挤压模拟课程设计(6)(1)

1、材料成型计算机模拟材料成型计算机模拟课程设计说明书课程设计说明书课题名称课题名称 计算机辅助棒材挤压模设计.指导教师指导教师 张金标 .专业小组专业小组 2012 材控第 6 设计小组 .小组成员小组成员 1210121051 杨 彤 . 1210121052 余 松 . 1210121053 余文龙 . 1210121054 袁 揭 . 1210121055 张双双 . 1210121056 赵德勇 . 1210121057 赵少杰 . 1210121058 赵心峰 . 1210121059 周华宇 . 2015 年 11 月 13 日材料成型计算机模拟材料成型计算机模拟课程设计任务书课程设

2、计任务书2012 级材料成型及控制工程专业一、课题名称一、课题名称本设计课题为计算机辅助棒材挤压模设计。二、设计目的二、设计目的掌握挤压变形工具设计方法，巩固挤压变形理论与知识，进一步熟悉数值模拟软件的使用方法，培养 CAE 在金属塑性成形中的应用技能。设计棒材挤压工艺参数和模具结构参数，运用 DEFORM 软件模拟分析设计参数的合理性。三、概述三、概述挤压是对放在容器（挤压筒）内的金属坯料施加外力，使之从特定的模孔中流出，获得所需要断面形状和尺寸的一种塑性加工方法，有正挤压、反挤压、组合挤压、连续挤压、静液挤压等多种形式。挤压成形能充分发挥金属塑性，获得大变形量，实现由坯料到成品的一次成型。

3、挤压变形能显著改善金属材料的组织，提高制品的力学性能、尺寸精度和表面质量。因此，挤压是金属材料加工的一种应用广泛的成形方法，适用于薄壁、细长的管、线、型材的生产，特别是断面复杂的异型材的加工生产。但是，挤压变形也存在制品组织与性能不均、工模具磨损快和设备负荷高等缺点。挤压制品的组织性能、表面质量、尺寸及形状精度、工模具损耗以及能量消耗都与坯料、挤压工艺、工模具结构尺寸和形状等因素相关。因此，挤压工艺与工模具的设计合理与否是挤压成形的关键。本设计以20mm 棒材（黄铜 DIN_CuZn40Pb2）挤压成形为例（图 1 所示），研究挤压变形工艺参数、模具结构形状与尺寸对金属流动、变形力等参数的影响

4、，通过 DEFORM 软件模拟分析参数的合理性。四、设计内容与要求四、设计内容与要求1 1、设计内容、设计内容（1）运用金属塑性变形理论、金属挤压成形理论与工艺的知识，选择坯料，设计挤压工艺参数。（2）根据挤压变形工具设计理论与方法设计主要工具，包括挤压模、挤压筒和挤压垫。（3）选择设计参数，制定设计方案。（4）制定设计过程与步骤。（2）挤压成形的 CAE 分析。挤压模挤压筒挤压垫图 1 挤压示意图挤压模挤压筒挤压垫D2d3d2d1D1l1l2l3l4l52 2、设计要求、设计要求（1）以挤压工艺参数如挤压初始温度、挤压速度和摩擦系数等，变形工具结构参数如模具锥角、定径带长度待等为设计参数。（

5、2）本设计分组进行，9-10 名左右学生为 1 组，分组方案见表 1。每组学生选择 1 至 2 个设计参数，共同设计方案，设计方案 8-10 个。每名学生独立完成本组内的 1 个设计方案的设计过程。（3）组内学生共享本组的设计数据，共同讨论、分析设计结果，得出设计结论，共同撰写 1 份设计报告正文。表 1 分组方案表序号学生学号挤压垫摩擦系数挤压筒挤压模摩擦系数挤压杆速度/mm.s-1挤压模锥角/挤压温度/定径带长度 l4/mm工模具预热温度/1023, 1-900.60.610305301020210-19000.6204555020100320-300.10.510606057030200

6、431-410.20.430209059040300542-500.30.3404553065050400651-590.50.250606101060200760-700.60.160306306020500871-80000.6603063060500981-890.60.1106045610504001091-1000.50.25020905904030011101-1100.40.340305306503020012111-1190.30.43045570106010013120-1300.10.52060550202050014131-14000.60.6103053010500（4

7、）每位学生独立撰写设计小结，组长着重阐述本组设计工作简况，小组成员着重简述自己工作简况，与报告正文一起装订、提交。说明：1.1-7 组挤压制品为16mm，坯料140300mm；8-14 组挤压制品为12mm，坯料100300mm； 2.四分之一对称模拟，单元格最小边长 2mm（模孔过渡圆角半径 5mm） ，比例 1.5，距离步长1mm，步数 100 左右。五、设计时间五、设计时间设计时间是 2015.11.09-13 日，为期一周。六、指导老师六、指导老师指导老师张金标。七、考核七、考核以提交的设计和设计阶段综合表现为依据进行考核。提交材料包括设计说明书，挤压装配图，模拟DB 文件等。材控室2

