冷挤压成形过程的有限元分析

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630t立式冷挤压机有限元分析与改进设计

题目申报表4、为结合学科竞赛；5、模拟仿真；6、其它题目来源－－A.指导教师出题； B.学生自定、自拟任务书任务书开题报告摘要本文主要是通过有限元分析软件ANSYS对630t立式冷挤压机机身进行静态分析，并根据静态分析结果分析应力分布和变形情况，来进行结构优化设计。

在对630t立式冷挤压机机身结构进行受力分析时，将机身底面四个脚采用固定约束方法限制其6个自由度，并在加载区施加均布载荷，然后计算结果，分析机身整体应力云图和垂直Z向整体变形图，找到机身应力集中区和薄弱环节，提出改进方案。

根据计算结果发现，床身整体应力不大，说明强度足够，但是机床垂直方向变形量较大，导致加工精度较差。

所以需要研究如何在降低机床变形量，提高加工精度的条件下，同时减少材料以降低成本。

针对该机身结构存在的问题，本文提出了十种优化方案，并把每个方案分别建模，导入有限元软件ANSYS，分析其强度和刚度，然后分析比较每个方案的计算结果，最终获得最优的改进方案。

该方案不仅可以明显提高机身的刚度，达到了机床加工精度的使用要求，还减轻了床身的质量，降低了生产成本。

关键词 630t冷挤压压力机，有限元，静态分析，改进设计。

AbstractT his article is for 630t Vertical cold extrusion machine body static analysis by finite element analysis software ANSYS and static analysis based on the results of the stress distribution and deformation analysis , to improve , compare and choose the best solution . When cold extrusion machine to 630t Vertical fuselage structure is analyzed, the underside of the fuselage four feet fixed constraint method to limit its six degrees of freedoms, and impose uniform load in the load area, and then calculate the results, analysis Z stress cloud and down to the deformation maps, find body stress concentration zone and weaknesses, to improve the program.According to the results, it was found that the strength parameters is surplus , but the amount of deformation is large, the precision is not enough, so the next step is to ensure the accuracy in the conditions to minimize the material in order to reduce costs. The fuselage structure for the problem, this paper presents an optimization program ten, and the modeling of each program separately, importing finite element software ANSYS, static analysis of its strength and stiffness, and comparative analysis of the results of each program, eventually find the optimal improvement program, not only improves the precision of the body, reaching the machine requirements, but also reduce the mass and reduce the cost.Key words closed press, finite element method, static analysis, improvement designs目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 本课题研究概况 (1)1.2 研究背景和来源 (1)1.3 冷挤压压力机研究现状 (2)1.4 研究目的及意义 (2)1.5 主要研究内容 (4)第二章机身结构的静态分析 (5)2.1 ANSYS软件简介 (5)2.1.1 ANSYS介绍 (5)2.1.2 ANSYS的主要技术特点 (6)2.1.3 ANSYS 有限元求解的基本步骤 (7)2.2 机身简介 (7)2.2.1建立有限元模型 (9)2.2.2单元类型的选择 (9)2.2.3 网格划分 (10)2.2.4 边界条件 (11)2.2.5 材料特性 (12)2.3 计算结果分析 (12)2.3.1 机身的应力应变要求 (12)2.3.2 原始模型整体应力图 (13)2.3.3 原始模型整体变形图..................... 错误！未定义书签。

基于弹塑性有限元法的冷挤压模具应变法疲劳寿命分析

ｔｕｉ．ｉｅｌｅｇｆ

ＫｅｗｏｄＣｏｄＥｘｒｓｏｙｒｓ：ｌｔｕｉｎ；Ｍｏｌｕｄ；Ｅｌｓｉ－ｐａｔａｔｃｌｓｉｃ；Ｓｒｉｌｆｅｈｄ；Ｆａｉｕｉｅｔａｎ－ｉｅＭｔｏｔｇｅＬｆ
ｉｈｅｌｃｎｉｉｎＴｅｒｓｌｓｏｈｓｍｅｈｄｈｓａｇｏｒｃｓｏ．Ｔｉｔｏｅｌｚｓｔｅｉｔ— ｎｔｅｒａｏｄｔ．ｈｅｕｔｈｗｓｔｉｔｏａｏｄｐｅｉｉｎｏｈｓｍｅｈｄｒａｉｅｈｎｅ
ｇａｅａｉｕｉｅｐｅｉｔｎ，ａｄｐｏｉｅｏｅｐａｏｈｕｄｓｒｃｕｅｄｅｉｎｂｓｄｏｈａｒｔｄｆｔｇｅｌｆｒｄｃｉｏｎｒｖｄｓａｗｈｌｌｎｆｒｔｅｍｏｌｔｕｔｒｓｇａｅｎｔｅｆ—
基于弹塑性有限元法的冷挤压模具应变法疲劳寿命分析
魏志刚① 汤文成②
（安徽工业大学机械学院， ① 安徽马鞍山２３０；４０２ ② 东南大学机械工程学院，苏南京２１８江１１９）
摘要：对冷挤压模具的低周疲劳破坏进行了寿命分析。首先对模具采用弹塑性热力耦合模型进行了成型
ｔｅｍａ — ｃａｉａｄ１ｈｒｌｍｅｈｎｃｌｍｏｅ．ＴｈｅＭＳＣ．ｒｏｔｐｒｃｓｉｇｆｌｓｍｏｉｅｏｆｌａｅｔｅｕｅｅｓｍｏ — Ｍａｃｐｓ— ｏｅｓｎｅｗａｄｆｄｔｔｔｈｓｌｓｄｉｉｉｒｅｅｕｔｄｔｈｅｈｅｆｌｓｒ —ｅｖｌｐｄ．Ｔｈｓｔｅｕｅｕｌｒｓｌｆｌｓｉｔｏｕｅｏｔｒｆｓｌｒｓｌａａ，ｔｎｔｅｗａｅｎｅｏｅｉｕｈｓｆｅｕｔｉｅｗａｎｒｄｃｄｔｈｅｐｏｅ —

