基于HyperXtrude的铝合金壁板连续挤压技术

发布时间：2019-10-02 00:22

【摘要】：采用HyperXtrude模拟软件对6063铝合金壁板进行连续挤压数值模拟,得到了挤压成形时金属的速度分布场。结果表明,金属在扩展模中的流动速度是不均匀的,速度最高的部位出现在与腔体进料口相对应的中间位置,速度由中间向两侧逐渐降低;改变导流模的结构可以有效的均衡金属流速,当导流模中的阻流块高度由8 mm降低至2 mm时,可使壁板产品截面的最大速度差由34.2 mm·s~(-1)降低至16.4 mm·s~(-1)。对铝合金壁板进行连续挤压工艺实验,得到合格的产品,验证了利用连续挤压扩展成形技术生产铝合金壁板的可行性。
【图文】：

连续挤压原理图

饣荆?产品宽度为135mm，壁厚不均匀，，宽厚比为45，中间部位有高34mm的凸起筋壁，筋壁厚度为2mm。基于LLJ400连续挤压机进行模拟，以Φ15mm的6063铝合金杆料为挤压原料，扩展比(产品宽度与坯料直径的比值)为9。模具材料为H13钢，材料的相关参数如表1所示，模拟挤压工艺参数如表2所示。工作带处采用的摩擦模型为Coulomb模型，摩擦系数取0.3。模腔部位采用粘着模型，即与模具表面接触的金属完全粘着在模具表面而无相对流动。挤压模具的三维模型如图3所示。划分网格后的模拟分析模型如图4所示，其中模腔模型如图5所示。图26063铝合金壁板形状与尺寸Fig.2Geometryanddimensionof6063aluminumalloypanel表16063铝合金和H13钢的性能参数Tab.1MaterialpropertiesforAA6063andH13steel材料AA6063H13杨氏模量/Pa4.0×10102.1×1011泊松比0.350.35密度/(kg·m－3)27007870导热系数/(W·(m·K)－1)19824.3比热/(J·(kg·K)－1)900460表2模拟挤压工艺参数Tab.2Extrusionprocessparametersusedinsimulation坯料长度/mm坯料直径/mm坯料温度/℃模具温度/℃工作带网格尺寸/mm挤压轮转速/(r·min－1)4600Φ15205000.662模拟结果与分析针对连续挤压6063铝合金壁板进行模拟研究，铝合金坯料在挤压轮槽中经过90°转角进入挤压模腔，金属在模腔中的成形流动过程如图6所示。金属进入扩展模发生扩展变形(图6a)，之后进入导流模进行二次变形(图6b)，通过预成形模进行预成形(图6c)，最后流入成形模成形(图6d)。图7为金属在成形各阶段的速度分布云图。由图7a可以看出，在扩展模腔中金属流动速度不均匀，速度最大的部位出现在与腔体进料口相对应的中间位80塑性工程学报第24卷
【作者单位】： 大连交通大学连续挤压工程研究中心;大连康丰科技有限公司;
【基金】：辽宁省自然科学基金资助项目(2015020188) 辽宁省教育厅科学研究一般项目(2013183)
【分类号】：TG379

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本文编号：2544654