論文類別：專家論文
作 者：佚名
所在地區(qū)：雙錐薄壁鋁合金件熱擠壓模擬探討
下載次數(shù)：718
摘 要：
1.2模擬條件的設(shè)置
采用等溫?cái)D壓成形，擠壓溫度485℃，壓頭下壓速度5mm/s，摩擦系數(shù)0.2。對坯料進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最小單元尺寸0.6mm，最大尺寸比3，步長為0.2mm。對參數(shù)檢查無誤后，即可運(yùn)行軟件進(jìn)行計(jì)算并得到結(jié)果。
2模擬結(jié)果與分析
2.1擠壓力比較分析
采用Deform-3D軟件可以得到模具在變形工件上所施加的載荷大小[8]。采用不同形狀的坯料進(jìn)行數(shù)值模擬后得到的擠壓載荷隨變形位移的變化曲線如圖3所示。由圖可知，在擠壓初期，三種坯料隨著上模向下運(yùn)動時(shí)，由于擠壓剛開始，還有很多空間可供坯料流動，所以載荷增加的都很緩慢。隨著擠壓過程的進(jìn)行，圓環(huán)狀坯料和管狀坯料的金屬流動方向出現(xiàn)分界線，此時(shí)它們的擠壓載荷隨變形位移的變化曲線出現(xiàn)略微波動，當(dāng)擠壓過程進(jìn)行到上部圓環(huán)被坯料填滿時(shí)，載荷開始快速增大，然后再開始填充下端圓臺，此時(shí)由于圓臺與壁部呈90°臺階過渡，有較大尺寸差異，并且摩擦?xí)顾苄宰冃卫щy，所以載荷不僅快速增大并且伴有較為劇烈的波動。最終，坯料填滿圓臺部位，載荷達(dá)到最大值，擠壓結(jié)束。圓柱狀坯料受到擠壓時(shí)，會先填充下部圓臺，所以在坯料受擠壓開始填充下部圓臺時(shí)，金屬流動方向會發(fā)生改變，坯料金屬由向下流動變?yōu)橄蛏狭鲃�，正擠壓變?yōu)榉磾D壓，載荷也逐漸增大。當(dāng)擠壓過程進(jìn)行到坯料開始填充上部圓環(huán)時(shí)，由于上部圓環(huán)與上錐壁之間有尺寸差異，所以載荷的增加會有一定的波動。最終，坯料填滿圓環(huán)部位，載荷達(dá)到最大值，擠壓結(jié)束。由于反擠壓所需要的載荷大于正擠壓，所以圓柱坯料成形所需要的載荷在理論上大于圓環(huán)坯料和管狀坯料所需要的載荷。由圖可以看出，管狀坯料成形所需的載荷為2019kN，圓環(huán)坯料成形所需的載荷為2058kN，圓柱坯料成形所需的載荷為2205kN。所以，管狀所需載荷最小，分別比圓環(huán)、圓柱坯料小39、86kN，對設(shè)備要求最低。
2.2等效應(yīng)變對比分析
圖4為不同坯料成形的零件等效應(yīng)變分布圖。由圖可知，三種坯料成形后等效應(yīng)變分布的規(guī)律大致相同，上錐壁處等效應(yīng)變較小，下錐壁處等效應(yīng)變較上錐壁略大，而等效應(yīng)變最大的區(qū)域都是底部空心圓臺的臺階處和上端圓環(huán)頂部的內(nèi)邊緣�？傮w來說，圓環(huán)坯料和圓柱坯料的等效應(yīng)變的大小和最大等效應(yīng)變的分布面積均大于管狀坯料，圓柱坯料的最大等效應(yīng)變達(dá)到了15.3，而管狀坯料的最大等效應(yīng)變?yōu)?0.4，最小等效應(yīng)變僅為1.17。所以，采用圓柱坯料成形時(shí)，成形后的零件具有很大的等效應(yīng)變，組織不均勻，在后期的加工中可能會出現(xiàn)裂紋等缺陷，影響零件的性能。而采用管狀坯料成形時(shí)，零件變形均勻，等效應(yīng)變整體低。因此，管狀坯料更好。
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