冷挤压模调试过程中常见缺陷、产生原因及解决方法

冷挤压模调试过程中常见缺陷、产生原因及解决方法常见缺陷图示产生原因解决方法正挤压件外表产生环形裂纹及鱼鳞状裂纹内孔产生裂纹1.凹模锥度偏大2.凹模结构不合理3.润滑不好4.材料塑性不好1. 调整凹模偏角2. 采用两层工作带的正挤压凹模3. 更换润滑剂4. 改用塑性好的材料或采用中间退火工艺正挤压件端部产生缩孔1. 凹模工件带尺寸太大2. 凹模锥角偏大3. 凹模入口外圆角太小4. 凹模表面不光洁5. 凹模端面不光亮6. 毛坯润滑不良1. 调整凹模工作尺寸2. 修正凹模使锥角变小3. 加大凹模入口外圆角4 抛光凹模表面5.降低凸模表面粗糙度等级6.采用良好的表面处理及润滑方法反挤压表面产生环形裂纹1.毛坯直径太小2.凹模型腔不光洁3.毛坯表面出啦及润滑不良4.毛坯塑性太差1.增加毛坯直径，使毛坯与凹模内孔配合紧一些。

最好使毛坯直径大于型腔直径0.01~0.02mm2抛光凹模3.做好表面处理和润滑4.采用最好的软化处理规范，提高毛坯的塑性。

挤压后矩形工件开裂 1.间隙不合理2.凸模工作圆角半径不合理3.凸模结构不合理4.凸模工作端面锥角不合理1.矩形长边间隙应小于短边间隙2.矩形长边圆角半径应小于短边圆角半径3.矩形长边工作带应大于短边工作带4.取长边锥角大于短边锥角反挤压薄壁零件挤压后壁部缺少金属1.凸、凹间隙不均匀2.上、下模垂直及平行度不好3.润滑剂太多4.凸模细长，稳定性差1.重新调整间隙使之均匀2.重新装配，调整垂直度及平行度3.少涂润滑剂4.在凸模工作面加开工艺槽反挤压件单面起皱 1.间隙不均匀2.润滑不好，不均匀1.调整凸、凹模，使间隙均匀2.保证良好、均匀的润滑反挤压件内孔产生环状裂纹1.毛坯表面处理及润滑不好2.凸模表面不光洁3.毛坯塑性不好1.采用良好的毛坯表面处理及润滑方法，如对2A11、2A12冷挤压最好表面鳞化后，用工业菜子油润滑2.抛光凸模3.采用最好的软化热处理规范，提高毛坯的塑性挤压表面被刮伤 1.模具硬度不够2.毛坯表面处理及润滑不好1.重新淬火，提高硬度，模具工作部分镀硬或软氮化、渗硼等2.采用良好的表面处理及润滑工艺反挤压件外表产生环状波纹润滑不良改用皂液润滑方法反挤压件上端壁厚大于下端壁厚凹模型腔退模锥度太大减少或不采用退模锥度反挤压件伤端口部不直1.凹模型腔深度不够2.卸件板安装高度低1.增加凹模型腔深度2.提高卸件板安装高度，避免工作件上端与卸件板相碰反挤压件侧壁底部变薄及与高度不稳定1.底部厚度不够2.毛坯退火硬度不均匀3.润滑不均匀4.毛坯尺寸超差1.增加底部厚度2.提高热处理质量3.提高润滑质量4.控制毛坯尺寸正挤压件端部产生毛刺1.间隙太大2.毛坯硬度太高1.减小凸、凹模间隙值2.提高毛坯退火质量正挤压件发生弯曲 1.模具工作部分形状不对称2.润滑不均匀1.修改模具工作部分尺寸2.提高润滑质量加压件壁厚相差太大 1.毛坯退火硬度不均匀2.凸、凹模装配后不再同一轴心上3.模具没有准确向导4.反挤压凹模顶角太小，也引起挤压件偏心5.反挤压件毛坯直径太小，放在凹模内太松引起坯件偏斜1.修改退火工艺2.重新装配3.调整模具导向精度4.加大顶角5.加大毛坯直径，与凹模配合严密正挤压空心件侧壁断裂凸模心轴露出长度太长减小心轴长度。