8、015.11.06目目 录录第一章第一章 设计方案的分配与确定设计方案的分配与确定.11.1 挤压方案的分配 .1第二章第二章 挤压工艺参数的确定挤压工艺参数的确定.22.1 挤压工艺参数的确定 .22.1.1 摩擦系数的确定 .22.1.2 挤压杆速度的确定 .22.1.3 挤压温度的确定 .22.1.4 挤压模锥角的确定 .22.1.5 工模具预热温度 .22.2 坯料的选择 .2第三章第三章 挤压工具参数的确定挤压工具参数的确定.33.1 模具尺寸的确定.33.1.1 挤压示意图.33.1.2 挤压筒尺寸的确定 .33.1.3 挤压模尺寸确定.5第四章第四章 模拟挤压及提取数据模拟挤压及

9、提取数据.74.1 模拟挤压的过程 .74.1.1 具及挤压工模工件的三维造型 .74.1.2 挤压模拟 .74.2 后处理.8第五章第五章 实验数据分析实验数据分析.95.1 定径带长度对挤压力的影响.95.2 定径带长度对其他挤压性能的影响.10参考文献参考文献.12设计小结设计小结.16计算机辅助棒材挤压模设计1第一章第一章 设计方案的分配与确定设计方案的分配与确定1.1 挤压方案的分配挤压方案的分配由于本设计以定径带长度为变化量来探究挤压过程中对各个参数的影响，选取的定径带长度 1060，分成九组进行实验模拟。具体方案见表 1-1 所示。表 1-1 挤压分配方案组号学生号挤压垫摩擦系数

10、挤压筒挤压模摩擦系数挤压杆速度/1smm挤压模锥角/0挤压温度/C0定径带长度4l工模具预热温度/C0511052155320 542555305635 574058506590.50.2506061060200各组员按分配数据进行模拟运算。计算机辅助棒材挤压模设计2第二章第二章 挤压工艺参数的确定挤压工艺参数的确定2.1 挤压工艺参数的确定挤压工艺参数的确定2.1.1 摩擦系数的确定 摩擦系数对挤压有着重要的影响，对挤压力的影响最为显著。根据设计要求，故挤压垫与坯料之间的摩擦系数可取 0.5。2.1.2 挤压杆速度的确定允许的挤压速度与金属再结晶和塑性区的温度范围有关，当变形和再结晶速度不协

11、调或金属与模壁有较大摩擦时，挤压件将出现横向裂纹。通常有色金属允许的挤压速度见表 表 2-1 有色金属材料允许的挤压速度材料挤压速度/）（1-smm铜5176钼12.725.4黄铜2551根据设计要求以及结合表 2-1，可取挤压速度为 50mm/s。2.1.3 挤压温度的确定确定挤压温度的原则与确定热轧温度的原则相同，也就是说，在所选择的温度范围内，保证金属具有良好的塑性及较低的变形抗力，同时要保证制品的获得均匀良好的组织性能等。根据设计要求及“三图” （合金的状态图、金属与合金的塑性图、第二类再结晶图）原则，可取挤压温度为 610。2.1.4 挤压模锥角的确定模角是模子的最基本的参数之一。它

12、是指母子的轴线与其工作端面间构成的夹角。分为平模和椎模，平模（=90）其特点是在挤压时形成较大的死区，从而能获得优良的制品表面。椎模所产生的死区很小，甚至消失，因而无法阻碍锭坯表面的缺陷和偏析物流出模孔。因为挤压模角不能过小否则难以在工作面上贮存，所以根据设计要求本设计采用。 602.1.5 工模具预热温度工模具预热的目的：使挤压坯料放入模具时温降不过大，以免使塑性降低，变形抗力增加；同时避免坯料中心的温差过大，增加变形的不均匀性；减小模具与坯料的接触温差。除了坯料在挤压前加热以外，挤压模，挤压垫及挤压筒在挤压前均要进行预热。预热温度一般在 150300，应按挤压坯料的温度作调整。根据设计要求

13、工具模预热温度取200。计算机辅助棒材挤压模设计32.2 坯料的选择坯料的选择根据实验要求给定的胚料规格为。挤压制品为。mm300140mm16第三章第三章 挤压工具参数的确定挤压工具参数的确定3.1 模具尺寸的确定模具尺寸的确定选择模具与坯料部分尺寸，并根据给定的主要尺寸，运用 AutoCAD 绘出挤压过程平面图形；并设计挤压工艺参数。3.1.1 挤压示意图图 3-1 挤压示意图3.1.2 挤压筒尺寸的确定根据设计任务书及计算结果可知，挤压制品的直径为 16mm，坯料的规格为 md，坯料直径,。mm300140mm140mDmm300mH计算机辅助棒材挤压模设计4（1）挤压筒内径的确定1d

