材料成型计算机模拟

1、目录第一章挤压工艺参数的确定 (11.1挤压工艺参数的确定 (1第二章挤压工具参数的确定 (22.1 模具尺寸的确定 (2第三章挤压方案的分配 (63.1挤压方案的分配 (6第四章模拟挤压及提取数据 (74.1模拟挤压的过程 (74.2 后处理 (8第五章实验数据分析 (105.1 挤压杆挤压速度对挤压力的影响 (105.2 挤压杆挤压速度对破坏系数的影响 (11总结 (12参考文献 (13工作总结 (14第一章 挤压工艺参数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1-1。表1

2、-1 有色金属材料允许的挤压速度工模具预热的目的:使挤压坯料放入模具时温降不致过大,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。根据设计要求工具模预热温度取400。材料 挤压速度/(1-s mm 铜 5176 钼 12.725.4 黄铜2551第二章 挤压工具参数的确定2.1 模具尺寸的确定 图2-1 挤压示意图根据设计任务书及计算结果可知,挤压制品的直径m d 为12mm ,坯料的规格为mm 300100,坯料直径mm 100=m D mm 300=m H 。 (

3、1挤压筒内径1d 的确定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1d 可按间隙值计算D D d m +=1 (2-1式中,m D 坯料的外径,mm ;D 是坯料顺利进入又不产生纵向裂纹的间隙值,mm ,如表2-1所示表2-1 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 D d 铝卧式 立式 冷挤310 1.53 0.20.3 48 34 0.10.8铜卧式100 100

4、300 30013 5 10 15立式6 75120 12 稀有金属卧式4 15 31.5 31.566.72 85 220260 220260 12 1.53 45 5 11.5 1.52 5 6 包套挤压 包套挤压 光坯挤压立式6651201.52 1.511.5 1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mm 100近似小于挤压筒内经故可知挤压筒直径在100300mm 范围内,即可知间隙值mm 5=D 。根据(2-1挤压筒内径1d 为mm 10551001=+=+=D D d m(2挤压筒外径1D 的确定根据经验,一般挤压筒外径

5、1D 是挤压筒内径1d 的45倍,故 mm 52542010554(54(11=d D为保证挤压筒衬套的尺寸及挤压筒强度要求可取=1D 500mm 。(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D 。太大,可能形成局部脱皮挤压,从而影响制品质量,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D 也不能太小,以防与挤压筒内衬套摩擦加速其磨损。D 值与挤压筒内径有关:卧式挤压机取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1-1本次

6、设计采用卧式挤压机,坯料的直径为100mm ,所以挤压筒的内径应100mm ,D 取5mm 。 所以挤压垫的直径为故可以取挤压垫的直径mm 104=d 。又挤压垫的厚度2l 可等于其直径的0.20.7倍, 所以考虑到在挤压过程中的变形可在范围内取挤压垫的厚度=2l 50mm 。 (4挤压筒长度t L 确定挤压筒长度可按如下公式进行计算321l l l L t +=式中,1l 挤压杆进入挤压筒的深度,mm ; 2l 挤压垫的厚度,mm ; 3l 坯料的长度,mm ;因为mm 3003=m H l ,=2l 50mm ,为保证开始挤压时准确定位和挤压杆在挤压过程中保持稳定,1l 可取40mm ,故

7、挤压筒长度(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o 45。 (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mm 504=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,同时又能最大限度地延长模子的使用期限。通常是用一裕量系数1C 来考虑各种因数

8、对制品尺寸的影响。表1-2为挤压不同金属与合金时的模孔裕量系数1C 值。表2-2 裕量系数C 1合金1C 值含铜量不超过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,没有模孔的问题。挤压棒材的模孔直径2d 用下式计算:m m d C d d 12+= (2-2式

9、中,m d 制品棒材的名义直径,mm 。由于所给挤压坯料为黄铜DIN_CuZn40Pb2,含铜量为58%,所以1C 值可取0.015。故有(2-2得m m d C d d 12+=12+120.015=12.18mm(4出口直径3d 的确定模子的出口直径一般比工作带直径2d 大35mm ,如果尺寸过小会划伤制品的表面。 mm 53(23+=d d由式得27.18mm 15.1853(18.213=+=d ,故可取mm 173=d 。 (5入口圆角半径(过渡圆角r 的确定入口圆角半径(过渡圆角r 的作用是为了防止低塑性合金在挤压时产生表面裂纹和减轻金属在进入工作带(定径带时所产生的非接粗变形,同