基于有限元的模拟挤压铸造凝固过程数学模型分析

基于有限元的模拟挤压铸造凝固过程数学模型分析挤压铸造是一种重要的金属加工方法，它可以制造出高质量、高性能的金属制品。

在挤压铸造过程中，金属经过加热、挤压、冷却和凝固等多个阶段，其中凝固过程对于制品的性能和质量起着重要作用。

因此，研究挤压铸造凝固过程的数学模型，对于提高制品的性能和质量具有重要的意义。

本文基于有限元方法，对挤压铸造凝固过程进行数学模拟和分析。

具体地，我们考虑了典型的挤压铸造凝固过程，在模型中考虑了金属液体的流动、传热和凝固等物理现象。

通过对模型进行数值求解，我们得到了金属的温度和凝固过程的演化规律，进而分析了挤压铸造制品的性能和质量。

首先，我们考虑了金属流动和传热的数学模型。

我们假设金属液体是一种不可压缩流体，满足机械平衡和质量守恒的连续性方程式。

同时考虑了金属液体在挤压模具中受到约束后，其流动与形变之间的耦合关系。

根据传热学理论，我们将金属液体和模具的传热过程建模为一个二维的热传导问题，其中考虑了辐射传热的影响。

通过建模和求解，我们得到了金属液体在挤压模具中的流动和温度场分布。

接着，我们考虑了金属凝固过程的数学模型。

我们假设金属的凝固是一个自由界面问题，其中金属液体和固体的转化由一个相变温度和一个相变潜热描述。

根据热传导方程和Stefan条件，我们建立了金属凝固过程的数学模型，并采用了两种不同的数值方法对其进行求解。

一种方法是显式时间步进法，该方法适用于较简单的凝固过程；另一种方法是Crank-Nicolson方法，该方法对凝固过程的细节和物理机制进行了更加精确的建模和求解。

通过对凝固过程的模拟和分析，我们得到了凝固界面的演化规律和凝固效率的计算结果。

冷挤压成型的原理

冷挤压成型的原理冷挤压成型是一种常见的金属成形加工方法，通过在常温下将金属材料加压塑性变形，使其通过预设的模具形成所需形状。

冷挤压成型通常用于生产高精度、复杂形状的零件和轴类零件。

下面将详细介绍冷挤压成型的原理及其过程。

冷挤压成型的原理基于金属在常温下的塑性变形性质。

金属材料在受到应力的作用下，会发生塑性变形，通过逐渐增加外力，金属材料内部的晶粒发生位移和滑动，最终达到塑性变形。

冷挤压成型利用了金属材料塑性变形的特性，通过外力的施加，将金属材料挤压至模具的形状中，从而得到所需的零件形状。

冷挤压成型的过程一般包括以下几个主要步骤：1. 材料准备：选取适合的金属材料进行冷挤压成型，通常选择具有良好塑性的材料，如铝合金、铜合金等。

2. 模具设计与制造：根据零件的形状和尺寸，设计和制造适用的模具。

模具的形状决定了最终零件的形状，模具的材质一般选用高硬度和耐磨损的工具钢。

3. 加压与挤压：将预热的金属材料放入冷挤压机中，通过液压装置施加高压力力，将金属材料挤压至模具的形状中。

挤压的过程中，金属材料会发生塑性变形，逐渐填满模具的空腔。

4. 精加工与处理：冷挤压成型得到的零件通常需要进行后续的精加工和热处理。

精加工可以包括切割、修整、表面处理等，以得到最终所需的精度和质量。

热处理可以改变零件的组织结构和性能，提高其强度和耐磨性等特性。

冷挤压成型的优点主要有以下几点：1. 高精度：冷挤压成型可以生产高精度的零件，在成形过程中几乎不会产生撕裂、裂纹和疲劳等问题，确保零件的尺寸和形状精度。

2. 高效率：冷挤压成型可以快速达到所需形状，减少了后续热处理的时间和工序。

3. 节约材料：冷挤压成型可以最大限度地利用原材料，减少废料产生，提高材料的使用效率。

4. 节约能源：冷挤压成型是在常温下进行的，相比热挤压成型，不需要加热材料，节约了能源消耗。

5. 增加材料强度：通过冷挤压成型，可以使金属材料的晶粒发生位移和滑动，进而改变其晶界结构，提高材料的强度和硬度。

630t立式冷挤压机有限元分析与改进设计

摘要本文主要是通过有限元分析软件ANSYS对630t立式冷挤压机机身进行静态分析，并根据静态分析结果分析应力分布和变形情况，来进行结构优化设计。

根据计算结果发现，床身整体应力不大，说明强度足够，但是机床垂直方向变形量较大，导致加工精度较差。

所以需要研究如何在降低机床变形量，提高加工精度的条件下，同时减少材料以降低成本。

该方案不仅可以明显提高机身的刚度，达到了机床加工精度的使用要求，还减轻了床身的质量，降低了生产成本。

关键词 630t冷挤压压力机，有限元，静态分析，改进设计。

DEFORM_3D有限元软件在冷挤压工艺模拟中的应用_王斌

DEFORM -3D 有限元软件在冷挤压工艺模拟中的应用王斌1,2，何柏林1，江民华1，宋燕1(1.华东交通大学机电工程学院，江西南昌330013；2.华东交通大学理工学院，江西南昌330100)摘要：要提高冷挤压产品的质量、提高材料利用率、提高模具寿命、减少锤击次数、节约能源、缩短产品开发周期，必须提高冷挤压模具设计的科学性。

