铝合金带筋筒形件成形数值模拟研究工作站狐皮制品耐热材料滚牙机皮帽We

铝合金带筋筒形件成形数值模拟研究

为了减轻质量和增加刚度，某些耐高压壳体类零件选用质量轻、强度高的铝合金，结构多采用纵、横内筋结构，这给构件的加工带来很大的困难田。研究金属塑性成形流动的方法有物理模拟和数值模拟两种。前者周期长、投资大沮整个变形过程难以_直接观察;后者免去大量的物理模拟，从而有效地节省投资，节省人力物力，缩短设计时间和生产周期团。本文通过数值模拟研究了铝合金带筋筒形件的金属流动规律，并得出了挤压温度与筋高的关系，为实现生产提供了理论依据。

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1 零件成形工艺方案的确定

本零件材料为防锈铝合金LF6,零件图如图1所示。该件为纵、横内筋结构件，纵向有10条筋，横向有2条筋，宽度为10 mm，突起为5mm,成格状。本例采用单工步等温挤成形工艺，即下料，均匀化处理(400℃保冷凝机组温6 h,然后再升温到480℃保温6h)，去除氧化皮一成形，冷整形。

2 三维数值模拟模型与条件加载

2.1 模型的建立

有限元模型是对物体实际模型的简化，根据本零件的对称性，仅取整个坯指接材料的1/6作为模拟对象。采用Pro/E软件对模具进行三维造型，然后导人MSC/Marc软件，建立模型图。模拟分析简图如图2所示。采用MSC/superform软件进行模拟分析。

2.2 模型参数定义

模型几何参数凸模压下速度为1 mm/s，坯料由边长为2.75 mm的5 537个六边形单元组成，在变形过程中当单元的边长超过3mm时，对格进行自动重划分。

模型材料参数模型中材料为asm_Alum_21,弹性模量为70GPa，泊松比为0.3，密度为2.64 g/cm3。

摩擦系数凸凹模的摩擦系数为0.2。

2.3 挤压过程金属流动规律

图3表示带筋筒形件毛坯挤压成形过程中不同阶段的变形格图。从图中的格变化看出，筒体区域变形较小，零件的塑性变形主要集中在筋部位。随着凸模向下运动和凸模镶块的径向运动(水平运动)，格筋逐渐被充满，变形最剧烈的区域就是纵横此时弹簧实验机就要发挥其重要性筋的交落锤式冲击实验机装备的能量最大丈量范围300J可进行A法、B法、C法3种实验叉部位，剧烈的变化导致畸变的格数目越来越多，中间进行了格重划分。

2.4 不同温度与筋高的关系

图4分别对不同温度进行了数值模拟，其温度与成形筋高的关系。可以看出，随着坯料加热温度的升高，毛刺有所减少，这是因为温度上升后坯料的变形抗力下降的结果。因此温度的升高，对变形趋于均匀化有利。温度越高所成形筋高越高，但挤压温度过高不仅会发生过烧现象，容易发生裂痕，而且容易和模具产生粘结。挤压温度过低，对设备要求高，而且容易使模具发生变形0故挤压温度应选择440℃左右为宜。

3 结论

(1)通过对（106）建筑密封胶6种不同的挤压温度进行数值模拟，得出挤压温度应选择440立式铣床℃左右为宜口

(2)由模拟结果可知，筋高随着挤压温度的升高而升高。

(3)数值模拟可减少零件塑性成形时实验工作量，为其毛坯合理的选择及模具结构的优化提供科学的依据。(end)

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