半空心材。 ◆相應(yīng)模具按常規(guī)也分為平模（實心模），分流模（空心模） ◆平模又可分為整體模、導(dǎo)流板+模面（模墊） ◆分流模還包括專為半空心材設(shè)計的假分流模，封閉臺模，還有帶 前置導(dǎo)流板的三合一分流模。還根據(jù)焊合室在上模還是在下模，又可 分為上焊合分流模或下焊合分流模等。 ◆根據(jù)?？讛?shù)目也可以分為單孔模和多孔模。 從圖片上進(jìn)行怎么識別模具類型及其各類型模具的基本結(jié)構(gòu)。 三、 擠壓模具的結(jié)構(gòu)及要點： ◆ 工作帶的高度h定(工作帶的高低點)和直徑d定（也稱為定徑帶,即 型腔尺寸） 工作帶是模子中垂直于模具工作端面并用以保證擠壓制品的形狀、尺 寸和表面質(zhì)量的區(qū)段。（工作帶直徑d定也是模具設(shè)計中的一個重

ω槽道翅片管具有精密的內(nèi)槽道結(jié)構(gòu),尺寸精度要求高,成形難度大。利用有限體積法對ω槽道翅片管的擠壓成形過程進(jìn)行了模擬計算,通過分析對比模擬得到的擠出速度場和料頭形貌,探討了不同的模具結(jié)構(gòu)對金屬流動和管材成形的尺寸精密度的影響。模擬結(jié)果表明,采用非等長工作帶和6.5mm的模芯設(shè)計時,翅片管擠壓出口金屬的流速場最為均勻,尺寸精密度最好。按最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計模具并進(jìn)行擠壓實驗,擠壓實驗和模擬仿真得到的料頭形貌吻合較好,實驗測得的擠壓速度和模擬得到的速度基本相符,誤差在8.75%以內(nèi),表明模型構(gòu)建的較為準(zhǔn)確。

提出了一種鋁型材擠壓模工作帶形狀的數(shù)值設(shè)計方法，該法以三維剛塑性有限元分析為基礎(chǔ)，以獲得均勻流動為目標(biāo)進(jìn)行工作帶形狀的迭代計算。經(jīng)實際算例驗證，方法可行。

鋁型材擠壓模具管理制度 一、申請開模 1、按照客戶或銷售人員提供的的圖紙或樣品由公司委托模具生產(chǎn)廠家制圖，圖紙經(jīng)審核后由 模具管理員或銷售經(jīng)理提出開模申請，再經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后開模。如果屬于用戶提供的圖紙或 樣品，需開模具的圖紙必須經(jīng)過客戶的認(rèn)可并簽字。 2、模具訂購單經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效并傳真至模具生產(chǎn)廠家，五金庫房、模具管理員和銷售 經(jīng)理各執(zhí)一份。 二、模具驗收 1、模具發(fā)到公司后，由五經(jīng)庫房根據(jù)訂購單進(jìn)行數(shù)量驗收，與訂單不相符合或無訂單的模具 不予驗收。 2、經(jīng)五金庫房驗收并辦好入庫手續(xù)后，由模具管理員在五金庫房辦理領(lǐng)用手續(xù)。模具管理員 和修模工共同進(jìn)行檢查驗收，驗收內(nèi)容包括：檢查模具的外形尺寸、斷面是否和圖紙相符以及 模具的硬度等。每付模具建立模具跟蹤隨行卡，并在電腦上建立模具臺帳。 三、試模 1、由模具管理員開《試模通知單》，交予生產(chǎn)排產(chǎn)員，由生產(chǎn)排產(chǎn)員下達(dá)生產(chǎn)指令安排擠壓 車間試

鋁在地殼中的儲量為8%左右,是儲量位于第三的元素,生產(chǎn)鋁的礦產(chǎn)資源豐富,全球儲量還可持續(xù)開采200年。從鋁土礦開采到生產(chǎn)氧化鋁,再到生產(chǎn)原鋁成本巨大。一方面隨著能源成本的增加和全球?qū)︿X需求的持續(xù)增長,鋁價將持續(xù)上漲;另一方面鋁的可回收性很強(qiáng),鋁型材擠壓工業(yè)的廢料可以直接加工成擠壓坯料,加工成本僅為原鋁的10%,能源消耗僅為原鋁的5%。

研究了鋁型材擠壓模具優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),對該系統(tǒng)的實體建模、擠壓力計算、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計等四個主要功能模塊的設(shè)計進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)了鋁型材擠壓模具cad/cae及優(yōu)化設(shè)計的集成,有效地提高了設(shè)計效率和模具的使用壽命。