课程设计 陆文杰

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1、s目录第一章挤压模具尺寸及工艺参数的制定21.1实验任务21.2挤压温度的选取3挤压速度的选取31.4摩擦系数的选取31.5坯料直径的确定41.6坯料长度的确定4第二章工模具尺寸42.1挤压筒尺寸确定4模子尺寸设计5第三章设计方案的制定73.1设计参数的选择73.2制定设计方案7第四章设计过程与步骤制定84.1几何实体的绘制84.2制定DEFORM模拟过程8第五章挤压过程CAE分析105.1锥角对挤压力的影响105.2锥角对等效应力的影响135.3锥角对等效应变的影响155.4锥角对变形过程中温度的影响175.5锥角对破坏系数的影响195.6分析小结21第六章

2、小结22第七章参考文献23ss第一章挤压模具尺寸及工艺参数的制定1.1实验任务已知：坯料Φ140×300mm，材料是黄铜（DIN－CuZn40Pb2）。所要完成的挤压制品为Φ18mm，挤压模工作带长度为40mm，挤压杆速度30mm/s，挤压垫摩擦系数为0.2，挤压筒、挤压模摩擦系数为0.4，挤压温度为590℃，工模具预热温度为300℃。挤压示意图如图1-1挤压模坯料挤压筒挤压垫图1-1挤压示意图ss1.2挤压温度的选取挤压温度对热加工状态的组织、性能的影响极大，挤压温度越高，制品晶粒越粗大，挤制品的抗拉强度、屈服强度和硬度的值下降，延伸率增大。由于黄铜在730

3、℃时塑性最高，而在挤压过程中由于变形、摩擦产热使配料温度升高，若把黄铜预热到730℃，坯料可能超过最佳塑性成型温度。挤压筒、挤压模具也要预热，以防止过大的热传递导致金属温度分布不均，影响制品质量，预热温度与坯料温度不能相差太大。本设计挤压温度为590℃，工模具预热温度为300℃，符合条件。挤压速度的选取挤压速度对制品组织与性能的影响，过改变金属热平衡来实现。挤压速度低，金属热量逸散较多，致使挤压制品尾部出现加工组织；挤压速度高，锭坯与工具内壁接触时间短，能量传递来不及，有可能形成变形区内的绝热挤压过程，使金属的速度越来越高，导致制品表面裂纹。而且在保证产品质量

4、和设备能量允许的前提下尽可能提高挤压速度。由表2-31[2]，查得黄铜的允许挤压速度为25～51mm/s，本设计挤压速度为30mm/s，符合条件。1.4摩擦系数的选取根据设计要求、所选工模具和坯料材料以及挤压温度，设定挤压垫与坯料之间摩擦系数为0.2，挤压筒与坯料之间、挤压模与坯料之间的摩擦系数都为0.41.5坯料直径的确定已知挤压制品为黄铜棒（DIN_CuZn40Pb2）,规格为。由表7-1，查得黄铜的挤压比为，取，则可得；；其中，——挤压筒横断面积；——制品横断面积；——挤压筒内径；——制品直径。为了便于把热态锭坯顺利送入挤压筒，必须使两者的直径差控制在范

5、围。再由表7-12[1],选用卧式挤压机，则取直径差。所以坯料的直径为1.6坯料长度的确定对于重金属棒型材锭坯最大长度[1],则有；取坯料的长度。ss第二章工模具尺寸本章主要对挤压工模具进行设计，其各部分的尺寸如图1-1所示。2.1挤压筒尺寸确定2.1.1挤压筒内径由于挤压坯料外径为140mm，考虑坯料挤压过程中的热膨胀，取间隙值ΔD=5mm[1]，挤压筒内径=D+ΔD=140+5=145mm。2.1.2挤压筒外径挤压筒外径应大致等于其内径的4～5倍，即[1]，则挤压筒外径为580～725mm，取挤压筒外径为600mm。2.1.3挤压垫挤压垫是用来防止高温的锭

6、坯直接与挤压杆接触，消除其端面磨损和变形的工具。挤压时，一般用规格相同的一组挤压垫轮流使用，以防止其过热。挤压垫外径应比挤压筒内径小值。太大，可能形成局部脱皮挤压，从而影响制品质量；但是，值也不能过小，以防与挤压筒摩擦加速其磨损。与挤压筒内径有关，其中卧式挤压机取[1]，本设计取。挤压垫的直径为；挤压垫的厚度可等于其直径的0.2~0.7倍[1]，即为mm；取=50mm。2.1.4挤压筒长度L[1]；式中：—坯料最大长度；—锭坯穿孔时金属增加的长度；—模子进入挤压筒的深度；—挤压垫厚度。取300mm,=0,t=0,s=50mm,所以=350mm。考虑到挤压杆进入

7、挤压筒的距离，本设计取=30mm，挤压筒的实际长度L=+=350+30=380mm。模子尺寸设计2.2.1工作带长度工作带又称为定径带，是用以稳定制品尺寸表面质量的关键部分。倘若定径带长度过短，则模子易磨损，同时会压伤制品表面导致出现压痕和椭圆等缺陷。但是，如果工作带过长，又极易在其上粘结金属，使制品表面上产生划伤、毛刺、麻面等缺陷。本设计中，取工作带长度为=40mm。ss2.2.2工作带直径根据尺寸偏差、冷却收缩量、模孔尺寸的变化确定其数值，工作带直径为[1]；式中：—挤压制品直径；—裕量系数，一般黄铜取0.014～0.016,本设计取0.015。2.2.3

8、出口直径模子的出口直径一般应比工作带直