模拟技术可以用来优化设计方案，降低生产成本，保证设计的合理性。

通过实例分析介绍了DEFORM-3D 软件在载荷计算、应力应变分布、缺陷分析和预防、流线查看等方面的应用。

关键词：DEFORM-3D ；应力分布；优化设计；流线查看；冷挤压中图分类号：TG376文献标识码：A文章编号：1000-8365(2013)04-0474-03Application of DEFORM -3D Software in Simulation of Cold Extrusion ProcessWANG Bin 1,2,HE Bolin 1,JIANG Minhua 1,SONG Yan 1(1.School of Mechanical &Electrical Engineering,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China;2.Institute of Technology,East China Jiaotong University,Nanchang 330100,China)Abstract ：To improve the quality of cold extrusion products,increase material utilization,improve die life,reduce hammering times and energy conservation,shorten the development cycle of product,the scientific of cold extrusion dies in design must be improved.Simulation technology can be used to optimize the design program of dies,reduce production costs,and ensure the rationality of the die design.The applications of DEFORM-3D software were introduced by examples in load calculation,stress and strain distribution,defect analysis and prevention,stream line view,etc.Key words ：DEFORM-3D;stress distribution;optimal design;streamline view;cold extrusion在我国，高等院校在锻造成形的数值模拟与物理模拟应用较好，并通过产学研结合方式，应用并解决了大量工程实际问题。

基于ABAQUS软件环件冷轧三维有限元仿真建模分析

基于ABAQUS软件环件冷轧三维有限元仿真建模分析引言：冷轧是金属制造过程中的重要工艺环节之一，通过冷轧可以改变金属材料的形状和性能，提高产品的质量和性能。

在冷轧工艺中，有限元仿真分析是一种常用的研究方法。

本文将基于ABAQUS软件环境，对冷轧过程进行三维有限元仿真建模分析。

首先介绍冷轧过程的基本原理，然后介绍ABAQUS软件环境及其在冷轧仿真中的应用，最后通过一个实例进行具体的仿真建模分析。

一、冷轧过程的基本原理冷轧是将热轧产生的热轧卷板进行再加工，使其通过冷变形和退火等工艺，获得更好的表面质量和机械性能。

冷轧过程通常包括以下几个步骤：1.卷取：将热轧卷板经辊道系统传送至轧机，进行裁剪和焊接，形成卷取材料。

2.进料：将卷取材料通过入口辊道装置，引入冷轧机。

3.冷轧：在冷轧机辊道系统中，通过辊轧将卷取材料冷变形。

4.处理：经过冷轧后，需要对材料进行切割、切边、去尾等处理。

5.包装：对处理后的材料进行包装，出厂运输。

冷轧过程的成功与否，关键取决于轧机辊道系统的设计和操作参数的选择。

有限元仿真分析可以为冷轧过程的优化设计和参数选择提供有效的支持。

二、ABAQUS软件环境及其在冷轧仿真中的应用ABAQUS是一种常用的商业有限元分析软件，它提供了强大的建模和分析功能，能够模拟各种工程问题。

在冷轧仿真中，ABAQUS可以用来建立三维有限元模型，通过数值计算得到轧机辊道系统的应力分布、变形量等重要参数。

ABAQUS在冷轧仿真中的应用主要包括以下几个方面：1.材料建模：ABAQUS提供了多种材料模型，可以根据所使用的金属材料性质进行选取。

通过材料模型的选取，可以对冷轧过程中的材料行为进行准确的描述。

2.辊道系统建模：轧机辊道系统是冷轧过程中的核心装置，其形状和参数会直接影响到冷轧效果。

在ABAQUS中，可以通过建立几何模型和定义辊道系统的运动参数来进行仿真分析。

3.边界条件设置：冷轧过程中，边界条件的设置对模拟结果的准确性和可靠性有重要影响。

内花键冷挤压成型工艺浅论

内花键冷挤压成形工艺应用----- 浅析浙江XX机电有限公司技术部二0一五年十月一日内容页次概述： (3)一、冷挤压技术的发展趋势 (3)二、充分发挥冷挤压工艺优势内花键加工难题得到解决 (3)三、冷挤压成形模具制造难点 (4)四、冷挤压模具制造分析研究 (4)五、挤压件材料研究和分析 (5)六、冷挤压工艺流程的研究和分析 (6)七.总结 (6)内花键冷挤压成形工艺浅析概述：冷挤压是精密属性体积成型技术中的一个重要组织部分。

冷挤压是指在冷态下金属毛坯放入模具腔内，在强大的压力和一定的速度作用下迫使金属在模具腔中流动挤出，从而获得所需要形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。

一、冷挤压技术的发展趋势在有关技术资料获悉，冷挤压技术早在18世纪末制造过程中就采用了这门技术。

这门工艺已经在机械、仪表、电器、重轻工、军工等工业中较广泛的应用，已成为金属属性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一，发达国家在轿车制造中约达到30%〜40%是采用冷挤压工艺生产。

