铝型材挤压模具设计与数值模拟

毕业设计（论文）报告纸
摘 要 -------------------------------------------------------------------------------------------------I Abstract----------------------------------------------------------------------------------------------II 目 录 -------------------------------------------------------------------------------------------------I 1 概 述------------------------------------------------------------------------------------------ 1 挤压法的优、缺点------------------------------------------------------------------- 1 挤压生产的发展与现状 ------------------------------------------------------------ 2 UG NX6.0 软件介绍----------------------------------------------------------------- 4 DEFORM 软件介绍 ----------------------------------------------------------------- 6 铝型材挤压成形过程数值模拟的研究现状及发展 -------------------------- 8 1.5.1 铝型材特点 ------------------------------------------------------------------ 8 1.5.2 有限元法数值模拟 --------------------------------------------------------- 8 1.5.3 有限体积法数值模拟 ------------------------------------------------------ 9 1.5.4 存在问题及发展趋势 ---------------------------------------------------- 10 挤压模具的设计 --------------------------------------------------------------------------- 11 2.1 挤压筒的结构设计----------------------------------------------------------------- 11 2.1.1 挤压筒内径和长度的选择 ---------------------------------------------- 11 2.1.2 挤压筒衬套厚度 ---------------------------------------------------------- 12 2.1.3 挤压筒材料的选择 ------------------------------------------------------- 13 2.1.4 挤压筒的配合 ------------------------------------------------------------- 13 2.1.5 挤压机的选择 ------------------------------------------------------------- 15 2.1.6 挤压筒强度校核 ---------------------------------------------------------- 15 2.2 挤压杆设计 -------------------------------------------------------------------------- 22 2.2.1 挤压杆尺寸的选择 ------------------------------------------------------- 22 2.2.2 挤压杆校核 ---------------------------------------------------------------- 23 2.3 挤压垫的设计----------------------------------------------------------------------- 24 2.3.1 挤压垫材料选择 ---------------------------------------------------------- 24 2.3.2 挤压垫片外形尺寸 ------------------------------------------------------- 24 2.3.3 挤压垫强度校核 ---------------------------------------------------------- 25 2.4 模具的设计 -------------------------------------------------------------------------- 25 2.4.1 挤压模具材料的选择 ---------------------------------------------------- 25 2.4.2 模具外形尺寸 D 和 H --------------------------------------------------- 26 2.4.3 模具的外形锥度 β -------------------------------------------------------- 27 2.4.4 模角 α ----------------------------------------------------------------------- 28
Key Wrods: Extrusion die ;Hole model; Die design; Finite element analysis
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目 录
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and Numerical Simulation Abstract
Aluminum profiles are widely used in construction, transportation, electronics, aerospace, etc. According to the statistics, aluminum and aluminum alloy products account for 70% or more of extrusion products.This paper based on the die design and numerical simulation of the aluminum extrusion, concluded the key points for die design of aluminum extrusion and law of metal flow during extrusion, the shortages of the die design were found by the finite element analysis and optimize them. This paper focused on the design and strength check calculation of the die size parameters of the 5MN extruder, the extrusion tools included extrusion cylinder, extrusion rod and extrusion gasket.The die adopt single-hole model, we carried on a threedimensional modeling via the UG NX6.0 and analysed the date which get from the simulation of extrusion process, using finite element analysis software Deform-3D. The hot extrusion process of aluminium was numerical simulated by Deform-3D, the material flow, stress and strain situation can be obtained in forming process of the specimen. According to the analysis of post-processing data，the surface defection and corresponding reasons were investigated，which could effectively prevents the unnecessary product loss and provides the reliable reference to technological design.
关键词：挤压模具；单孔模；模具设计；有限元分析
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DQ353 Aluminum Extrusion Die Design
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1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
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2.4.5 型材模孔形状与加工尺寸的设计 ------------------------------------ 28 2.4.6 模孔的位置 ---------------------------------------------------------------- 30 2.4.7 工作带长度的计算 ------------------------------------------------------- 30 2.4.8 出口直径 d 出或出口喇叭锥 -------------------------------------------- 32 2.4.9 人口圆角半径 r ----------------------------------------------------------- 32 2.4.10 模具的强度校核 ---------------------------------------------------------- 32 有限元分析 --------------------------------------------------------------------------------- 35
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铝型材 DQ353 热挤压模具结构设计及数值Biblioteka Baidu拟
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摘 要
铝合金型材被广泛应用于建筑、交通运输、电子、航空航天等部门，据资料介 绍挤压加工制品中铝及铝合金制品约占 70%以上。本文通过对铝型材挤压模具的设 计和数值模拟，得出了铝挤压模具的设计要点和金属在挤压过程中的流动规律，并 通过有限元分析得出模具设计上的不足，并进行优化。 本设计主要针对 5MN 挤压机的工模具尺寸参数进行了设计计算和强度校核， 其中挤压工具包括挤压筒、挤压杆、挤压垫片。模具采用单孔模方式。通过 UG NX6.0 进行三维建模，并运用 Deform-3D 有限元分析软件对坯料在挤压过程中的模 拟得出数据进行分析。 利用有限元分析软件 Deform-3D 铝型材的热挤压过程进行数值模拟，可以获 得试件成形过程中的材料流动、应力和应变情况。通过对后处理数据的分析，找出 在热挤压过程中挤压试件可能出现的缺陷及其主要原因，可以有效地避免由于工艺 设计不当等因素带来的生产损失，为热挤压工艺的设计和改进提供可靠的依据。