铝合金三角板模具设计论文

1、铝合金三角板模具设计论文 1三角板热锻工艺性分析 该锻件中央大面积区域的厚度均为77mm，周围筋板厚度为24mm，较薄的中央区域在锻造过程中的温降较大，而结构复杂的筋板则容易出现终锻充填不足等锻造的缺陷为此，采用与终锻件外形轮廓相近的坯料进行锻造成形，以保证锻件的成形质量 2三角板热锻模具设计 21中间件设计 根据铝合金锻件的工艺设计原则，采取下料预锻终锻切边的工艺流程，其中预锻主要对三角板中央大面积薄壁区域成形，终锻主要对筋板和凸台成形铝合金锻件在温度为300350时的收缩率为08%，以此分别设计预锻和终锻件此外，对预锻件的长度和宽度尺寸进行缩小，比例因子均为09%;对预锻件的高度尺寸进行增

2、大，比例因子均为11%，以保证终锻中锻件充填完好 22模具设计 利用预锻件和终锻件设计铝合金三角板的热锻模具将预锻模腔和终锻模腔安排在同一个模块上，其目的是减少锻造过程中锻件传输时的热损失其中预锻模腔和终锻模腔在模块上采用对角式分布，这是为了减少锻造过程中模具的受力不均衡为了保证锻件不出现塌角等充填缺陷，将预锻件的飞边厚度设计为2mm，终锻件飞边厚度设计为1mm，同时三角板上的凸台在预锻中不锻出 3有限元模拟 基于有限元软件deform-3d对三角板的成形过程进行模拟坯料的材料为6061铝，单元体为78000个，最小网格尺寸为05mm，网格比例因子为2在模拟中开启重划网格选项并进行体积补偿，上

3、下模具设为刚体，模具材料均为h13钢其中，上模具为主模具并设置运动速度为50mm/s当预锻飞边为2mm时，上模运动停止;当终锻飞边为1mm时，上模运动停止 4模拟结果分析 对三角板的热锻成形过程实施数值模拟，分析预锻和终锻过程中的成形载荷、温度场、应力应变场和成形缺陷，以研究工艺模具设计的合理性 41温度场分析 由于预锻中锻件的温降较大，锻件中央大面积区域的温度普遍低于256，最低温度为181;而终锻中锻件的温度变化不大这是由于锻件长而薄，导致锻件与模具之间产生大量的热传递，从而使得锻件温度快速降低;而终锻过程中锻件变形量小，工件与模具接触时间短，故少，温降小可以通过提高模具预热温度来解决工件

4、温降过快的问题，但温度过低会使成形载荷剧增且锻件容易表面开裂，温度过高会导致锻件性能下降，合适的锻造温度为450480 42应力应变场对比 预锻中锻件的等效应力范围为112140mpa，而终锻中锻件的等效应力主要范围为82141mpa，说明在预锻和终锻中，锻件的变形能力基本一致预锻件和终锻件的等效应变分布可见，锻件在预锻和终锻结束时的变形主要发生在飞边附近，而此时正是成形载荷急剧上升的阶段，表明飞边厚度对铝合金锻件的成形至关重要本文选择的预锻飞边厚度为2mm，终锻飞边厚度为1mm，兼顾了成形载荷和锻件切边变形等因素 43锻造缺陷分析 因为铝合金三角板锻件因其壁厚不易出现折叠，终锻折叠角211度

5、，因此锻件不易产生折叠缺陷锻件内壁和飞边区域的破坏因子较高，表明铝合金三角板锻件极易出现开裂，甚至导致锻件报废同时，应该合理设计锻件的温度和坯料尺寸，避免大变形造成锻件表面的开裂 44成形载荷分析 在预锻和终锻中，模具的最大载荷分别为2320t和2830t，且上下模具的载荷一致尽管坯料外形与终锻件的尺寸匹配较好，但由于铝合金锻件飞边厚度较小致使锻造载荷较大此外，由于该锻件筋板较薄，厚度尺寸为77mm，在锻造过程中，模具传热使得锻件温度大幅降低，金属变形抗力上升，引起锻造载荷急升。5结语通过对铝合金三角板锻件进行工艺性分析，设计了薄壁铝合金锻件的中间工序件和模具，进而采用数值模拟分析模具和工艺设计的合理性，结果表明:1)对于薄壁铝合金锻件，合适的锻造温度为450480温度过低，会使成形载荷剧增且容易导致锻件表面开裂;温度过高，会导致锻件性能下降2)铝合金锻件的预锻和终锻飞边厚度分别设置为2mm和1mm时，锻