杆形件冷挤压模具结构优化设计与分析研究.pdf

杆形件冷挤压模具结构优化设计与分析研究昵迨易姥г菏谟韫ぱ妒垦宦畚‘:机械设计及理论师:郭京波教授迥晔研究生:程嫣密级:公开二
摘要会比较严重,使用~段时间后往往会产生裂纹并不断扩大,最后导致凹模的开裂。因此,为了充分发挥挤压技术的优越性,进行挤压模具结构优化方面的研接下来,分析了空间问题的弹性有限元法。之后利用有限元分析软件杆形件冷挤压凹模进行了数值模拟,并根据求得的应力分布云图,提出改进设计的措施,并使用呕?槎园寄5某叽缃杏呕呕峁蚅公式求得的优化结果相比较,验证了有限元法优化的正确性;根据优化结果,适当调整凹模结构,减少了应力集中现象,降低凹模所受等效应力幅值,延长了模具的使用寿命,为进一步研究杆形件挤压模具体提供了参考。关键词:冷挤压,凹模,有限元法,数值模拟,优化挤压技术作为一种高效率、低消耗的少、无切屑加工工艺,在金属材料的塑性加工中获得了迅速发展。目前,在机械、轻工、民用、宇航、军工、电器等部门中的应用日益广泛,已成为塑性加工技术中不可缺少的重要加工手段之一。但是,挤压模具如果设计得不合理,在凹模内型腔拐角处,应力集中现象究是极其必要的。本文首先讨论了有限元算法的步骤、单元的选取和网格的划分等关键技术。
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签名:监遮导师签名:盘垒塾埃乎￡堡独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导帅指导卜进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除闹刑乇鸺右员曜⒑椭滦坏牡胤外,沦文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同鹤鞯耐径员狙芯克龅娜魏喂毕拙言诼畚闹凶鳎本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定,即:学院有权保留送交论文的复:,允许论文被奁阅和借阅;学校日怨ú悸傥牡娜ú炕虿糠帜谌荩贘圆捎糜坝⑺酢或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑确的说明并表示灰狻
第一章绪论引言挤压是在大截面坯料的后端施加一定的压力,使会属坯料通过一定形状和尺寸的模使其产生塑性变形,以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法】。挤压又分正挤压、反挤压和复合挤压等。一次塑性加工的挤压主要用来生产型材、管材等,其中铝型材的挤压近一、二十年以来得到迅速发展;二次塑性加工的挤压主要用于挤压件的生产。因为挤压是在很强的三向压应力状态下的成形过程,因而允许采用很大的变形量,更适于低塑性材料成挤压成形数值模拟是金属塑性加工领域的前沿课题之一。随着计算机技术的发展,国外已经丌始采用计算机模拟技术来指导模具设计。通过对材料成形过程进行高精度数值计算,可以全面地了解材料在变形过程中的应力、应变分稚,预测成形缺陷的出现,给设计者提供进行工艺分析和模具设计的科学依据从而可以提高模具的设计质量和缩短模具的设计周期。材料成形工艺数值模拟是这样的一个过稃,存这个过程中人们使用专用的计算机软件使计算机对整个成形过程的各种物理量的变化进行数值计算,预测出成形过程中工程师们所关心的各种有用的技术信息,并将最终的计算结果以各种图形或动画的形式直观生动地显示在计算机的屏幕上。人们可以看剑工件的详细变彤过程,以及各种物理量随空间和时问的变化。如果工艺、模具或坯料设计不当,还可以看到由此所产生的各种成形缺陷,如开裂、折叠、过烧与回弹等等。做一次工艺数值模拟,就相当于在计算机隽次虚拟的工艺试验。与实际’阂帐匝橄啾龋挠攀剖浅杀镜汀⒅芷诙蹋玫降募际跣畔⒏多更全、而且全是定量化的数掘。如果发现模拟出的工件具有某些缺陷,可以根据自己的经验找出产:尘缺陷的原因,然后对工艺、模具和坯料进行修改。将修改后的数掘进行第二次工艺模拟,如此反复直到阂粘晒ΑH杖誋金属成形工艺数值模拟技术已绎基本成熟,并在工业中发挥了巨大的作用,给公司带来了丰厚的利润。在世界上很多著名的公司巾,会属成形【.艺数值模拟已经成为生形第章绪沦
模具优化设计的现状与发展动向.>哂呕杓频南肿产中一个不可缺少的工序。模其的设计制作质量和使用寿命是生产过程是否经济可行的关键之一,合理的设计与制造能大大延长模具寿命,对于提高生产效率、降低成本和能耗具有重要意义。目前,我国模具设计基本上还停留在传统的依靠工程类比和设计经验的积累上,所设计制作的模具需经反复试模和调整能保证其成功的投入使用,从而造成企业不时停工待模,影响难常生产:同时也导致挤压产品质量不高,模具使用寿命较短等诸多缺陷。因此,随着铝产品不断向大型化、薄壁化、高精化、复杂化和多用途、多功能、多品种、长寿命方向发展,改进传统的模具设计方法已成为当前工业发展的迫切需求。由于要设计出结构合理且经济实用的模具是一件十分复杂而困难的工作,因此,世界各国的工作者对模具设计理论和