14、挤压筒内径根据挤压合金的强度、挤压比和挤压机能确定的。筒的最大直径应能保证作用在挤压垫上的单位压力不低于金属的变形抗力。显然，筒径越大，作用在垫上的单位压力就越小。再根据产品品种、规格确定筒的内径尺寸。挤压筒内径可按间隙值计算1d (3-1) DDdm1式中，坯料的外径，mm；mD 是坯料顺利进入又不产生纵向裂纹的间隙值，mm，如表 3-1 所示D表 3-1 筒、锭间隙选择金属材料挤压机（mm)挤压筒直径（mm)间隙值（mm）备注类型吨位，（KN）Dd铝卧式立式冷挤3101.530.20.348340.10.8卧式1001003003001351015铜立式67512012稀有金属卧式4153

15、1.531.566.7285220260220260121.5345511.51.5256包套挤压包套挤压光坯挤压立式6651201.521.511.51包套挤压光坯挤压 因卧式挤压机的优越性较多在生产中广泛应用，故选取卧式挤压机作为挤压机，又坯料直径为近似等于挤压筒内经故可知挤压筒直径在 100300mm 范围内，即可知mm140间隙值。根据（3-1）挤压筒内径为mm5D1dmm14551401DDdm（2）挤压筒外径的确定1D 根据经验，一般挤压筒外径是挤压筒内径的 45 倍，故1D1d mm725580145)54()54(11dD为保证挤压筒衬套的尺寸及挤压筒强度要求可取700mm。1

16、D计算机辅助棒材挤压模设计5（3）挤压垫尺寸的确定挤压垫：挤压垫是用来防止高温的锭坯直接与季亚杆接触，消除其端面磨损和变形的工具。垫片的外径应比挤压筒内径小。太大，可能形成局部脱皮挤压，从而影响制D品质量，特别是在挤压管材时不能有效的控制针的位置，以致造成管子偏心。但是也D不能太小，以防与挤压筒内衬套摩擦加速其磨损。值与挤压筒内径有关：卧式挤压机D取 0.51.5mm；立式挤压机取 0.2mm，脱皮挤压取 2.03.0mm，铸锭表面质量不佳的可选更大一些。由表 3-1 本次设计采用卧式挤压机，坯料的直径为 140mm，所以挤压筒的内径应大于或等于 140mm，取 5mm。D 所以挤压垫的直径为

17、mm5 .1445 .143)5 . 15 . 0(1051Ddd故可以取挤压垫的直径。mm144d又挤压垫的厚度可等于其直径的 0.20.7 倍，2l所以mm8 .1008 .28144)7 . 02 . 0()7 . 02 . 0(2dl考虑到在挤压过程中的变形可在范围内取挤压垫的厚度80mm。2l（4）挤压筒长度确定tL挤压筒长度可按如下公式进行计算 321lllLt式中， 挤压杆进入挤压筒的深度，mm；1l 挤压垫的厚度，mm；2l 坯料的长度，mm；3l因为，80mm，为保证开始挤压时准确定位和挤压杆在挤压过程中保mm3003mHl2l持稳定, 可取 20mm，故挤压筒长度1l 20

18、+80+300=400mm321lllLt3.1.3 挤压模尺寸确定（1）模角的确定模角是指模子的轴线与其工作断面间所构成的夹角，根据设计要求取模角 为。60（2）定径带长度的确定 工作带又称定径带，是稳定制品尺寸和保证制品表面质量的关键部分。倘若工作带过短，则模子易磨损，同时会压伤制品表面导致出现压痕和椭圆等缺陷。但是，如果工作带过长，又极易在其上粘结金属，则制品表面上产生划伤、毛刺、麻面等缺陷，而且挤压力将升高。根据设计要求取定径带长度。mm60104）（l（3）定径带直径的确定模子工作带直径与实际所挤压的制品直径并不相等。在设计时应保证制品在冷状态下不超过所规定的偏差范围，同时又能最大限

