124_HyperXtrude优化铝型材挤压工艺_谢达斌

Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 -1- HyperXtrude优化铝型材挤压工艺 谢达斌 (福建省南平铝业有限公司 南平 35300) 摘要：通过计算桥跨度大的强度差挤压模具，优化挤压模具的设计。在满足生产需要的强 度的情况下，通过计算多组挤压工艺参数，找到几组工艺参数中能使挤压效率最高，即能保 证模具本身强度又能保证挤出铝型材产品质量，快速生产出合格产品，提高挤压效率，降低 模具和挤压的生产成本。 关键词：挤压模具 工艺 HyperXtrude 优化 强度 1 概述 作为现代挤压技术水平的衡量标准之一，高速挤压已成为专业化铝挤压加工厂工艺技术 和工艺装备进步的重要目标之一。确定正确的应用工艺参数是挤压厂家提高生产效率、稳定 产品质量的重要环节。 从某种意义上说， 金属在挤压变形时所能达到的最大流变速度， 是 挤压工艺追求的主要目标。 HyperXtrude 作为有限分析求解工具，分为稳态和瞬态 2 种类型，鉴于软件技术发展 与电脑硬件不同步，目前，有限时间内只能做单一的稳态分析，也就是说，在模具加工生产 过程中，只能计算单一一次假定稳态结果。当挤压块进给速度，模具温度，棒温，额定挤压 筒径机台所需挤压推力，模具腔内压力，模具的应变强度，模具的变形情况等，只能是这个 额定条件的数据。当条件变化了，结果就无法预知。 这样，很难确切了解模具在整个生产 使用过程中线性的变化情况。 所以，根本的解决办法是，利用人工有限元接近补偿法，将特定的模型，设定多套参数， 如:同在 480 ℃棒温下，，1.0mm/s的挤压块速度， 2.0mm/s，3.0mm/s， 4.0mm/s，5.0mm/s， 等各设一套挤压工艺；又或者，在 1.0mm/s 的挤压速度时，棒温 460℃， 470℃，480℃， 490℃，500℃，等不同温度，对挤压有何种影响，对模具有何种影响。等等。总之，一套模 型，多个挤压工艺参数，然后，分别计算出各种工艺的结果，通过计算结果的比较研究，找 到最适合该挤压模具生产的最佳工艺，提供挤压效率降低挤压成本。逐步实现快速挤压的工 艺。 2 挤压工艺优化和选定的过程 2.1实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 桥跨度大的双舌芯挤压模具，由于断面本身特点扁长中间开引流孔，模具设计方案如下 （图 1），这类模具由于舌芯有两个，中间部分由开引流槽，桥的跨度比较大，中间和桥的 Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 -2- 强度不是很好。所以迫切需要使用 HyperXtrude 对模具的强度进行校核。用来检测模具设 计方案的可靠性。根据设计方案建立精确的三维模型（图 2）。. 图 1 挤压模具设计方案 (6.5) (5.5)(5.5) (2.5) <> (5.5) (5.5) (6.5) 8 A B B 97 70 +0.25+0.1 30° 30 ° A R10 R7 R2.6B-B R 10 4R3 直线10MM后导30° R63 R6 5 R63 R6 5 26 7 7 3 R8 R20 R80 R80 R7 10.0° 2. 29 10 2 R2 7.35 14 10 30 .0 °30.0° R1 0R10 70 75 XX +0.1 +0.15 152530 R3 R63 R65 R80R20 R65 R63 R8 1. 95 1. 431. 2 1.2 1. 2 1. 13 1. 32 4.55 7.27 1.54 1. 41 1. 51 1.83 1. 55 1. 31 1. 2 1. 14 34 .8 5 69 .6 9 9.8 15.55 9.78 19.6 二次沉2MM,阴影为坡度 图 2 挤压模具三维模型 Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 -3- 把三维模型导入有限元分析软件 HyperXtrude中，进行网格划分，得到如下图的模型（图 4），并加入具体的挤压工艺参数（如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1），提交进行有限元分析计算。可得到如（表 2）所 示的结果。 材料 挤压筒内径 挤压比 铝锭预热温度 挤压筒温度 模具温度 挤压块速度 AA 6063 173mm 53 480℃ 450℃ 480℃ 1mm/s 2mm/s 3mm/s 4mm/s 5mm/s 6mm/s 图 3 有限元分析准备模型 表 1 挤压工艺参数 Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 -4- 挤压速度 模具应力分布图 模具最大压 力值 1mm/s 636.2 Mpa 2mm/s 666 Mpa 3mm/s 699 Mpa 4mm/s 718 Mpa Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 -5- 5mm/s 819 Mpa 2.2 模拟结果分析 根据分析结果可知上模的流速为 1.0 mm/s应力值为 636.2 Mpa，2.0mm/s应力值为 666 Mpa，3.0mm/s应力值为 699 Mpa，4.0mm/s应力值为 718 Mpa， 5.0mm/s应力值为 819 Mpa。 下模应力值在 400 Mpa到 600 Mpa之间比较小不作为衡量模具强度稳定性的参考值。根据 以往的分析结果模具强度的应力值经验优化目标为 800 Mpa，由分析数据可知当挤压速度为 5mm/s时，压力值为 819 Mpa，超过强度优化设定目标，故取最大挤压速度为 4mm/s。这样 既可以保证模具的强度在合理范围内使用，又可以是挤压速度大道最大化。 2.3实际挤压结果跟踪 根据分析结果选定，在 4.0mm/s 的挤压速度时，棒料温度为 480℃， 挤压筒温度为 450℃，模具温度为 480℃。作为该模具的实际挤压工艺进行生产，生产结果制品尺寸合格， 表面光洁， 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 顺利完成。 3、结论 a、试验结果表明，随着挤压速度的增加模具应力值也在增加，当挤压速度到达某个值 时，挤压模具的应力值超过目标设定值。该模具可取合理的最大挤压速度是 4.0mm/s。 b、基于有限元分析软件 HyperXtrude平台，对挤压模具强度进行有限元分析模拟技术， 可以用于优化挤压模具生产工艺。优化设计的过程是可行的，优化结果是有效的。 c、试验结果表明：合理的选择挤压工艺，及可以保证模具强度满足挤压需要，有可以 有效的节约成本，提高挤压效率。 Optimize the Extrusion Process with HyperXtrude Xie Dabin Abstract：Optimize the extrusion die, by simulating a weakness long-span die with HyperXtrude. Obtain a group of optimized process parameter from a set of them, it Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 -6- guarantees not only the strength but also the quality of the products. Key words：Extrusion Die, Process, HyperXtrude，Optimize，Strength