鋁型材擠壓模具CAE摹擬 闡明的運用

鋁型材擠壓是指將鋁合金高溫鑄坯通入專用擠壓模具內(nèi)，在擠壓機供應 的強年夜 壓力感化 下，按給定的速度，將鋁合金從模腔中擠出，從而獲得所需外形 、尺寸和 具有必然 力學機能 的鋁合金擠壓型材。鋁型材擠壓成型進程 極度復雜，除 圓形和圓環(huán)形截面鋁型材的擠壓屬于二維軸對稱問題外，一般而言，其它外形 的鋁型材擠壓屬于三維活動 年夜 變形問題。

是以 ，擠壓模具的設計建造 質(zhì)量和其使用壽命就成了擠壓進程 是不是 經(jīng)濟可行的樞紐之一。公道 的設計與制造能年夜 年夜 耽誤 模具壽命，對 提高1臨盆 效力 、下降 本錢 和能耗具有主要 意義。今朝 ，我國型材擠壓模具設計根基 上還逗留 在傳統(tǒng)的依托 工程類比和設計經(jīng)驗的積聚 上。而現(xiàn)實 上，鋁型材斷面越復雜，其擠壓變形的不平均 性就越明顯，從而造成新設計的模具很難包管 坯料一次性的平均 流出，致使 型材因扭擰、海浪 、曲折 及裂紋等缺點 而報廢，模具也極易毀傷 ，必需 經(jīng)由 頻頻 試模、修模才能投入正常使用，造成資金、人力、時候 、資本 等方面的鋪張。

是以 ，跟著 鋁型材產(chǎn)物 不竭向年夜 型化、扁寬化、薄壁化、高精化、復雜化和多用處 、多功能、多品種、長命 命標的目的成長 ，改良傳統(tǒng)的模具設計方式 已成為當前鋁型材工業(yè)成長 的火急需求。鋁型材擠壓模CAE手藝 是使用CAD中建樹的擠壓產(chǎn)物 模子 、連系 擠壓工藝與節(jié)制 參數(shù)、完成其成形進程 闡發(fā)和響應 模具優(yōu)化設計的一種數(shù)值手藝 。

具體做法為:在擠壓模初步設計的根蒂根基 上，按照事前 擬定的工藝實驗 方案，使用計較機仿真全部 擠壓成形進程 ，獲得擠壓變形體內(nèi)的應力、應變、溫度、流速等物理量散布 ，和 擠壓各階段的壓力、溫度、速度等工藝參數(shù)轉(zhuǎn)變 情況;肯定 擠壓模工作帶斷面和分流孔、焊合腔、導流槽等模具構造 對成形鋁材活動 的影響，模具使用進程 中可能呈現(xiàn)的變形、塌陷、崩刃、裂口、磨損、”粘著”和疲憊 等缺點 及其位置;提出闡發(fā)講演并向設計人員保舉 適合 的擠壓前提 ，設計人員再按照CAE闡發(fā)成效批改 模具設計方案。

經(jīng)由 數(shù)次頻頻 ，直到模具設計方案知足 產(chǎn)物 設計要乞降 產(chǎn)物 質(zhì)量要求為止。這現(xiàn)實 上是將臨盆 現(xiàn)場的”試模-修模-試模”進程 轉(zhuǎn)移到計較機上完成，以部門替換 模具設計制造進程 中費時費事的試模工作，從而削減 該階段的材料和能源消費 ，下降 臨盆 本錢 ，并據(jù)此設計出高質(zhì)量的鋁型材擠壓模具。

固然 CAE手藝 已在鋁型材擠壓模具設計制造范疇 獲得 了某些成功的運用 ，但真正面向模具工程師的運用 卻很少。這主如果 因為 今朝 國表里 還沒有專門針對鋁型材擠壓模開辟 的CAE軟件，所以，當模具工程師借助一些通用或?qū)Ｓ肅AE軟件(如ANSYS/LSDYNA、MARC/AutoForge、Deform等)進行模具設計方案和模具構造 闡發(fā)時，除要求使用者具有 扎實的擠壓工藝和擠壓模設計制造專業(yè)常識 、熟習 擠壓模各零部件在耦合場情況 中的工作狀態(tài) 外，還要求他對數(shù)值摹擬 手藝 及響應 有限元闡發(fā)方式 必需 有較深切 的領會，這對 工作在臨盆 第一線的工程手藝 人員而言是對照 難的，這也是CAE手藝 在擠壓模具行業(yè)中得不到普遍 運用 的主要 緣由 之一。