19、度地延长模子的使用期限。通常是用一裕量系数来考虑各种因数对制品尺寸的影响。表 3-2 为挤压不同金属与合金时的模孔裕1C量系数值。1C计算机辅助棒材挤压模设计6 表 3-2 裕量系数 C1合金值1C含铜量不超过 65%的黄铜0.0140.016紫铜、青铜及含铜量大于 65%的黄铜0.0170.020纯铝、防锈铝及镁合金0.0150.020硬铝和锻铝0.0070.010 对于棒材，按标准规定只有负偏差。在挤压铜合金一类温度较高的材料时，因模孔会逐渐变小，所以工作带直径的设计应使开始一批棒材的直径接近其名义尺寸。随着模孔变小，挤压棒材的实际直径接近最大的负偏差。对于轻合金，因挤压温度低，没有模孔的

20、问题。挤压棒材的模孔直径用下式计算：2d (3-2)mmdCdd12式中，制品棒材的名义直径，mm。md 由于所给挤压坯料为黄铜 DIN_CuZn40Pb2，含铜量为 58%，所以值可取 0.015。故1C有（3-2）得 =16+16 0.015=16.24mmmmdCdd12（4）出口直径的确定3d模子的出口直径一般比工作带直径大 35mm，如果尺寸过小会划伤制品的表面。2d mm)53(23 dd由式得，故可取。mm24.2124. 91) 53 (24.163dmm203d（5）入口圆角半径（过渡圆角） 的确定r 入口圆角半径（过渡圆角） 的作用是为了防止低塑性合金在挤压时产生表面裂纹和

21、r减轻金属在进入工作带（定径带）时所产生的非接粗变形，同时也是为了减轻在高温下挤压时模子的入口棱角被压颓而很快改变模孔尺寸用的。入口圆角半径 的选取与金属强r度、挤压温度和制品的尺寸有关，对于紫铜和黄铜应取 25mm，根据设计要求取定过渡圆角的半径为 5mm。（6）挤压模的外形尺寸和确定2DH挤压模的外圆直径与厚度主要是根据其强度和标准系列化来考虑。它与挤压的型材类型、难挤压的程度及合金的性质有关。一般所挤压的型材的外接圆最大直径等于maxwD挤压筒内径的 0.80.85 倍。根据经验，对棒材、管材、带板和简单的型材，模子的外1d径。故挤压模外径wDD)45. 125. 1 ( 25.1231

22、16)85. 08 . 0(145)85. 08 . 0(1 dDw ，故可取值为174150120)45. 125. 1 (45. 125. 1 (2wDD）2D=160mm。2D 因为本设计中挤压模的定径带长度为=1060mm，挤压模的长度由定径带长度4lH、出口带长度和模角处水平长度共同确定，因为模角为 60o4l5l，所以水平长度为计算机辅助棒材挤压模设计7mm17.3760tan1224.1614560tan1221dd出口带长度可取 40mm，则挤压模长度40+37.17+（1060）=87.17137.17mm。5lH计算机辅助棒材挤压模设计8第四章第四章 模拟挤压及提取数据模拟

23、挤压及提取数据4.1 模拟挤压的过程模拟挤压的过程4.1.1 具及挤压工模工件的三维造型根据设计的的几何尺寸，运用 PRO/E 分别绘制坯料、挤压模、挤压垫、挤压筒的几何实体，输出 stl 格式。 4.1.2 挤压模拟1） 前处理 建立新问题：程序DEFORM6.1FileNew Problem Next在 Problem Name 栏中填写“stick extrusion ” Finish进入前前处理界面； 单位制度选择：点击 Simulation Control 按钮Main 按钮在 Units 栏中选中 SI（国际标准单位制度）勾选“Heat transfer。 添加对象：点击+按钮添加

24、对象，依次为“workpiece” 、 “top die” 、 “bottom die”和“object 4” ，在 Object Name 栏中填入 extrusion workpiece点击 Change 按钮点击 geometry 点击 import选择 extrusion workpiece .stl 实体文件打开；重复操作，依次添加 extrusion die，extrusion mandrel，extrusion dummy block，extrusion chamber。 对称面的设定：在对象树上选择 extrusion workpiece点击“Geometry”点击Symmet

25、ric Surface选中一个对称面点击“+Add”再选中另一个对称面点击“+Add” 。同样对“top die” 、 “bottom die”和“object 4”进行对称面设定。 热交换面设定：在对象树上选择 extrusion workpiece点击“Boundary Conditions”选择 3 个热交换面点击“+Add” 。 定义对象的材料模型：在对象树上选择各工件及坯料设置模拟温度，其中坯料610，其他工具 200，将坯料和挤压垫设置为主模具。模拟控制设置：在模拟控制中设置模拟步数 100，每隔 5 步就保存模拟信息，以挤压垫为主动工具步长设置为 1 完成模拟设置；终止条件设置：