我国工艺制造在60〜70年代落后时期后通过改革开放期间大量的发达国家的制造业进入我国推动了我国制造业工艺水平，推动了我国在冷挤压这门工艺技术领域里发展，通过吸取国外的先进工艺使我国冷挤压生产工艺技术不断提高，逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。

二、充分发挥冷挤压工艺优势内花键加工难题得到解决丰立公司是一家具备技术研究、生产、销售服务于一体的国家高新技术企业，是我国小模数锥齿轮行业的领军者；是国际知名厂商的优秀供应商；公司所生产的气动工具系列产品的机械传动结构是以齿轮传动。

公司在发展过程积极的学习国内外的先进工艺技术与世界并举，研造客户需求的产品。

对产品工艺设计积极采用冷挤压成型，发挥冷挤压节约原材料、提高劳动生产率、通过冷挤压的产品毛坯在少切削向不切削为目的来降低制造成本，更使产品的表面粗糙度Ra1.6〜Ra0.8。

公司近年快速的扩大采用冷挤压工艺赢得同行业、世界知名厂商的认可。

塑料挤出吹塑冷却阶段温度场的有限元分析

塑料挤出吹塑冷却阶段温度场的有限元分析作者：尹沾松来源：PT现代塑料挤出吹塑过程可分为三个主要的步骤：型坯成型；夹持及吹胀型坯；冷却制品。

对于厚度尺寸中等的制品，所需的冷却时间约占整个成型周期的60％，对于厚壁制品更是高达90%。

冷却时间太长将降低生产效率；冷却时间太短，制品出模后与空气对流冷却的过程相对缓慢，导致制品各部分的收缩率有较大差异，最终制品的翘曲过大。

不同的冷却速率会影响制品内部微观形态的演化以及最终残余应力的分布，从而影响制品的使用性能。

对挤出吹塑冷却过程温度场进行数值模拟，可以分析制品不同部位温度随时间的变化以及制品壁厚分布，这对于合理设计冷却工艺，缩短开模时间，提高制品的合格率有着重要的意义。

本文采用有限元法对聚丙烯(PP)挤出吹塑冷却过程的温度场进行数值模拟，在有限元模型的基础上分析不同内冷方式、制品壁厚以及初始温度对制品温度场的影响。

1 数学模型1.1基本方程挤出吹塑的冷却过程热传递问题可用以下方程描述：式中：ρ为密度；Cρ为比热容；为温度对时间的偏导，r为由于外界作用单位体积产生的热量；k为热导率；v为哈密顿运算子。

1.2边界条件挤出吹塑的冷却方法可分为内冷却和外冷却。

内冷却是指使用冷却介质（在本文中内冷却介质为空气）通过热对流冷却吹塑制品内壁，故内壁的边界条件可用对流项表示；外冷却是指在模具壁内开设冷却系统，制品的热量通过模具传导至冷却通道，然后由冷却通道内的冷却介质（在本文中外冷却介质为水）将热量带走。

严格意义上来说，制品外壁的边界条件为热传导，但是热传导问题涉及到接触热阻间题，难以建模，考虑到外壁的热量多由冷却水带走，将模具材料的热传导率转化为等效传热系数。

内外壁的边界条件：式中：x=0与x=L制品的内外表面；ho、hn为制品内壁与外壁的传热系数；T0 、Tn为冷却空气与冷却水的温度。

2 数学模型的求解2.1初始条件在热分析过程中不考虑密度的变化，取PP的密度为840 kg/m3。

有限元分析在金属冷成形中的应用

有限元分析在金属冷成形中的应用有限元分析在金属冷成形中的应用专业:模具设计与制造班级：09模具学生：指导教师：摘要：拉深工艺是借助设备的动力和模具的直接作用使平板毛坯变成开口空心的零件的冲压成型方法，在实际生产中应用十分广泛，在保证产品的质量的用时，工艺品的极限拉深系数、减少工序、提高效率和降低成本，通过对现有拉深工艺的研究，本文概括了凹模型腔尤其是曲面凹模的研究现状，提出了存在的问题并针对一种新的拉深凹模型腔曲面提出了新的研究方法，在整个拉深过程中，拉深件侧壁上缘始终与凹模型腔曲面相切接触，降低了凹模圆角半径造成的摩擦阻力和弯曲变形阻力，特殊的曲面结构又能产生切向的压缩变形，有效防止制件起皱通过数学分析，并提出了采用分割的方法求取曲面凹模的极限拉深系数通过运用有限元分析软件，本文对板料拉深过程进行了模拟，找到了曲面凹模的极限拉深系数采用同样的方法，求得了平端面凹模、锥形凹模的极限拉深系数，并与曲面凹模进行对比，验证了曲面凹模的极大的优势，较之平端面凹模，曲面凹模的极限拉深系数降低了锥形凹模，另外，本文还分析了起皱的影响和引起起皱的原因通过比较，分析了厚向异性系数、硬化指数和相对厚度等材料成形参数对极限拉深系数的影响规律本文对曲面凹模拉深工艺进行了深入的理论和仿真研究，得出的工艺参数对极限拉深系数的影响规律为实际生产中工艺选择及制定提供了理论依据。

