503_林祖涌_工业铝型材模具设计过程中HyperXtrude的作用.pdfVIP

Altair 2010 HyperWorks 技术大会论文集 工业铝型材模具设计过程中HyperXtrude 的作用 1 2 1 1 林祖湧 唐松亭 孙明智 于艳玲 1 丛林集团有限公司0535-8562936；2 烟台嘉鸿精密机械科技有限公司0535-6254985 摘 要: 工业铝型材具有断面结构复杂，难于挤压等特点，因此如何合理设计铝型材模具 非常关键。仿真技术的发展使得在设计初进行虚拟试模成为可能。本文使用 Altair 公司的 HyperXtrude 挤压仿真软件对实际型材模具进行虚拟试模，并与实际结果进行对比。实际使 用经验表明使用HyperXtrude 接合实际经验，可以有效减少试模次数，降低成本。 关键词: HyperXtrude，虚拟试模，型材挤压 1 概述 近年来，随着我国铝加工技术的发展，铝型材的应用越来越广泛，但工业铝型材具有断 面结构复杂，难于挤压等特点，因此合理设计铝型材挤压模具是大型铝型材的关键。为此， 我公司在使用 HyperXtrude 模拟分析软件的过程中，经过不断探索，将设计人员的设计理 念、经验与有限元模拟分析软件HyperXtrude 有机结合起来，最大限度的减少了试模次数， 降低了成本。 一般说来，一套好的挤压模具，在挤压条件已经基本确定的情况下，主要满足两方面的 要求：一是金属流出模口时的速度均匀控制在一定的范围内，二是模具强度（这里主要分析 模具变形、失效）应符合要求。金属流出模口时的速度应在一定的范围内是为了保证挤出型 材不出现扭拧、波浪、弯曲和供料不足等现象；模具强度应符合要求主要是为了减少模具弹 性变形、预防模具塑性变形导致模具报废。弹性变形导致挤出型材产生“偏壁现象”，对一些 难以避免的“偏壁现象”，在设计时经常加入：“预变形量” 。下面是我公司的几种工业铝型材 （包括车体型材）的实际试模结果与基于HyperXtrude 软件模拟结果的分析对比过程，从 金属流出模口时的速度和是模具弹性变形两个方面进行比较。 2 实际型材实例一 图1 所示为一实际型材截面图。此铝型材结构较为特殊，考虑到模具强度，决定采用三 模芯假分流。难点是模芯一旦内外受力不均，容易偏心。其挤压工艺参数如表1 所示。 表1 型材1 挤压工艺参数表 材料 挤压筒内径 料棒温度 模具温度 挤压筒温度 挤压块速度 6063-T5 130 490 480 440 1.2 - 1 - Altair 2010 HyperWorks 技术大会论文集 根据3 维设计建立的挤压仿真分析模型如图2 所示。 图1 实例型材截面1 图2 型材1 挤压分析模型 使用 HyperXtrude 进行仿真分析后得到的结果如图3~7 所示。分别为型材出口速度及 变形，模具变形云图。 图3 型材出口速度及变形 图4 上模模芯X 向位移云图 由图3 可见，该型材下部两爪较快，上部及内侧较慢，两者速度相差较大。图4 可知，在X 方向，三个模芯变形很小，都在1~2 丝之内。 图5 上模模芯Y 向位移云图 图6 下模型腔在X 向位移云图 - 2 - Altair 2010 HyperWorks 技术大会论文集 由图5 可知，在Y 方向，三个模芯变形很小，都在1~2 丝之内。由图6 可知，在X 方 向，下模变形很小，都在2~3 丝之内。 图7 下模型腔Y 向位移云图 如图7 所示，在Y 方向，下模变形很小，都在1~2 丝之内。 从仿真分析结果来分析，总的说来模芯内外受力较为均衡，变形很小，但金属流