基于滑移线法的连续挤压腔体入口结构优化.pdf

第36卷第5期 有色金属加工 VoL36No．5 ’2007年|O月 NoNFERROUSMETAL8PROCESSlNG October2007 基于滑移线法的连续挤压腔体入口结构优化 裴久杨。宋宝韫 (大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连116028) 摘要：连续挤压腔体人口参数直接决定着腔体人口处的受力状态和腔体使用寿命。本文罘用滑移线法建 立了腔体人口区塑性变形力的计算模型，并用MATLAB软件编制程序，对变形力进行了计算。宴验研究表 明，该计算模型的计算结果与实验结果基奉吻合。利用该计算模型对腔体人口尺寸厦挡料块高度进行了优 化设计。为腔体人口结构设计提供了理论依据。 关键词：连续挤压；精移线法；优化设计：挤压力；腔体 中田分类号：TG375+．41文献标识码：A 文章箱号：1671—6795(200’)05一0038一∞ 连续挤压工艺使挤压生产真正实现了连续化。匾 而获得了广泛应用。图l所示为连续挤压的原理图。 挡料块长度对产品开裂和卷曲现象的影响；徐亦公、 连续挤压时，挤压轮由电动机带动旋转．杆坯进入挤 王祖堂”1利用滑移线法对连续铸挤的力能参数进行 压轮轮槽，受槽壁的摩擦力作用被曳引到由挤压轮和 了计算。本文采用滑移线法建立腔体人El处塑性变 腔体形成的弧形挤压腔内，在摩擦力产生的高温和高 形区的挤压力计算模型和挡料块受力计算模型．并以 压作用下，金属通过模口挤出成形为管材或型材。 此为基础对腔体人口尺寸和挡料块高度进行了优化。 在连续挤压过程中，腔体是最主要的受力部件。 腔体损坏的主要形式是挡料块部位被镦粗、产生塑性 1腔体入口挤压力及挡料块受力计算 变形而失效。腔体的使用性能与寿命直接影响整个 挤压机的工作效率与生产成本。因此，建立腔体人口 图2为图1中区域A结构的简化，设腔体人口尺 区(图l中区域A)塑性变形力的计算模型，优化腔体寸日口=2H、挡料块高度为”。根据坯料受力状态及边 人口尺寸与挡料块高度，改善挡辩块部位的受力状 界条件，可确定塑性区的滑移线场为有，tL,扇形场，如 态，具有重要的工程应用价值。 图2所示，其中ACF线为oE线。 圈1连续挤压原理图 cxbⅫ血n Fig．1 ofcontinuous Principle 圈2腔体入口处滑移线场 课题来豫：国采自然科学基金重点课题，基金号 alen啪睫ofchamber Fj吝_2SIiP-Linefield 收稿El期：2007-5—11 万方数据 j 第5期 有色金属加工 由滑移线性质可知，不同的摩擦边界条件，精移 式中尽—一材料的剪切屈服极限／MPa； 线与边界的交角也不同．交角p可根据下式计算； 口——挤压轮槽的宽度／ram； 卜挡料块与挤压轮的切向接触长度／ram。 c。s-jm (1) 甲=t÷e。s。景=‘丁1 轮靴间隙处溢料的形状如图3所示，该处的摩擦 由连续挤压工艺的特点可知，在边界L上属于常 力为： 剪切摩擦(f=mK。m