組合式扁擠壓筒孔形對(duì)比分析及筒間過盈量分布研究.pdf

1、金屬擠壓加工是通過施加外力使處于耐壓容器的金屬受到三向壓應(yīng)力作用從而產(chǎn)生塑性變形，然后從指定的孔或間隙中被擠出，最終獲得特定截面形狀及尺寸擠壓件的壓力成型過程。擠壓筒作為擠壓設(shè)備核心的部件，因其工作溫度高、集中應(yīng)力明顯、內(nèi)襯與加工材料頻繁摩擦等客觀因素導(dǎo)致擠壓筒使用壽命過短。國(guó)內(nèi)外很多研究已經(jīng)表明，相較圓形擠壓筒而言，扁擠壓筒在擠壓扁寬型材時(shí)型材的塑性流動(dòng)更好，從而可以降低擠壓力，但是因其內(nèi)孔形狀相比圓孔曲率更大，應(yīng)力集中的現(xiàn)象也更明顯

2、，從而很有必要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。本文利用三種扁擠壓筒設(shè)計(jì)方案與圓形擠壓筒進(jìn)行對(duì)比分析，最終確定雙圓角過渡型扁擠壓筒為最優(yōu)方案，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行過盈量橢圓度的研究。本文主要進(jìn)行了以下工作：
　?、僖驁A擠壓筒和扁擠壓筒的中、外筒均為圓筒且內(nèi)筒外圈相似，具有一定的對(duì)比參考價(jià)值，所以本文利用平面問題的極坐標(biāo)解析法，對(duì)圓筒受均布?jí)毫r(shí)的應(yīng)力分布進(jìn)行分析計(jì)算，然后利用組合式圓筒的應(yīng)力疊加公式進(jìn)行推導(dǎo)，得到組合式圓擠壓筒在裝配應(yīng)力及靜水壓力

3、作用下的應(yīng)力分布情況，結(jié)合有限元法對(duì)組合式圓擠壓筒進(jìn)行仿真計(jì)算，最后將解析解與有限元解進(jìn)行對(duì)比。將圓擠壓筒和扁擠壓筒擠壓相同型材時(shí)所需的擠壓力進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)扁擠壓筒所需擠壓力遠(yuǎn)低于扁擠壓筒，從而確定設(shè)計(jì)優(yōu)化扁擠壓筒的必要性。
　?、诟鶕?jù)經(jīng)典力學(xué)及實(shí)際工程中擠壓筒設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對(duì)橢圓型扁擠壓筒、半圓型扁擠壓筒、雙圓角過渡型扁擠壓筒三種扁擠壓筒建立二維模型。利用有限元軟件對(duì)前兩種扁擠壓筒分別設(shè)置不同過盈量進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，確定圓筒和這兩種扁擠

4、壓筒方案的最優(yōu)過盈量。
　　③對(duì)比分析雙圓角過渡型扁擠壓筒在不同圓角尺寸的應(yīng)力分布，然后選取最優(yōu)的內(nèi)孔尺寸，并將三種扁擠壓筒和圓筒的最優(yōu)解進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，確定雙圓角過渡型扁擠壓筒為最優(yōu)方案進(jìn)行后續(xù)研究分析。
　?、芴岢鲞^盈量橢圓度的概念，對(duì)雙圓角過渡型扁擠壓筒進(jìn)行過盈量橢圓度設(shè)計(jì)，通過對(duì)大量計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比得到變過盈橢圓度的最優(yōu)解，并通過觀察雙圓角過渡型扁擠壓筒在中筒、內(nèi)筒組合加載時(shí)內(nèi)筒的形變量，與內(nèi)筒、中筒組合加壓時(shí)內(nèi)筒外表