7075铝合金筒形件径向_反向挤压工艺的成形模拟研究_冀翠斌.docx

Hot Working Technology 2016, Vol.45 , No.57075 铝合金筒形件径向-反向挤压工艺的 成形模拟研究冀翠斌，王 强（中北大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030051）摘 要：介绍了一种径向-反向挤压工艺。 运用 Deform-3D 有限元分析软件对 7075 铝合金筒形件径向 - 反向挤压 成形过程进行了模拟，重点分析了成形过程中的变形力和金属流动规律。 结果表明，径向-反向挤压工艺可以有效地降 低载荷，挤压过程中的金属流速平缓，筒体底部等效应力降低。关键词：反挤压；成形力；金属流动；数值模拟DOI: 10.14158/j.cnki.1001-3814.2016.05.043中图分类号：TG376.2；TG379文献标识码：A文章编号：1001-3814(2016)03-0154-03Forming Simulation of Radial-Backward Extrusion Process for 7075Aluminum Alloy CylinderJI Cuibin, WANG Qiang(School of Material Science and Engineering，North University of China，Taiyuan 030051，China)Abstract：A radial -backward extrusion process was introduced. The radial -backward extrusion process of 7075 aluminum alloy tube was simulated by using DEFORM-3D finite element software. The deformation force and metal flowing law were discussed. The results show that radial-backward extrusion process can effectively reduce the load，the metal flow in extrusion process is smooth，and the effective-stress of the tube at the bottom decreases.Key words：backward extrusion；forming force；metal flow；numerical simulation筒形件是工业应用中一种常见的制品。 根据其 形状特点，传统的生产工艺包括铸造和机械加工等。 铸造容易出现晶粒粗大、组织不均匀、成分偏析和力 学性能偏低等缺陷， 会极大降低后续产品的使用性能；采用机械加工的方法，机加工量很大，会造成材，能源的浪费。 因此，提出用径向-反向挤压的方 法获得所需尺寸的直筒[1]。 王献文[2]等分析了 EW75镁合金反挤压过程，得到了最佳工艺变形为 500 ℃，挤压速度为 5 mm/s。 王小彬[3]等人对 TC6 合金筒形件成形进行了模拟， 得出了不同工艺参数下的应力应变分布规律。 而对于径向-反向挤压工艺下的金属成形研究很少见。面向未来金属挤压加工技术必须更精、更省、更净[4]。 为了改善普通反挤压变形力大、变形不均匀等问题,Y H Kim[5]等提出扭转反挤压方法。 试验结果表明，较普通反挤压可降低成形力 30%左右；同时实收稿日期:2015-01-21作者简介:冀翠斌（1988- ），男，河北石家庄人，硕士，主要研究方向：精密塑形成形及改性技术；电话E-mail:zhiyuan1977@sina.cn现更为均匀的变形。 王强[6]等人提出的空心坯料反 向挤压省力成形方法，能够省力 25%左右，且筒体 底 部 变 形 更 均 匀 ， 提 高 了 力 学 性 能 。 V Shatermashhadi[7]等人开发了一种径向-反向挤压工 艺， 并用高纯度铅进行了实验， 表明可以降低成形 力， 产品力学性能提高。 本文基于此工 艺和Deform3D 软件， 对 7075 铝合金筒形件成形过程进 行了模拟， 重点分析了成形过程中的变形力和金属 流动规律。本研究对今后 7075 铝合金在该工艺下的实际生产具有一定的理论指导意义。1工艺原理径向-反向挤压工艺中， 模具装置包括三部分，凹模、固定凸模、移动凸模。 传统反挤压和径向-反向挤压的模具结构如图 1 所示。传统反挤压过程中， 坯料放置在凹模内，凸模向下移动，金属通过凸凹模 间隙流出。 在径向-反向挤压过程中，坯料放在带有 通孔的固定凸模内，然后，移动凸模向下运动挤压坯 料，坯料先发生径向挤压，充满