26、在 stop 中设置物体运动方向上终止距离为 100mm。实体网格化：在对象树上选择坯料，在网格划分详细设置中选择绝对值下比例 1.5，最小网格边长 2 生成工件网格；设置对象材料属性：在对象树上选择各工件并选择相应的材料完成材料属性的添加；设置主动工具运行速度：在对象树上选择挤压垫填入分配所属的速度值；工件体积补偿：在对象树上选择 extrusion workpiece点击 Property在 Target Volume 卡上选中 Active F+m 选项点击 Calculate Volume 按钮点击 Yes 按钮。边界条件定义：在工具栏上点击 Inter-Object 按钮在对话框上选

27、择 extrusion workpieceextrusion dummy block点击 Edit 按钮点击 Deformation 卡 Friction 栏上选中 Shear 和 Constant 选项，填入摩擦系数 0.5（0.2） 点击 Thermal选中 Constant 选计算机辅助棒材挤压模设计9项，填入传热系数或选择传热类型 Forming 点击 Close 按钮依次对其他两项设置点击 Apply to other Relations，点击 Generate all 按钮点击 OK 按钮完成边界条件设置；2） 生成库文件在工具栏上点击 Database generation 按钮

28、 在 Type 栏选中 New 选项选择路径（英文）填入数据库文件名（英文） ，如 stick extrusion 点击 Check 按钮没有错误信息则点击 Generate 按钮完成模拟数据库的生成。3） 退出前处理程序在工具栏上点击 Quit 按钮，退出前处理程序界面。4 ) 模拟运算在主控程序界面上，单击项目栏中的 stick extrusion.DB 文件单击 Run 按钮，进入运算对话框单击 Start 按钮开始运算单击 Stop 按钮停止运算单击Summary，Preview，Message，Log 按钮可以观察模拟运算情况。4.2 后处理后处理模拟运算结束后，在主控界面上单击 s

29、tick extrusion.DB 文件在 Post Processor 栏中单击 DEFORM-3D Post 按钮，进入后处理界面。观察模拟的结果，提取必要的数据及相关云图、曲线图等。计算机辅助棒材挤压模设计10第五章第五章 实验数据分析实验数据分析根据不同组员的模拟结果分析数据如下，其中图以袁揭同学的模拟结果为代表展示：5.1 定径带长度对挤压力的影响定径带长度对挤压力的影响 表 5-1 不同定径带长度的平衡时挤压力定径带长度101520253035405060平衡时挤压力/KN135013801400145015001550159016601740 根据不同模拟结果，经数据分析，随着定

30、径带的增长挤压力越大计算机辅助棒材挤压模设计115.2 定径带长度对其他挤压性能的影响定径带长度对其他挤压性能的影响以袁揭同学的模拟结果为例（定径带长度 25mm） 不同位置温度点追踪图 计算机辅助棒材挤压模设计12 根据不同模拟结果，经数据分析以及查阅相关材料，得出以下结论：工作带长度是决定型材尺寸精度和表面质量的基本参数，工作带过长,摩擦阻力大，容易在其表面上黏结金属，使制品的表面出现毛刺、麻面等缺陷；工作带过短则金属流动阻力小，不能稳定地控制型材尺寸，同时工作带也更易磨损,使模具寿命降低。在实际生产中由于型材端面通常比较复杂，型材各部分的壁厚不尽相同,同时挤压力在模具中的分布也不均匀(模

31、具中心处的压力要比周边大一些)，导致金属流出模口时的速度分布不均匀,型材挤出后易出现扭拧、波浪、弯曲和裂纹等缺陷。工作带(也叫定径带)的摩擦阻力可以调整金属的流速，在模孔位置一定的条件下，合理设计工作带可以保证型材断面各部分的金属流动速度均匀，而减少挤压过程中的附加应力和挤压后工件内的残余应力，防止型材的变形与开裂。因此合理设计不等长的工作带长度，可以有效提高型材断面各个部分金属的流速均匀性。因此，在模孔位置一定的情况下，对挤压模具工作带的优化设计应以挤压过程中平衡金属流速为目标。计算机辅助棒材挤压模设计13参考文献参考文献1马怀宪.金属塑性加工学：挤压、拉拔与管材冷轧M.北京：冶金工业出版社

32、，1991.52胡建军.DEFORM-3D 塑性成形 CAE 应用教程M.北京：北京大学出版,2011.13洪慎章. 实用冷挤压模具结构图册M.北京：化学工业出版社，2008.74 金属塑性加工学 ，马淮宪主编，冶金工业出版社.5 彭大暑编著.金属塑性加工力学M. 中南工业大学出版社, 19896.金属塑性加工学第 3 版 ，王延溥、齐克敏主编，冶金工业出版社.7.金属塑性成形力学第 2 版，王平主编 ，冶金工业出版社.8.机械设计基础第 2 版，陈立德主编，高等教育出版社计算机辅助棒材挤压模设计14组长组长：袁 揭（1210121054）小组工作小结小组工作小结通过一个星期的个人设计，与同学

