【摘 要】
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某铝合金中心架具有形状复杂特殊、截面尺寸相差较大的特点,在过去工厂主要采用了机械加工、铸造和锻造等方法来进行加工。在大批量生产的前提下,机械加工的材料利用较低,且工时较长,而铸造的产品力学性能较差,难以满足使用要求,因此在对产品的结构和尺寸进行分析之后,决定采用热挤压工艺来进行加工,并且对此采用了数值模拟的方法,相比传统方法可以降低了实验过程中的试错成本,缩短产品的研发周期,最终减少成形压力,降低
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某铝合金中心架具有形状复杂特殊、截面尺寸相差较大的特点,在过去工厂主要采用了机械加工、铸造和锻造等方法来进行加工。在大批量生产的前提下,机械加工的材料利用较低,且工时较长,而铸造的产品力学性能较差,难以满足使用要求,因此在对产品的结构和尺寸进行分析之后,决定采用热挤压工艺来进行加工,并且对此采用了数值模拟的方法,相比传统方法可以降低了实验过程中的试错成本,缩短产品的研发周期,最终减少成形压力,降低生产成本,提高生产率。热挤压是将金属坯料加热至再结晶温度以上成形的一种工艺,挤压温度、速度、模具结构、摩擦系数等因素都会对挤压过程产生不同程度的影响。本文首先对中心架的结构进行分析,确定了模具结构,然后利用DEFORM软件进行模拟,分析不同模具结构、坯料初始温度、摩擦系数以及挤压速度对挤压成形过程产生的影响,对挤压过程中成形速度、成形载荷、等效应力、温度等参数进行分析,确定了合适的模具结构以及工艺参数,通过模拟结果可以看出示在中心架热挤压过程中坯料内部与表层的金属流动性存在较大的差异,内部的金属流速较大,流出模孔形成直壁部分,表层以及顶部金属流动性较差,镦粗形成底座部分;对平面模、锥形模、双锥模三种不同的模具结构模拟发现双锥模的成形载荷最小,并且双锥模的模角越大,挤压载荷越小;对380℃、420℃和460℃三种坯料初始温度进行模拟发现随着挤压温度的升高,等效应力的峰值降低,变形抗力减小,挤压载荷减小;对1mm/s、2mm/s、3mm/s三种挤压速度和0.1、0.2、0.3的摩擦系数模拟发现挤压速度的改变会使挤压过程的成形载荷变化趋势发生一定的变化,挤压速度和摩擦系数越大,挤压载荷越大。最终选用坯料初始温度460℃,挤压速度1mm/s,摩擦系数0.3来进行挤压。最后进行了实验验证了工艺的可行性,实验结构与数值模拟结果基本相同,挤压件的晶粒明显细化,通过对抗拉强度和硬度实的测量确定了挤压制品的力学性能达到了产品要求,本文的模拟仿真和实验研究实现了节约材料和高效生产的目的,具有一定的理论意义和实用前景。
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