关键词：拉深工艺曲面凹模有限元模拟冲压成型引言：1、板料成形在汽车、航空、模具等行业中占据着重要地位。

板料成形的主要难点问题就是较长的模具开发设计周期，特别是对于复杂的板料成形零件无法准确预测成形的结果，难以预防缺陷的产生，传统的方式存在设计周期长、试模次数多、生产成本高等缺点。

某些特殊复杂的板料成形零件甚至制约了整个产品的开发周期。

而板料成形CAE技术及分析软件的出现，有效地缩短模具设计周期、减少试模时间、改进产品质量、降低生产成本，从根本上提高产品的市场竞争。

冷挤压模的设计和分析

冷挤压模的设计和分析摘要：本文以气门顶杆为例介绍了冷挤压模的制作和成形工艺，通过对毛坯尺寸、挤压件的变形程度的计算，详细讨论了冷挤压模结构及模具设计要点，最后阐述了采用冷挤压模制作各类零部件的好处。

关键词：气门顶杆；冷挤压模；模具结构一、引言冷挤压属于立体压制中的一种比较先进的加工方法，它只需要一副模具就可以加工底和壁厚不同、高度和直径之比很大的圆形件或其他各种形状的不同零件。

这种加工方式的优点在于其尺寸精度较高、表面粗糙度值比较小、力学性能较好。

以图1的气门顶杆零件为例，其材料为20钢，原先是采用的切削加工方法成形，这种方式的生产工艺比较复杂，生产效率也比较低同时成品零件的力学性能也不高。

因此采用冷挤压的加工工艺生产出来的零件就能比较好的符合各种要求。

经过分析该零件的冷挤压工艺具体流程是：先制作毛坯，然后退火、酸洗以及磷化处理，最后进行皂化润滑和发挤压成形。

二、气门顶杆冷挤压模的工艺设计1.毛坯尺寸的确定因为在实际制作过程中有可能会有挤压件顶端不平齐的现象，所以在工件的顶端要留出修边余量h∆，图2就是气门顶杆挤压件。

冷挤压模具的寿命及其纤维方向的∆，取mm=h4改善都与毛坯的形状和尺寸有着密切联系。

通过对气门顶杆的形状特点以及毛坯的定位和成形便利程度的分析，发现使用圆柱形毛坯比较合适。

挤压件毛坯体积的计算是根据制件体积与毛坯体积相等的规则来进行的。

通过计算毛坯体积p V可得：3222119267.2)25.23()7.28.351()220(51)226(mm V p =⨯⨯---⨯⨯-⨯⨯=πππ 为了使得毛坯放入凹模型腔内更加的方便，同时使得模具的磨损减少到最低，进一步提高零件的表面质量，一般凹模型腔尺寸a D 要比毛坯的外径p D 要大，相对于反挤压件来说，凹模型腔尺寸要比毛坯尺寸大mm 5.0左右。

根据这样的原则我们可以计算出毛坯的外径p D ;mm D D a p 95.2505.02605.0=-=-=毛坯长度p l 为： mm D V l p p p 55.22)92.25()119264()()4(2=⨯⨯==ππ经过试验验证，最终将毛坯的实际尺寸确定为mm mm 6.2295.25⨯φ，如图3所示。

基于有限元的模拟挤压铸造凝固过程数学模型分析

基于有限元的模拟挤压铸造凝固过程数学模型分析1.引言挤压铸造是一种重要的金属加工工艺，通过在金属液体受到一定的挤压后凝固成型，可以得到具有一定几何形状和性能要求的零件。

在挤压铸造过程中，金属液体的凝固过程会受到多种因素的影响，如温度场、应力场以及固相的凝固行为等。

建立准确的数学模型对挤压铸造过程进行分析和模拟具有重要意义。

有限元方法是一种常用的数值计算方法，可以用于求解复杂的物理问题，包括金属凝固过程的数学模型。

本文将针对挤压铸造凝固过程，利用有限元方法进行数学模型的建立和分析，对挤压铸造过程中的凝固行为进行深入研究。

2.挤压铸造凝固过程数学模型挤压铸造凝固过程可以用热传导方程和固态相变方程进行描述。

在进行数学建模时，需要考虑金属液体在凝固过程中温度场和应力场的变化，并结合相变过程对凝固过程进行描述。

下面是对挤压铸造凝固过程进行数学建模的步骤：2.1 热传导方程考虑挤压铸造过程中金属材料的热传导行为，可以得到热传导方程如下：\[ \frac{\partial \rho C_p}{\partial t} = \nabla \cdot (k \nabla T) \]\( \rho \) 为金属的密度，\( C_p \) 为比热容，\( k \) 为热导率，\( T \) 为温度场。