33、讨论，向老师询问，查阅资料等，从中学会了很多。我们第 6 组先各自完成自己的设计方案，接着我具体分工，共同协作，终于完成了设计。看似一个简单的课程设计，其实内容设计很多内容，通过这次模拟训练，我们学会了许多知识。熟悉 UG 三维绘图软件的使用，学会了 DEFORM-3D 的基本操作以及相关参数的合理设置。在这次设计过程中，我们熟悉了以前学的一些专业基础知识，设计的过程让我们将所学知识融会贯通，也为我们以后做产品设计提供的宝贵的经验。在整个设计完成后，我才感觉到做课程设计需要很多团队合作，分工的明确，持之以恒的态度。我要将这些经验深入到以后的工作中，这样才能在以后的工作中完成每项任务。我们对以前

34、学的很多知识模糊不清，这次让我们温习了以前的知识，正所谓“温故而知新” 。一个人短时间内很难完成多个方案，这时候分工合作就起到了作用，加强了效率，“众人拾柴火焰高” ，一个好的结果离不开团队每个人的共同努力。在课程设计过程中，我们用到并再次熟悉了 Word 文档、Excel 表格、AutoCAD、UG绘图等软件的操作，作为一个 21 世纪的大学生，一些常见的办公软件及与专业相关的软件是应该熟练掌握的。一个认真严谨的态度是相当重要的，以后工作，进入企业是不能随便的，这关系到企业的生产等多环节。高中班主任说的一句话“认真的人永远不会差” ，这句话我会永远及得，我相信一个有着认真严谨的态度在学习、生

35、活、工作各方面都会做得很不错，从这次课程设计中我意识到了自己知识的缺乏、团队合作的重要以及合理的设计流程的重要性。我会继续努力学习专业知识，培养自己的综合能力，只有不断努力攀登高峰，才能领略更美的风景！计算机辅助棒材挤压模设计15设计小结设计小结姓名：杨彤 学号：1210121051为期 10 天的课程设计将要结束了。在这两周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，获益匪浅。在本次材料成型计算机模拟中我被分在第六组与组员一起做模拟实验，在本次的课程设计中我们所选择的坯料为 140mm300mm 的黄铜 DIN CuZn40Pb2 棒材，为了确保挤压过程有一定的挤压比及确定坯料

36、断面圆直径为140mm，长为 300mm 的黄铜圆棒。此外方案中挤压垫摩擦系数为 0.5；坯料与挤压筒和挤压模的摩擦系数都为 0.2；挤压模锥角为 60；挤压温度为 610；定径带长度为 15mm；工模具预热温度为 200；根据小组的任务分配，我的定径带长度为 15mm。 基本参数确定后，先将三维实体图画出，再进行 DEFORM 进行材料成型模拟，基本前处理步骤如下：1）设置模拟控制条件；2）创建对象；3）划分网格；4）定义材料；5）定义驱动条件；6）设置模拟控制信息；7）设置对象间关系；8）生成数据库；9）分析模拟。然后，进行后处理。在后处理中分别导出破坏系数曲线和载荷曲线，然后导出两图中趋

37、于稳定时的数据进行相关分析。 在后处理中可以对所需要的部位进行充分的分析，可主动生成破坏系数、应力、应变等曲线，为我们研究材料成型过程中的金属的性能的变化提供重要的参考数据，让我们对于材料成型过程中有了更加的深刻的了解。当然,在挤压模拟过程中也遇到了很多问题,由于是四分之一模拟,挤压过程中必须要设对称面,如果忘记设置会造成挤压出来的棒材弯曲。进而影响实验结果。 在设计过程中，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影

38、响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。计算机辅助棒材挤压模设计16设计小结设计小结姓名：余松 学号：1210121052在两周的实习中，遇到了很多的问题，在此之中我学会了和搭档去讨论研究结果，体会到了团队合作的重要之处。学会运用所学知识，应用知识找出问题，并去解决问题。在本次材料成型计算机模拟中我被分在第六组与组员一起做模拟实验，在本次的课程设计中我们所选择的坯料为 140mm300mm 的黄铜 DIN CuZn40Pb2 棒材，为了确保挤压过程有一

