deform挤压模拟课程设计

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1、课题:材料成型计算机模拟系别:机械工程学院专业班级:11级材控1班指导教师:张金标组别:第五组2014年6月第一章课程设计内容及任务分配-1-1.1概述-1-1.2设计目的-1-1.3设计内容-1-1.4设计要求-1-1.5挤压方案任务分配-2-第二章工艺参数-3-2.1工艺参数的设计-3-2.1.1摩擦系数的确定-3-2.1.2挤压速度的确定-3-2.1.3工模具预热温度的确定-3-第三章模具尺寸的确定-4-3.1挤压工模具示意图-4-3.2模具尺寸的确定-4-3.2.1挤压模结构尺寸的确定-4-3.2.2挤压筒结构尺寸的确定-6-

2、3.2.3挤压垫的结构及尺寸确定-7-第四章实验模拟及数据提取分析-8-4.1挤压工模具及工件的三维造型-8-4.2挤压模拟-8-4.3后处理-9-4.4分析数据-9-4.5坯料温度对挤压力的影响-10-4.6坯料预热温度对破坏系数的影响-11-个人小结-12-参考文献-21-附表《塑性成型计算机模拟》课程设计成绩评定表-21-铜陵学院机械工程学院课程设计第一章课程设计内容及任务分配1.1概述挤压是对放在容器（挤压筒）内的金属坯料施加外力，使之从特定的模孔中流出，获得所需要断面形状和尺寸的一种塑性加工方法，有正挤压、反挤压、组合挤压、

3、连续挤压、静液挤压等多种形式。挤压成形能充分发挥金属塑性，获得大变形量，实现由坯料到成品的一次成型。挤压变形能显著改善金属材料的组织，提高制品的力学性能、尺寸精度和表面质量。因此，挤压是金属材料加工的一种应用广泛的成形方法，适用于薄壁、细长的管、线、型材的生产，特别是断面复杂的异型材的加工生产。但是，挤压变形也存在制品组织与性能不均、工模具磨损快和设备负荷高等缺点。挤压制品的组织性能、表面质量、尺寸及形状精度、工模具损耗以及能量消耗都与坯料、挤压工艺、工模具结构尺寸和形状等因素相关。因此，挤压工艺与工模具的设计合理与否是挤压成形的关键

4、。本设计以f140mm棒材（黄铜DIN_CuZn40Pb2）挤压成形为例，研究挤压变形工艺参数、模具结构形状与尺寸对金属流动、变形力等参数的影响，通过DEFORM软件模拟分析参数的合理性。1.2设计目的掌握挤压变形工具设计方法，巩固挤压变形理论与知识，进一步熟悉数值模拟软件的使用方法，培养CAE在金属塑性成形中的应用技能。设计棒材挤压工艺参数和模具结构参数，运用DEFORM软件模拟分析设计参数的合理性。1.3设计内容（1）运用金属塑性变形理论、金属挤压成形理论与工艺的知识，选择坯料，设计挤压工艺参数。（2）根据挤压变形工具设计理论与方

5、法设计主要工具，包括挤压模、挤压筒和挤压垫。（3）选择设计参数，制定设计方案。（4）制定设计过程与步骤。（5）挤压成形的CAE分析。1.4设计要求（1）以挤压工艺参数如挤压初始温度、挤压速度和摩擦系数等，变形工具结构参数如模具锥角、定径带长度待等为设计参数。（2）本设计分组进行，9-21-铜陵学院机械工程学院课程设计名左右学生为1组，分组方案见表1。每组学生选择1至2个设计参数，共同设计方案，设计方案9个。每名学生独立完成本组内的1个设计方案的设计过程。（3）组内学生共享本组的设计数据，共同讨论、分析设计结果，得出设计结论，共同撰写1

6、份设计报告正文。（4）每位学生独立撰写设计小结，组长着重阐述本组设计工作简况，小组成员着重简述自己工作简况，与报告正文一起装订、提交。1.5挤压方案任务分配我们设计小组的任务是以工模具预热温度为变化量来探究挤压过程中对各个参数的影响，部分实验参数及成员任务分配如表1-1所示。表1-1挤压方案任务分配表实验小组学生学号姓名挤压垫摩擦系数挤压筒挤压模摩擦系数挤压杆速度/挤压模锥角/°挤压温度/ºC定径带长度/mm工模具预热温度/ºC第五组组员0.30.3404540050550组员560组员580组员590组员530组员610组员630组

7、员640组长650-21-铜陵学院机械工程学院课程设计第二章工艺参数2.1工艺参数的设计确定挤压工艺参数时，可以综合考察金属与合金加工时的可挤压性和对制品质量的要求（尺寸与形状的允许偏差，表面质量，组织和性能等），以满足提高成品率与生产率的需要。热挤压过程的基本参数是挤压温度和挤压速度（或金属出口速度），两者构成了对挤压过程控制十分重要的温度-速度条件。在选择挤压工艺参数时，一般是在理论分析的基础上进行各种工艺试验，考察产品质量，并参考实际生产的经验值。2.1.1摩擦系数的确定在横断面上，由于外层金属在挤压筒内受摩擦阻力作用而产生剪变

8、形，使外层金属的晶粒遭到较大破碎，且在挤压制品断面会出现组织的不均匀性。在制品的长度上，也是由于外摩擦的作用，出现组织的不均匀性。因此，设计合理的摩擦系数，对于成功实现挤压模拟十分重要。在满足一定条件下，本设计取挤压垫摩