杯形件温挤成形工艺参数的模拟与试验分析

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1、模具技术2009．No．541文章编号：1001～4934(2009)05—0041—04杯形件温挤成形工艺参数的模拟与试验分析王嘉，吕淑艳(包头职业技术学院材料工程系，内蒙古包头O14O30)摘要：通过模拟软件分析和试验验证，定量地分析了杯形件温挤成形时挤压温度、摩擦条件、坯料形状与尺寸等工艺参数对挤压力、模具寿命以及零件质量等方面的影响，从而为温挤成形工艺参数的合理制定提供了一定的参考依据。关键词：杯形件；温挤成形；工艺参数；挤压力；模具寿命中图分类号：TG376．2文献标识码：AAbstract：Theinf

2、luencesoftechnologicalparametersinwarmextrusionofcup-shapedparts，suchasextrusiontemperature，frictioncondition，billetshapeandsize，ontheextrusionforce，dielifeandproductqualitywereanalyzedquantitativelythroughsimulationanalysisandexperimentalverification．Thestudy

3、resultscouldprovidereferenceforthedetermina．tionofappropriatetechnologicalparameters．Keywords：cup-shapedpart；warmextrusion；technologicalparameter；extrusionforce；die¨fe0引言1模拟条件在冲压生产中，杯形件常采用冷挤压或热本文利用美国MARC公司专门为锻造领挤压的方法成形。近年来，随着温挤技术的不域设计的有限元模拟软件MARC／AutoForge断发展，

4、也越来越多地应用于杯形件的生产。进行了数值模拟与分析，模拟分析的零件如图1温挤成形是集中了冷、热挤压的优点而发展起所示。零件的材料为35CrMnSi，其温成形流变来的新技术，它不仅继承了冷挤压节约原材料、性能已施加于该软件的材料库中，模拟采用热产品精度高等优点，克服了冷成形成形抗力高、偶合弹一塑性模型，凹模预热温度300℃，凸模成形性差的弊端，而且还避免了热挤压能耗大、9．3．19．5易产生加热缺陷、加工余量大、劳动条件差、产，7／，，，，，，，，，，‘_-_一品质量低等缺点[。然而，作为一种新技术，由∞‘。于在应

5、用过程中缺乏实际生产经验的支撑，所卜R3龟々以在制定加工工艺时往往缺少参考依据。本文／￡，，，，，，，，，，，，利用模拟软件，定量地分析了挤压温度、摩擦条l6l件以及坯料形状与尺寸等因素对杯形件温挤成图1杯形件零件图形的具体影响，并进行了相关试验验证。收稿日期：2009—03—12作者简介：王嘉(1973一)，女，硕士研究生，副教授。42DieandMouldTechnologyNo．52009预热温度250℃，环境温度2O℃。●，t'700℃850℃2模拟内容与结果分析Z{^、．●950℃＼／魄1050℃柱’2．

6、1温度对温挤压成形的影响镉J_，矗在温成形工艺中，挤压温度的选择至关重7t要。温度过低，坯料的变形抗力大，模具寿命／低；温度过高，坯料表层氧化加剧，成形后工件0行程／mm90表面质量下降，而且挤压时凸模温升高，还会引图2坯料加热温度对挤压力的影响起凸模寿命的降低，因此，挤压温度的合理制定／，，在生产中具有重要意义。文中选取700℃、l050℃一_—一850℃、950℃、1050℃4种温度进行模拟。图J，，_．，—一2是坯料在不同加热温度下的挤压力一行程曲9j0℃。，一线图，可以看出随着坯料加热温度的升高所需85o℃

7、，。挤压力下降，这是因为温度上升后坯料的变形一700℃抗力下降的结果，因此，从降低挤压力的角度看，高温是有利的。同时，由该图也可以看出：挤压温度由700℃升高到850℃时挤压力的降幅非0时旬，s3(常明显(约降低25)，而由850℃升高到950图3不同温度下的挤压时间一温度曲线℃时挤压力的降幅却只有8左右，继续升高到1050℃时挤压力已基本上没有明显变化。可2．2摩擦对温挤压成形的影响见挤压力的降低与挤压温度的升高并非为线性摩擦因数不仅影响挤压过程中挤压力的大关系，当挤压材料完全奥氏体化以后，温度对挤小和模具的磨损

8、速度，而且还会影响到模具温压力的影响已不十分显著，所以，单纯靠提高坯升的大小，因而该参数对挤压过程有着重要意料加热温度来降低挤压力是不可取的。图3是义。模拟中分别选用了0．1、0．2和0．3三组摩不同温度下凸模外表面角部同一结点的温度一擦因数，图4反映了不同摩擦因数下的挤压载时间曲线，从图中可以看出，当挤压开始后凸模荷一行程曲线。由图4可以看出：摩擦因数越的