10、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r 的选取与金属强度、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2D 和H 确定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max w D 等于挤压筒内径1d 的0.80.85倍。根据经验,对棒材、管材、带板和简单的型材,模子的外径w D D 45.125.1(=。故挤压模外径因为本设计中挤压模的定径带长度是固定的的,为4l =30mm ,挤

11、压模的长度H 由定径带长度4l 、出口带长度5l 和模角处水平长度共同确定,因为模角处水平长度为mm 41.4645tan 1212.1810560tan 120021=-=-t t d d 出口带长度5l 可取40mm ,则挤压模长度=H 40+46.41+50=136.41mm 。 因此,挤压工模具尺寸示意图如下: 图2-2 挤压工模具尺寸示意图第三章挤压方案的分配3.1挤压方案的分配由于本设计以挤压杆挤压速度为变化量来探究挤压过程中对各个参数的影响,即挤压杆挤压速度取10601-smm,分成九组进行实验模拟。具体方案见表3-1所示。表3-1 挤压分配方案组号学生号挤压垫摩擦系数挤压筒挤压

12、模摩擦系数挤压杆速度/1-smm挤压模锥角/0挤压温度/C0定径带长度4l工模具预热温度/C09 0800820840860870880890900.6 0.1101622283440506045 610 50 400各组员按分配数据进行模拟运算。第四章模拟挤压及提取数据4.1模拟挤压的过程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。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Sim

13、ulation 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+按钮添加对象,依次为“piliao”、“jiyadian”、“jiyamo”和“object 4”,在Object Name栏中填入extrusion workpice点击Change按钮点击geometry 点击import选择extrusion workpice .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

14、设定:在对象树上选择extrusion workpice点击“Geometry”点击Symmetric 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“jiyadian”、“jiyamo”和“object 4”进行对称面设定。热交换面设定:在对象树上选择extrusion workpice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400,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,

15、以挤压垫为主动工具步长设置为1完成模拟设置;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 workpice点击Property在Target V olume 卡上选中Active F+m选项点击Calculate V olume按钮点击Yes按钮。边界条件定义:在工具栏上点击Inter-Object按钮在对话框上选择extrusion workpice

16、 extrusion 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0.6(0.1点击Thermal选中Constant选项,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

17、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后处理模拟运算结束后,在主控界面上单击stick 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。挤压

18、过程中以22mm/s的为例,如下图4-1所示 图4-1 挤压过程中挤压力的变化由图可以看出其大致走向趋势,开始时坯料在挤压垫的作用下挤进模具的锥形区域,此时挤压力随着挤进的程度而增大,当进行到2.0s时坯料完全进入锥形区,挤压力开始下降;大约从2.1s开始坯料进入定径带,由于挤压比很大,使的变形区内摩擦力增大,挤压力快速升高,当坯料完全填充模具后,挤压力开始下降,在2.15s后进入了平稳挤压阶段,挤压力变化波动不大。挤压过程中,挤压速度以22mm/s的为例,如下图4-2所示 图4-2挤压速度对破损系数的影响可以看出,在出定径带处破坏系数最大,这是因为在出定径带处有较大的拉应力,有可能产生毛刺、

19、裂纹等,制品的损伤主要在其表面处。第五章 实验数据分析5.1 挤压杆挤压速度对挤压力的影响 取动态平衡阶段的数据,利用Excel 表格求出不同挤压筒挤压模摩擦系数下的平均值,以此作为平衡挤压力。表5-1 不同挤压速度下的平衡时平均挤压力速度/mm/s 1016222834405060挤压平衡时挤压力 /KN496.256457.138496.232502.617615.007466.559502.966542.553根据表5-1做出曲线图并分析线性回归,如图5-1。 图5-1 不同挤压速度下的平均挤压力从曲线中可以看出,随着挤压速度的增加,坯料的温度不能及时散出,则坯料的温度越来越高;温度越高

