铝合金壁板宽展挤压模具优化设计

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1、摘要铝合金壁板宽展挤压模具优化设计研究生姓名：席俊锋导师姓名：高锦张副教授、贾俐俐教授学校名称：东南大学铝合金壁板型材由于其腹板较宽，壁厚很薄，宽厚比很大，若用圆挤压筒直接挤压，各处的变形程度相差悬殊，变形难度相当大，生产中常采用扁挤压筒挤压，但扁挤压筒加工难度大、容易开裂、寿命不稳定、成本高，而宽展挤压可以生产宽度大于挤压简直径的型材，且宽展模加工较容易，模具更换方便，有较高的生产效率和经济性。在进行金属挤压理论的分析中，由于上限法计算的载荷与实测误差在10％～15％，在T程应用的许可范围之内，止符合锻压设备选择与模具设计的安全要求，所以本文在分析宽展挤压变

2、形规律的基础上，戍用上限法分别计算出了毛坯由圆到矩形截面以及由矩形到矩形截面挤压成形力，然后得出总的宽展挤压力，以挤压力最小作为目标参数进行宽展模结构的优化。到目前为止，并没有很好的研究出宽展模具设计的一般性原则。借助于计算机可以进行挤压过程的数值模拟，帮助设计虚拟工模具及产品工艺流程，及时发现产品设计中的问题和缺陷。缩短产品开发周期，减少试验成本。且能得到挤压过程中毛坯的应力、应变分布、应力场、应变场。由于DEFORM用在体积成形模拟时，结果比较精确，因而能够对模具结构进行优化设计，获得宽展挤压的最佳宽展模厚度、最佳宽展量等参数，并能够进一步得出凹模在挤压过

3、程中的虑力大小及分布规律。在分析凹模受力的基础上，得到凹模在挤压过程中的弹性变形，这对宽展挤压模具的合理殴计具有积极的指导意义。本文通过对宽展挤压模具设计原理的研究．应用VisualBasic作为开发平台，开发了宽展挤压模具的计算机辅助设计程序，使宽展挤压模具设计更加高效、精确，同时该程序可以应用到其他挤压h[件的模具设计中。关键词：壁板；宽展挤压；上限法；DEFORM；有限元AbstractRESEARCHONEXPANDINGEXTRUSIoNoFALUMINUMALLOYPANELANDoPTIMIZINGDESIGNCONCAVEDIEByXlJun-

4、fengSupervisedbyProf．GAOJin-zlmng,JIAli-liSoutheastUniversitySincealuminumalloypanelsectionalbarhavebroadslab，thinplate，hi曲length-widthratio，ifroundextrusionchamberisadopted，therearesomeproblems，suchasoverwhelmingnon-uniformdeform，dimcultdeformintheextrusion．Insteadofroundextrusionc

5、hamber,flatextrusionchamberareintroducedintotheextrusion．While，flatextrusionchamberisveryatifftomachine．Therearealsosomedrawbacks：highpossibilityofcracking，instabilityoflifespan，expensivecost．Howeverexpandingextrusioncanproducetheshapeofaluminumalloy,inaddition，itcanbeeasilytoproces

6、s，convenienttochangeandhighefficientandeconomical．Duringtheextrusionofthemetal，theerrorofthecalculationbytheuppermethodisbetween10percentand15percent，itispermissionintheengineeringandaccordwiththechooseoftheforgedeviceandsafetyofthedesignthemold．Byanalyzingthelawofmetalflowintheexpa

7、ndingextrusion，theextrusionforceisconcludedfromthebilletofroundsectiontotherectanglesectionbytheupperlimitmdhod．t}len．theWholeextrusionforceWasobtained．Thegeneraldesignrulehasn’tbeenobtainedinthedesignofexpandingextrusiondie．Byvirtueofnumericalsimulationutili五ngthesoftwareofFEM,itis

8、contributedtodesign