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有限元分析在擠壓模具優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

來源:廣東堅(jiān)美鋁型材廠(集團(tuán))有限公司  作者:葉智清,何旭健  日期:2015-2-11
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  摘要:討論了國內(nèi)外鋁型材擠壓模具仿真模擬設(shè)計(jì)的情況,并以HyperXtrude軟件為例子詳述利用有限元仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程,同時驗(yàn)證了有限元分析在擠壓模具優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用的必要性。為擠壓模具設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化提供依據(jù)。
  關(guān)鍵詞:鋁型材;擠壓模具;有限元分析;優(yōu)化設(shè)計(jì)

  圖7 A-A方向料頭流速分布和變形圖(向左邊彎曲,且幅度較大)

  圖8 從A-A視圖方向看過去的料頭(向左邊彎曲,且幅度較大)

  (5)型材流速和實(shí)際變形分析對照:

圖9  B-B 料頭流速分布和變形圖 (向左邊稍微彎曲)

 

  圖10試模結(jié)果,C-C視圖顯示,從C-C方向看過去,型材向右邊彎曲;

  (1)型材速度和變形模擬分析:整體流速不平衡,相差較大,圖3顯示, 型材左側(cè)的流速慢,右側(cè)流速較快 ,最快速度為圖3中 。且最快與最慢兩者相差177.3 mm/s,所以料頭向左側(cè)彎曲。

  圖9模擬結(jié)果,B-B視圖顯示,從B-B方向看過去,型材向左邊彎曲;

  C-C 視圖和B-B視圖方向剛好相反,顯示的彎曲方向也相反。表明模擬結(jié)果和試模結(jié)果是一致的。

  圖9 B-B 料頭流速分布和變形圖 (向左邊稍微彎曲)

  圖10 從C-C 視圖方向看過去的料頭(向右邊稍微彎曲)

  3.2 根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

  根據(jù)以上結(jié)果進(jìn)行綜合分析結(jié)果對初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改。對二級導(dǎo)流(二級導(dǎo)流二維圖如下圖11所示)進(jìn)行優(yōu)化修改,如下圖12所示:

  圖11 模具二級二維圖

  圖12 優(yōu)化設(shè)計(jì)示意圖

  3.3 優(yōu)化結(jié)果分析

  根據(jù)優(yōu)化好的設(shè)計(jì)加工模具,并上機(jī)試模,通過跟蹤發(fā)現(xiàn),根據(jù)后續(xù)跟進(jìn),優(yōu)化后模具生產(chǎn)出的型材得到優(yōu)化,料頭較為平整。

  從實(shí)際生產(chǎn)中可以找到很多型材,未優(yōu)化的時,大多出現(xiàn)料頭不平,單孔中快慢相差大、多孔出料速度差距較大等缺陷,如圖13所示。由此可見使用有限元軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是有有必要的。

  圖13 未經(jīng)優(yōu)化產(chǎn)出的料頭

  4 結(jié)論

  (1)利用HyperXtrude平臺能夠有效地對擠壓過程進(jìn)行仿真模擬,可節(jié)省大量設(shè)計(jì)時間,模擬結(jié)果對實(shí)際生產(chǎn)具有很高的參考價值。

  (2)運(yùn)用有限元分析軟件對擠壓過程進(jìn)行模擬,可有效減少試模次數(shù),發(fā)現(xiàn)憑借經(jīng)驗(yàn)難以發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷,從而降低企業(yè)成本,提高型材質(zhì)量。

  參考文獻(xiàn)

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