20、,坯料与工模具的粘结愈严重,怎摩擦力越大,所需的挤压力也越来越大;从图5-1中可以看出,挤压力整体呈上升趋势,但是有波动,特别是方案五,这说明了挤压力不仅仅与挤压速度呈正比;根据资料得知,金属变形抗力、挤压温度、挤压方法、挤压比、锭坯长度、挤压速度、挤压模角、工具表面状态等,然后金属温度趋于平稳,挤压力再次回到几近平稳的状态,稍有波动。5.2 挤压杆挤压速度对破坏系数的影响表5-2 不同速度下最大破损系数10 16 22 28 34 40 50 60速度/mm3.00577 1.96673 2.17123 2.53854 2.60603 2.42308 2.210014.80739 破损系数将

21、表5-2制成曲线图如图5-2。 图5-2不同挤压速度下最大破损系数从上图中可以看出挤压杆的速度越大,挤压制品的破坏情况越严重;如果挤压速度过大的话,有可能导致挤压制品表面出现微裂纹,甚至会出现断裂;所以挤压速度越大对制品的表面质量影响很大,制品的质量越差。总结本设计是通过改变挤压杆速度探究对棒材挤压的影响,例如挤压力、挤压温度、最大应变、损伤和等效应变。本设计通过DEFORM进行四分之一棒材的挤压模拟,我们更加熟悉了挤压设计的过程;首先,挤压工艺参数与挤压方案的分配的确定;其次,挤压工具参数确定;再次,模拟挤压的过程;最后,挤压结果分析。一对于本次DEFORM数值模拟,总结如下几点:(1挤压杆

22、速度越大,所需的挤压力越大;(2挤压杆速度越大对制品表面质量的影响越大,破坏越严重,表面质量越差。二对本小组成员数据结果评价由于挤压模拟存在的诸多不确定因素,所以即使是控制变量也会存在差异较大的数据,其存在是合理性的,对此类数据我们采取参考舍去的处理方式。三挤压速度越大,对挤压制品的质量影响越大,故挤压速度应取值合理,不能过大也不能过小。通过本设计来探究挤压杆速度对挤压数值模拟出的而结果可能与理论有点出入,因为对挤压实验的影响因素很多,坯料的材质、摩擦力等诸多因素,再者由于不同组挤压模拟本身存在着差异以及动态载荷没有出现平衡点也影响本次设计的结果。通过这次模拟训练,我们学会了许多知识。熟悉PR

23、OE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。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,1991.52胡建军,李小平.DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程M.北京大学出版社,2011.1 4 余桂英,郭纪林.AutoCAD 2006中文版

24、实用教程M.大连:大连理工大学出版社,2006.1工作总结个人小结经过一个多星期的努力,本次关于计算机模拟棒材挤压课程设计到这里基本上结束了。在本次课程设计当中,我组分析研究的是不同挤压速度对载荷、破坏系数的影响。本次设计中,挤压垫摩擦系数为0.6;挤压筒、挤压模摩擦系数为0.1;挤压杆的速度为10-60mm/s ,我分配到的是10 mm/s;挤压模锥角为45°挤压温度为610;定径带长度为50mm;工模具预热温度为400。由于本组模拟的变量是挤压速度,由以上数据绘制出CAD图形,启动Deform软件并把坯料、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部分进行相关参数的设

25、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,整个过程有热传递过程。挤压坯料材料为黄铜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、挤压模和挤压筒材料选择均为DIN-D5-1U COLD,预热温度为400,挤压垫的压下速度为10mm/s,方向为-z轴,并保存。最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0.6,坯料与挤压筒和挤压模之间均为0.1。最后进入调试阶段,调试完成后,退出后运行。在后面的Deform软件运行过程中,曾经有几次都出现运行错误,后问

26、同学得以解决。然后在前处理中,工模具由于都是刚性所以就没有选择材料,对于坯料选择的是设计任务书上所要求的材料黄铜CuZn40Pb2。因为本次设计采取的是四分之一模拟,所以在前处理中要对坯料进行两个对称面设置和三个热交换面设置。我们组在模拟挤压速度对整个过程中各变量因素(载荷,破坏系数的影响,设计中每个组员均进行了一个以挤压速度(1060mm/s为变量的Deform模拟,通过各成员的共同努力,提取数据。然后整理分析得出一组比较合适的数据,之后,又通过Excel对这些数据进行整合分析,做出分布曲线,然后根据曲线走势做出回归曲线,再根据曲线走势分析挤压速度对载荷和破坏系数的影响。通过本次课程设计,自