模具CAD/CAE/CAM手藝 具體就是模具設計人員和組織模具產(chǎn)物 制造的工藝設計人員在CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的輔助下，按照模具的設計和制造法式 進行設計和制造的一項新手藝 。華夏模具網(wǎng)指出，今朝 ，模具CAD/CAE/CAM手藝 成長 很快，普遍 的運用 于模具臨盆 企業(yè)。

采取 模具CAD/CAE/CAM手藝 是模具臨盆 革命化的辦法 ，也是模具手藝 成長 的一個顯著特點。國外模具CAD/CAM手藝 的研究始于上世紀60年月 ，到70年月 已 研制出了模具CAD/CAM的專門系統(tǒng)，推出了面向中小型企業(yè)的CAD/CAM的貿(mào)易 軟件，可運用 于各類 類型的模具設計和制造。

1973年，美國的DIE COMP公司率先研制成功PDDC繼續(xù)模系統(tǒng)。1977年，捷克斯洛伐克金屬加工工業(yè)研究所研制成功AKT沖模CAD系統(tǒng)。1978年，日本機械工程嘗試室建樹ME1繼續(xù)模設計系統(tǒng)。1979年，日本旭光學工業(yè)公司研究成功的沖空模和曲折 模PENTAX的CAD系統(tǒng)。

1985年，日本NISSIN緊密機械 公司采取 了冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)。到80年月 末，美國、日本等工業(yè)蓬勃 國度 的模具臨盆 已有近50%采取 了CAD/CAM手藝 。

近二十多年來，跟著 計較機硬件的不竭提拔 ，工業(yè)蓬勃 國度 的CAD/CAM手藝 不竭立異 、完美 、逐漸 成長 ，已 構成 一個從研究開辟 、臨盆 制造到推行 運用 和發(fā)賣 辦事 的完全 的高手藝 財產(chǎn)。

國外在上世紀60年**始開辟 有限元進行軟件，1976年刊行 了第一套活動 闡發(fā)軟件。使用CAE手藝 可以在模具加工前，在計較機上對全部 成型進程 進行摹擬 闡發(fā)，削減 乃至 避免模具返修報廢、提高模具質(zhì)量和下降 本錢 等。今朝 國外的模具CAE手藝 已 相當做 熟，完全走向適用 化階段，并獲得 了顯著結(jié)果 。國外有名 的CAE軟件有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、COSMOS等。

Unigraphics( 簡稱UG) 進入年夜 陸比PRO-E晚許多 ，但一樣 是現(xiàn)今 世界上最進步前輩、面向制造行業(yè)的CAD/CAE/CAM高端軟件。UG軟件被現(xiàn)今 許多世界領先的制造商用來從事工業(yè)設計、具體 的機械設計和 工程制造等各個范疇 ?，F(xiàn)在 UG在全球已具有 17000多個客戶 。UG自90 年進入中國市場以來，成長 敏捷 ，已 成為汽車、機械、計較機及家用電器、模具設計等范疇 的首選軟件。 年夜 體有pro-engineer、UG、AUTOCAD、moldflow吧 前兩個為三維軟件，均能進行草圖繪制、零件建造 、裝配設計、鈑金設計、加工處置懲罰 等，包管 用戶可以依照 本身 的需要進行選擇使用。二者 最年夜 的區(qū)分 應當 是參數(shù)化吧。 AUTOCAD用于二維畫圖 、具體 繪制、設計文檔和根基 三維設計。 moldflow是闡發(fā)軟件 ，能對設計方案進行摹擬 評估和 優(yōu)化處置懲罰 。削減 潛伏 的設計掉 誤，縮短產(chǎn)物 的開辟 周期，下降 開辟 本錢 。