工业铝材热挤压成型中摩擦状态的CAE分析.pdf

《工业铝材热挤压成型中摩擦状态的CAE分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年2月机械设计与制造工程Feb．20j5第44卷第2期MachineDesignandManufacturingEnginee~’irigV01．44NO．2DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．02．008工业铝材热挤压成型中摩擦状态的CAE分析鼯(南京交通职业技术学院机电工程学院，江苏南京21l188)摘要：在工业铝材热挤压成型中，摩擦状态直接决定了铝材的产品质量和挤压模具的使用寿命，因此作为衡量摩擦状态的重要参数，摩擦因子是热挤压过程中主要的工艺参数之一。以某工程机械驾驶室窗框铝材为例，通过CAE技术模拟

2、仿真了在热挤压成型过程中不同摩擦因子对挤压材料温度和模具受力的影响。模拟过程中采用Pr0／E软件构建成型挤压模具，并导入模拟分析软件MSCSuperforge仿真成型过程，后处理结果可为工业铝材热挤压模具的设计及企业生产实践提供参考。关键词：工业铝材；摩擦状态；挤压；CAE中图分类号：TG376．2文献标识码：A文章编号：2095—509X(2015)02—003l一04工业铝材热挤压工艺和模具设计是型材质量利用Pro／E软件构建成型挤压模具(如图3所和提高模具寿命的重要保证，而摩擦因子是衡量热示)，成型模具材料选择H13。A16063坯料为挤压过

3、程中摩擦状态的重要工艺参数，对工业铝材击180ram×60mm的吲俸，计算总挤压比A=54。产品质量、挤压模具寿命和企业生产效率都有重要影响。目前，我国的工业铝材加工企业仍大多靠经验设计挤压模具，以致模具生产周期较长、反复试模造成成本太高，且挤压材料产品质量也难以保证。在工业铝材挤压工艺和模具设计中采用CAE技术，可以实时仿真成型过程中挤压材料外形及内部各处应力、应变等力学场量的分布情况，有助于图1A16063窗框铝材实现成型工艺参数和模具设计的及时修改和反馈。本文以某工程机械驾驶窗框铝材为例，窗框材料为A16063，首先利用三维绘图软件Pr0／E

4、构建成型热挤压模具，并导入CAE分析软件MSC—Su—perforge模拟仿真不同摩擦因子下热挤压成型中挤压材料的温度变化和模具受力的分布情况，软件后处理结果可为热挤压工艺及相关模具的优化设计提供理论参考依据¨“。1建立CAE模型图2下模模孔处工作带分布(单位：mll'1)1．1设计挤压模具本文以某工程机械驾驶室窗框(如图1所示)1．2选择摩擦模型为研究对象，对其热挤压成型过程进行CAE分析，金属塑性变形过程中，T件与模具接触的边界计算下模模孔处工作带长度(如图2所示)，同时存在着抑制或促进金属流动的擦力，而其作}牛j机收稿日期：2o14—11—1

5、O基金项目：2014年南京交通职业技术学院青年教师科研基金资助项目(JQI405)作者简介：唐妍(1983一)，女，江苏盐城人，南京交通职业技术学院讲师，硕士，主要从事塑性成形数值模拟研究。·3l·2015年第44卷机械设计与制造工程生的热量可通过模具向外界完全散失；不同摩擦状[2]于沪平，彭颖红，阮雪榆．平面分流焊合模成形过程的数值模拟[J]．锻压技术，1999(5)：9一l1．态下模具受力最大值均出现在挤压材料流出下模[3]刘石柏．工业铝材挤压成型数值模拟与模具结构优化设计研模孑L工作带处，随着摩擦因子的增加，模具受力最究[D]．长沙：湖南工业

6、大学，2012．大值也随之增大，可通过提高挤压模具表面润滑状[4]唐妍．不同挤压速度对铝型材挤压过程的影响[J]．机械设计态来降低模具受力大小，从而达到降低模具开裂几与制造工程，2013，42(9)：58—61．率、提高模具有效使用寿命的目的，降低企业成本。[5]王尧．铝合金型材分流挤压过程的数值模拟研究[D]．广州：华南理工大学，2010．[6]吴向红．工业铝材挤压过程有限体积数值模拟及软件开发技参考文献：术的研究[D]．济南：山东大学模具工程技术研究中心，[1]吴向红，赵国群，孙胜，等．挤压速度和摩擦状态对工业铝材2O06挤压过程的影响[J]．

7、塑性工程学报，2007，14(2)：36—41．TheCAEanalysisoffrictionstateonthehotextrusionmoldingofaluminumTANGYan(NanjingCommunicationInstituteofTechnology，JiangsuNanjing，211188，China)Abstract：Thefrictionstatedeterminesthequalityofthealuminumandtheservicelifeofextrusiondiesinthea—luminumhotextru

8、sionforming．Thefrictionfactorisoneofhotextrusionprocessparame