27、己掌握了计算机辅助棒材挤压模设计的一般过程和方法,加深了自己对专业知识的理解和掌握。同时在这个过程中我发现自己存在设计过程不够严谨,数据不够精确等不足之处。也通过这次数据分析任务使我清楚的认识到自己还有许多不懂的地方,在别人看来很简单的任务,我还要上网查资料,看课本看,通过组内成员的帮忙,终于勉强的完成了任务,并和大家合作,完成了手稿。总的来说,这次课程设计让我对这门课程又有了更深层次的了解,对我的专业知识有很大帮助。个人小结本设计为计算机辅助棒材挤压模设计。本组为第九小组,主要研究挤压速度对最大应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挤压杆速度为16mm/s时,应力及破坏系

28、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。本组设计工艺参数为挤压垫摩擦系数0.1,挤压筒挤压模摩擦系数0.6,挤压模锥角为45°,定经带长度为50mm,挤压温度610,工具模预热温度400。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,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6

29、10,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。挤压垫、挤压模和挤压筒材料预热温度为400,挤压垫的压下速度为16mm/s,方向为-z轴,并保存。最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0.1,坯料与挤压筒和挤压模之间摩擦系数均为0.6,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导出后进行数据整合、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

30、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。通过本次的课程设计我更加体会了团队合作的重要性,由于工作量比较大,我们就必须有很好的合作意识,这样才能保证高效和正确率。这次课程设计也让我对DEFORM软件的操作有了更深的了解。让我学到很多以前不会的知识及技能,尤其是在对Excel的操作中为我今后的毕业设计积累了更多的经验。可谓收获颇丰。个人小结本次计算机辅助棒材挤压课程设计已经结束,我在此次模拟中担任数据分析的任务,以及对挤压速度为22mm/s 时对挤压力及

31、破坏系数的分析处理,我们组模拟的是挤压速度对整个过程中各变量因素(挤压力,破坏系数等的影响,设计中每个组员均进行了一个以挤压速度(1060mm/s为变量的Deform 模拟,通过各成员的共同努力,提取数据。然后整理分析得出一组比较合适的数据,之后,我通过Excel 对这些数据进行整合分析,做出分布曲线,然后根据曲线走势做出回归曲线,再根据曲线走势分析挤压速度对平均挤压力和最大破坏系数的影响。通过课程设计的提要确定坯料为100300mm ,挤压制品12mm ,以及本人所分配到的挤压速度22mm/s ;然后通过计算得到挤压模、挤压垫及挤压筒尺寸参数为1l =40mm ,2l =50mm ,3l =

32、300mm ,4l =50mm ,5l =40mm , 1d =105mm ,2d =12.18mm ,3d =17mm ,1D =500mm ,2D =120mm ;其它工艺参数为挤压垫摩擦系数0.6,挤压筒挤压模摩擦系数0.1,挤压温度610,工具模预热温度400。通过这次数据分析任务使我清楚的认识到自己还有许多不懂的地方,在别人看来很简单的任务,我还要上网查资料,把课本看了一遍又一遍,通过组内成员的帮忙,终于勉强的完成了任务。这次课程设计让我学到很多以前不会的知识及技能,尤其是在对Excel 的操作中受益匪浅,另一方面,团结合作也是极其重要的。所以说这次课程设计可以说是对我们每个人的一个

33、全面的检测。个人小结本设计为计算机辅助棒材挤压模设计,主要研究挤压速度对挤压力及破损系数的影响。通过组内任务分配,当挤压模锥角为20°时,获得相应的挤压力及破损系数的数据。根据设计要求最终确定坯料100300mm ,成品12mm 。主要的挤压工具,包括挤压模、挤压筒和挤压垫并用PROE 绘制三维图,最后进行计算机DEFORM 模拟及后处理。本课程设计以棒材(黄铜DIN_CuZn40Pb2挤压成型为例,运用Deform-3D 模拟软件设置各项数据进行前处理生成数据库,之后进行后处理模拟出黄铜棒材挤压过程,将其产生的各项数据进行分析。个人工模具计算参数:1l =20mm ,2l =30m