通过以上两个方程的描述，可以得到挤压铸造过程中金属液体的凝固过程的数学模型，联立热传导方程和固态相变方程可以得到完整的挤压铸造凝固过程数学模型。

3.有限元模拟利用有限元方法可以求解挤压铸造凝固过程的数学模型。

有限元方法是一种离散化的数值计算方法，可以将连续的物理系统离散化为有限数量的单元，通过单元之间的相互作用求解整个系统的行为。

有限元方法的求解步骤如下：（1）网格划分：将挤压铸造过程的几何体划分为多个单元，并在每个单元内进行数学模型的离散表示；（2）弱形式表述：将原始的数学模型转化为弱形式，引入试验函数，将原方程进行加权平均；（3）求解方程：根据单元的离散化表示和弱形式转化，通过有限元方法求解挤压铸造凝固过程的数学模型；（4）后处理分析：对求解得到的结果进行后处理分析，得到挤压铸造凝固过程中温度场和应力场的分布情况。

冷挤压成形的数值分析及工艺优化

第ｌ０子步的等效应力分仿云】
７，应力集１｝
主要分布存最后成形的底端” 部和转角部分ｒＪｌ看ｆ，巾问ｌ部挤 ¨ 成彤底端打部的变形域分十；卞丁ｊ为待变肜区、已变形和刚性平移．、
比，底端杆部和中间杆部的尺寸变化不大，只有顶部
２．工艺方案的确定
采用三工步镦挤方案，首先成形底端杆部及锥
尺寸稍有变化。于是，设想将前两工步合并为一个工
参工热处辫置魍５磊。热筵加苎３
锻压
ｔｌＦｏｍｉｇａｒｎ
冷挤压成形的数值分析及工艺优化
合肥工业大学材料科学与工程学院（安徽２００）钱凌云３０９
华中科技大学材料科学与工程学院（武汉
４０７）李洪庆３０４
球头销是汽车、拖拉机等机械上的重要连接零
（Ｊａ（）ｂ（）ｃ（）ｄ
图３球头销镦挤加工工艺方案
模具设计参数，再设计各工步的模具结构。球头销
工艺技术路线如图２示。所
以上有限元模拟结果验证了三工步镦挤方案的合理性。从图４可看出，第二工步的尺寸和第一工步相
图４所示。
步工艺方案设计合理，能够保证该零件的成形质量。
１．球头销特征分析与设计技术路线
该球头销为轴对称的回转体，主要由变截面杆和球头两部分组成（图１。分析可知，头部和六见）面体台阶及下端杆部的直角过渡部分是球头销成形

轿车等速万向节星形套冷挤压成型过程有限元模拟_王平

轿车等速万向节星形套冷挤压成型过程有限元模拟*王平1,魏志刚2,刘德仿1,李青祝1(1.盐城工学院C AD中心,江苏盐城　224003;2.东南大学机械工程系,江苏南京　210096)摘要:采用大型有限元软件M SC.M arc对轿车等速万向节星形套冷挤压成型过程进行了有限元数值模拟,详细讨论了有关数值模拟技术问题,得出了挤压力在加载过程中的变化曲线、工件随时间变化的温度场分布云图、工件等效塑性应变云图及模具内圈的应力分布云图,较好地解释了模具疲劳破坏的原因。

研究结果有助于对轿车等速万向节星形套成型工艺及模具结构进行优化设计。

关键词:等速万向节;星形套;成型过程;有限元模拟;M SC.M arc中图分类号:TB115 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2007)01-0034-03 轿车等速万向节星形套是轿车等速传动系统中的重要零件,其冷挤压成型过程非常复杂(图1、图2分别为星形套毛坯及成型件),涉及到许多过程参数。

例如工件及模具的复杂形状、几何尺寸、材料性能、摩擦边界条件及有限变形等。

因此,难以用理论解析方法来对成型过程进行求解。

而物理模拟与试验分析都有局限性,所以采用计算机有限元模拟星形套冷挤压成型过程就显得非常重要。

通过有限元模拟,可给出成型过程中坯料几何形状、应力应变场及温度场分布等数据,并据此分析出现质量缺陷的原因,从而能及时改进成型工艺和模具结构,最终达到提高生产效率,降低成本的目的。

1　有限元模型的建立1.1　有限元模拟技术问题对星形套和模具整体建模,采用各向同性弹塑性模型,考虑加工过程热效应,使用准静态的方法进行热机耦合分析。

由于载荷和形状的对称性,为节省模拟分析时间,仅建立1/12模型,如图3所示(图中各部分接触体定义如表1所示)。

3　结论所采用的参数优化设计方法很好地解决了冲焊桥壳的轻量化设计,并且提高了桥壳的疲劳寿命。

优化后的冲焊桥壳完全改变了传统的等厚设计方案,而是两端厚、中间薄的变截面结构,突破了传统设计理念。

基于Deform-3D壳体冷挤压过程分析

基于Deform-3D壳体冷挤压过程分析作者：马秀花来源：《科技视界》2019年第03期【摘要】以壳体为研究对象，通过分析计算壳体的成形工艺，设计出壳体冷挤压成形的模具。

应用Deform-3D塑性成形软件进行冷挤压工艺模拟，验证了设计工艺和模具的正确性，并分析了工件在挤压过程中的挤压力变化和金属流动规律，为壳体零件挤压成形奠定基础。

