管材熱擠壓成型關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、金屬塑性成型過程模擬是實現(xiàn)短周期內(nèi)，以較低成本設(shè)計出參數(shù)合理的模具，并制訂較優(yōu)的工藝參數(shù)，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，它可以實時描述整個金屬塑性成型過程。成功實現(xiàn)擠壓成型工藝的過程模擬，依賴于諸多因素，包括型材和模具尺寸、材料本構(gòu)關(guān)系、摩擦、溫度、擠壓速度、加熱長度等。 管材縮徑成型技術(shù)是加工軸管類零件的一種新工藝，整體熱擠壓軸管成型技術(shù)能極大地提高生產(chǎn)率，降低成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。汽車后橋是典型的階梯軸管零件，采用空心管材毛坯整體縮

2、徑成型技術(shù)是改變我國國內(nèi)汽車后橋生產(chǎn)工藝水平落后的有效方法。本文分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，在閱讀和查證大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析和研究了金屬塑性成型和熱力耦合計算的理論公式和有限元算法，并借助了多種數(shù)學(xué)處理方法，主要取得如下研究成果： (1)研究了金屬在高溫下的流動應(yīng)力應(yīng)變特性，根據(jù)商業(yè)熱擠壓有限元軟件Deform材料庫中所提供的金屬流動應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變率和溫度的關(guān)系數(shù)據(jù)對高溫金屬材料的本構(gòu)方程進(jìn)行數(shù)值擬合，采用線性回歸的方法進(jìn)行

3、相關(guān)性分析，可根據(jù)部分高溫段的材料特性數(shù)據(jù)，得到金屬在高溫下的材料特性本構(gòu)方程，預(yù)測其他鄰近高溫段的材料特性數(shù)據(jù)。從而減少因材料庫數(shù)據(jù)不夠齊全而只能用插值法得到臨近溫度段的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)所造成的計算誤差，得到比較準(zhǔn)確的有限元模擬結(jié)果。 (2)針對管材縮徑成型主要是通過一次或多次縮徑得到理想的階梯形狀的毛坯件的特點，本文建立了一次縮徑和兩次縮徑兩個基本模型；論述了采用Ansys/Ls_Dyan軟件進(jìn)行熱力耦合塑性成型的求解方法，并

4、利用兩個基本模型對著名的古布金公式進(jìn)行修正，提出了適合管材擠壓的擠壓力計算公式，并對大量的工況計算結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗證，在模具角度大于80°時誤差都在20％以內(nèi)，可相當(dāng)準(zhǔn)確地計算擠壓力。 (3)針對一次縮徑成型和兩次縮徑成型，綜合研究了擠壓速度、摩擦系數(shù)和工件預(yù)熱溫度對成型質(zhì)量的影響，并通過大量數(shù)據(jù)采集和分析，提出了針對一次縮徑成型和兩次縮徑成型的成型質(zhì)量評價公式，可直接根據(jù)工藝參數(shù)來預(yù)測成型件質(zhì)量，減少新產(chǎn)品的試制工作量，縮短開