39、定的挤压比及确定坯料断面圆直径为140mm，长为 300mm 的黄铜圆棒。此外方案中挤压垫摩擦系数为 0.5；坯料与挤压筒和挤压模的摩擦系数都为 0.2；挤压模锥角为 60；挤压温度为 610；定径带长度为 15mm；工模具预热温度为 200；根据小组的任务分配，我的定径带长度为 15mm。 基本参数确定后，先将三维实体图画出，再进行 DEFORM 进行材料成型模拟，基本前处理步骤如下：1）设置模拟控制条件；2）创建对象；3）划分网格；4）定义材料；5）定义驱动条件；6）设置模拟控制信息；7）设置对象间关系；8）生成数据库；9）分析模拟。然后，进行后处理。在后处理中分别导出破坏系数曲线和载荷曲

40、线，然后导出两图中趋于稳定时的数据进行相关分析。 在后处理中可以对所需要的部位进行充分的分析，可主动生成破坏系数、应力、应变等曲线，为我们研究材料成型过程中的金属的性能的变化提供重要的参考数据，让我们对于材料成型过程中有了更加的深刻的了解。当然,在挤压模拟过程中也遇到了很多问题,由于是四分之一模拟,挤压过程中必须要设对称面,如果忘记设置会造成挤压出来的棒材弯曲。进而影响实验结果。 在这次实验中，我深刻体会到了，平时一定要好好看书，认真完成老师布置的任务。这样，在做实验的时候才不会不知所措。今后，我会以此为戒，争取做得更好。计算机辅助棒材挤压模设计17设计小结设计小结姓名：余文龙 学号：1210

41、1210531 设计思路 本设计为计算机辅助棒材挤压模设计。本组为第十小组，主要研究挤压模角对挤压力及破坏系数的影响。通过组内任务分配，我将要用计算机模拟模角为 45时，应力及破坏系数的情况。首选进行坯料的选择及挤压工艺参数的设定，然后设计主要的挤压工具，包括挤压模、挤压筒和挤压垫并用 CAD 绘制三维图，最后进行计算机 DEFORM 模拟及后处理。2 方案简介本组设计最终确定坯料140 300mm，成品16mm；挤压模、挤压垫及挤压筒参数为 =20，=80，=300，=20，=40， 1l2l3l4l5l=145，=16.24，=20，=700，=100；1d2d3d1D2D工艺参数为挤压垫

42、摩擦系数 0.5，挤压筒挤压模摩擦系数 0.2，挤压温度 610，工具模预热温度 200。运用 DEFORM 软件并把集合体坯料、挤压垫、挤压模和挤压筒逐个导入。在模拟的过程中要对每个集合体进行材料和相关参数的设定，主要有国际单位选择 SI，模拟步数为 100，每 5 步进行一次保存，每步压下 1mm，终止条件为 100mm，整个过程有热传递过程。挤压坯料材料为 DIN CuZn40Pb2，设置挤压温度为 610，然后对挤压坯料进行网格划分和体积补偿，之后设置对称面和热交换面并保存。然后对挤压垫、挤压模和挤压筒设置预热温度为 200，挤压垫的压下速度为 50mm/s，方向为-z 轴，并保存。最

43、后进行摩擦系数和热传递系数的设定，挤压垫与坯料之间的摩擦系数为 0.5，坯料与挤压筒和挤压模之间均为 0.2，热传递系数 5。最后进入调试阶段，调试完成后，退出后运行。经过过一段时间运行和计算得出了挤压垫压力变化曲线和坯料破坏系数曲线，从 DEFORM导出后交予我们组组成进行数据整合、分析。最终得出在定径带长度为 60mm 时，最大挤压力为 888664.435N,最大破坏系数为 6.76。3 设计过程遇到的问题在模拟过程中我遇到了一些问题，如挤压过程中材料发生周期性断裂，之后分析是由于摩擦的原因使棒材内外部流速不均匀是材料从表面向内部发生断裂导致的。另一个问题就是当挤压到后面时发现破坏系数增

44、大好多，通过分析和老师讲解，是由于温度下降到材料的挤压默认范围之外，从而 DEFORM 软件不能正常计算导致的。4 设计感受通过这次计算机辅助棒材挤压模设计的学习，让我对 DEFORM 软件有了一个更深刻的了解和更熟练的操作。此外，在这两周的课程设计过程中，让我对挤压与拉拔这门课也有了一个大致的认识，熟练的掌握了对挤压工具的设计。本次课程设计实验是组员合作完成的，明确分工，每个人都贡献出了一份力量，让我领悟到了团队合作的重要性。此次设计让我受益匪浅。计算机辅助棒材挤压模设计18设计小结设计小结姓名：张双双 学号：1210121055 在本次材料成型计算机模拟中我被分在第六组与组员一起做模拟实验