【关键词】壳体;冷挤压;DEFORM-3D中图分类号： TG376.3 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）03-0049-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.03.018Cold extrusion process analysis of the shell based on Deform-3DMA Xiu-hua（Yangtze University College of Technology & Engineering， Jingzhou Hubei 434020，China）【Abstract】Taking the shell as the research object， the die for cold extrusion forming of the shell was designed by analyzing and calculating the forming process of the shell. Deform-3D plastic forming software was used to simulate the cold extrusion process. The correctness of the design process and die was verified. The extrusion force change and metal flow rule during the extrusion process were analyzed， which laid the foundation for shell parts extrusion forming.【Key words】Shell; Cold extrusion; DEFORM-3D0 前言金属挤压成型是一种少无切削技术，利用模具的压力使模腔内的金属毛坯产生塑性流动（变形），获得所需形状的挤压件[1]。

冷挤压模具设计及其成形过程毕业论文

目录目录 (1)冷挤压模具设计及其成形过程 (3)第一章绪论 (3)1.1冷挤压成形技术发展概况 (4)1.2选题依据和设计主要内容 (6)1.2.1毕业设计（论文）的内容 (6)1.2.2 毕业设计（论文）的要求 (6)第二章冷挤压工艺设计 (7)2.1挤压工艺步骤 (7)2.2工艺设计步骤 (9)2.2.1计算毛坯的体积 (9)2.2.2确定坯料尺寸 (10)2.2.3计算冷挤压变形程度 (11)2.2.4确定挤压件的基本数据 (13)2.2.5确定挤压次数 (13)2.2.6工序设计 (13)2.2.7工艺方案确定 (19)2.2.8各主要工序工作特点进一步分析 (21)第三章压力设备选择 (24)3.1各主要工序所需镦挤力 (24)3.2主要设备选用 (25)第四章模具设计 (26)4.1冷挤压模具设计要求 (27)4.2凸模设计依据 (28)4.3冷挤压组合凹模设计依据 (29)4.4凸模设计 (34)4.4.1镦平凸模设计 (34)4.4.2凹模设计 (36)4.5预成形模具设计 (37)4.5.1预成形凸模设计 (38)4.5.2预成形凹模设计 (39)4.6终成形模具设计 (41)4.6.1终成形凸模设计 (41)4.6.2终成形凹模设计 (42)4.7冷挤压模架设计 (43)4.7.1冷挤压模架设计的基本原则 (43)4.7.2模架的设计 (44)4.7.3其它零件设计 (46)第五章挤压模具零件加工工艺的编制 (51)5.1加工工艺编制原则 (51)5.2加工工艺的编制 (51)第六章总结及课题展望 (54)6.1本文工作总结 (54)6.2课题展望 (54)参考文献 (55)谢辞 (56)附录一：英文科技文献翻译 (57)英文翻译： (62)附录二毕业设计任务书 (66)冷挤压模具设计及其成形过程机械与电气工程学院机械设计制造及其自动化专业06城建机械乔红娇指导老师雷声第一章绪论挤压就是零件金属毛坯放在挤压模腔中，在一定温度下，通过压力机上固定的凸模或凹模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。

继电器触点冷镦成形过程的有限元分析

继电器触点冷镦成形过程的有限元分析1. 前言- 继电器触点在电子、电气设备中有着广泛的应用，其制造过程的高效性和质量稳定性对产品性能至关重要。

- 本文旨在通过有限元分析，探究继电器触点冷镦成形过程中的变形、应力分布等关键参数，并提高制造工艺的效率和质量水平。

2. 继电器触点冷镦成形工艺介绍- 继电器触点冷镦成形的原理和流程- 工艺参数的选择和优化- 相关工艺设备和工具的介绍3. 继电器触点冷镦成形过程的有限元建模- 建模的目的和重要性- 模型的几何形状、材料参数、边界条件的设定- 读入模型、网格划分和求解过程4. 有限元分析结果和讨论- 模型的初始状态和最终状态的比较- 各关键参数的变化与分布情况- 冷镦成形的局部变形和应力集中问题- 结果与实验测量值的比较和验证5. 结论与展望- 本文通过有限元分析对继电器触点冷镦成形过程进行了分析和研究，获得了有用的相关参数和结果。

- 针对模型计算过程中存在的不足和问题，提出了对工艺参数和设备进行优化的建议。

- 希望本文的研究结果对继电器触点冷镦成形工艺的优化和高效化提供了参考和帮助。

第一章：前言继电器触点是一种电子、电气设备中常用的开关元器件，其稳定性和可靠性对设备性能至关重要。

而继电器触点的制造过程中，冷镦成形是一种常见的工艺。

冷镦成形在生产上有着广泛的应用，它可以在减少材料消耗的同时，保持制品的精度和表面质量。

然而，为了提高冷镦成形工艺的制造效率和质量，需要对其过程进行更深入的研究和分析。

本文旨在通过有限元分析，对继电器触点冷镦成形过程中的关键参数进行探究和分析，为工艺的优化提供有用的信息，提高其工艺水平和效率。

第二章：继电器触点冷镦成形工艺介绍2.1 冷镦成形的原理和流程冷镦成形是指将加热过的钢材在环模、锥形模和滚子等辅助工具的配合下，通过轴向挤压、内部挤出或轧制等方式来实现变形加工的一种方法。

冷镦成形在经济性、生产效率和产品质量等方面都具有明显的优势。