45、，在本次的课程设计中我们所选择的坯料为 140mm300mm 的黄铜 DIN CuZn40Pb2 棒材，为了确保挤压过程有一定的挤压比及确定坯料断面圆直径为140mm，长为 300mm 的黄铜圆棒。此外方案中挤压垫摩擦系数为 0.5；坯料与挤压筒和挤压模的摩擦系数都为 0.2；挤压模锥角为 60；挤压温度为 610；定径带长度为 30mm；工模具预热温度为 200；根据小组的任务分配，我的定径带长度为 60mm。 基本参数确定后，先将三维实体图画出，再进行 DEFORM 进行材料成型模拟，基本前处理步骤如下：1）设置模拟控制条件；2）创建对象；3）划分网格；4）定义材料；5）定义驱动条件；6）

46、设置模拟控制信息；7）设置对象间关系；8）生成数据库；9）分析模拟。然后，进行后处理。在后处理中分别导出破坏系数曲线和载荷曲线，然后导出两图中趋于稳定时的数据进行相关分析。 在后处理中可以对所需要的部位进行充分的分析，可主动生成破坏系数、应力、应变等曲线，为我们研究材料成型过程中的金属的性能的变化提供重要的参考数据，让我们对于材料成型过程中有了更加的深刻的了解。当然,在挤压模拟过程中也遇到了很多问题,由于是四分之一模拟,挤压过程中必须要设对称面,如果忘记设置会造成挤压出来的棒材弯曲。进而影响实验结果。 在这两周的设计实验中，由于对书本知识掌握的甚少的原因，开始我们遇到了很多难题，这时候就需要我

47、们翻书对照，耽误了很多时间。在本次实验中还用到了 UG，对于UG 我们会做的更少了，还好有些同学问老师，然后再教我们，当然我们自己也查阅了资料才勉强完成。 在这次实验中，我深刻体会到了，平时一定要好好看书，认真完成老师布置的任务。这样，在做实验的时候才不会不知所措。今后，我会以此为戒，争取做得更好。计算机辅助棒材挤压模设计19设计小结设计小结姓名：赵德勇 学号：1210121056 在两周的实习中，遇到了很多的问题，在此之中我学会了和搭档去讨论研究结果，体会到了团队合作的重要之处。学会运用所学知识，应用知识找出问题，并去解决问题。 在本次材料成型计算机模拟中我被分在第六组与组员一起做模拟实验，

48、在本次的课程设计中我们所选择的坯料为 140mm300mm 的黄铜 DIN CuZn40Pb2 棒材，为了确保挤压过程有一定的挤压比及确定坯料断面圆直径为140mm，长为 300mm 的黄铜圆棒。此外方案中挤压垫摩擦系数为 0.5；坯料与挤压筒和挤压模的摩擦系数都为 0.2；挤压模锥角为 60；挤压温度为 610；定径带长度为 40mm；工模具预热温度为 200；根据小组的任务分配，我的定径带长度为 40mm。 基本参数确定后，先将三维实体图画出，再进行 DEFORM 进行材料成型模拟，基本前处理步骤如下：1）设置模拟控制条件；2）创建对象；3）划分网格；4）定义材料；5）定义驱动条件；6）设

49、置模拟控制信息；7）设置对象间关系；8）生成数据库；9）分析模拟。然后，进行后处理。在后处理中分别导出破坏系数曲线和载荷曲线，然后导出两图中趋于稳定时的数据进行相关分析。 在后处理中可以对所需要的部位进行充分的分析，可主动生成破坏系数、应力、应变等曲线，为我们研究材料成型过程中的金属的性能的变化提供重要的参考数据，让我们对于材料成型过程中有了更加的深刻的了解。当然,在挤压模拟过程中也遇到了很多问题,由于是四分之一模拟,挤压过程中必须要设对称面,如果忘记设置会造成挤压出来的棒材弯曲。进而影响实验结果。计算机辅助棒材挤压模设计20设计小结设计小结姓名：赵少杰 学号：1210121057 在本次材料

50、成型计算机模拟中我被分在第六组与组员一起做模拟实验，在本次的课程设计中我们所选择的坯料为 140mm300mm 的黄铜 DIN CuZn40Pb2 棒材，为了确保挤压过程有一定的挤压比及确定坯料断面圆直径为140mm，长为 300mm 的黄铜圆棒。此外方案中挤压垫摩擦系数为 0.5；坯料与挤压筒和挤压模的摩擦系数都为 0.2；挤压模锥角为 60；挤压温度为 610；定径带长度为 60mm；工模具预热温度为 200；根据小组的任务分配，我的定径带长度为 50mm。 基本参数确定后，先将三维实体图画出，再进行 DEFORM 进行材料成型模拟，基本前处理步骤如下：1）设置模拟控制条件；2）创建对象；3）划分网格；4）定义材料；5）定义驱动条件；6）设置模拟控制信息；7）设置对象间关系；8）生成数据库；9）分析模拟。然后，进行后处理。在后处