34、m ,3l =300mm ,=4l 40mm ,5l =50mm , 1d =105mm ,2d =12.18mm ,3d =17mm ,1D =500mm ,2D =125mm ;工艺参数为挤压垫摩擦系数0.5,挤压筒挤压模摩擦系数0.2,挤压温度570,工具模预热温度300。通过运用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2步进行一次保存,每步压下1mm ,整个过程有热传递过程。挤压坯料材料为DIN CuZn40Pb2,设置挤压坯料温度为590,然后对挤压坯料进行网

35、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、挤压模和挤压筒材料选择均为DIN-D5-1U COLD ,预热温度为300,挤压垫的压下速度为50mm/s ,方向为-z 轴,并保存。最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。在这次实验中我们学会了如何运用DEFORM-3D 对实际生产过程进行模拟、解决实际问题。在这两周的DEFORM 课

36、程模拟中,我遇到了较多的困难,在此我非常感谢指导老师张金标为我讲解整过过程中我不清楚的地方,还有一些同学在我考虑问题不周时提点我,使我的模拟训练能够顺利完成。这次模拟对我们机械系的学生来说是一次比较有意义的经历,它让我们学习到了一些基本软件的使用和说明书的编制,理论和实践相结合使我们对课本上的知识加深了理解,为我们今后更好的学习工作奠定了基础。个人小结本设计为计算机辅助棒材挤压模设计,主要研究挤压速度对最大应力及破坏系数的影响。通过组内任务分配,当计算机模拟速度为34mm/s 时,获得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,本组设计最终确定坯料100300mm ,成品20

37、mm.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。本课程设计以棒材(黄铜DIN_CuZn40Pb2挤压成型为例,研究挤压预热温度对挤压变形参数、模具结构形状与尺寸对金属流动、变形力等参数的影响。用CAD 制图方便简洁,易修改,速度快,实验图使用CAD 画出来,然后导入Deform,运用Deform-3D 模拟软件设置各项数据进行前处理生成数据库,之后进行后处理模拟出黄铜棒材挤压过程,将其产生的各项数据进行分析,编辑Word 文档。其中挤压模、挤压垫及挤压筒参数为1l =40,2l =50,3l =300,=4l 50,5l

38、 =30, 1d =105,2d =12.18,3d =17,1D =500,2D =120;工艺参数为挤压垫摩擦系数0.6,挤压筒挤压模摩擦系数0.1,挤压温度610,工具模预热温度400。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 ,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、挤压模和挤压筒材料选择均为DIN

39、 CuZn40Pb2,预热温度为400,挤压垫的压下速度为34mm/s ,方向为-z 轴,并保存。最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0.1,坯料与挤压筒和挤压模之间均为0.1,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。最终得出在温度为速度为34mm/s 时,最大挤压力为N,最大破坏系数为5.456031,即得到(34,751663.25,(34,5.456031两组数据。通过这次计算机辅助棒材挤压模设计的学习,让我对DEFORM

40、 软件有了一个更深刻的了解和更熟练的操作。在模拟过程中我遇到了一些问题与不足,如开始模拟挤压结束后发现挤压温度偏高,组内讨论可能是没有设置热交换面而导致的,之后设置了热交换面重新模拟,温度偏高的问题就解决了,同时认识到对专业知识理解不透彻,软件利用不熟练等不足。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,自己肯定会努力学习。个人小结1 设计内容本设计为计算机辅助棒材挤压模设计,主要研究挤压速度对挤压力及破损系数的影响。通过组内任务分配,当挤压模锥角为45°时,获得相应的挤压力及破损系数的数据。根据设计要求最终确定坯料100300mm ,成品12mm 。

41、主要的挤压工具,包括挤压模、挤压筒和挤压垫并用PROE 绘制三维图,最后进行计算机DEFORM 模拟及后处理。本课程设计以棒材(黄铜DIN_CuZn40Pb2挤压成型为例,运用Deform-3D 模拟软件设置各项数据进行前处理生成数据库,之后进行后处理模拟出黄铜棒材挤压过程,将其产生的各项数据进行分析。2 个人工模具计算参数1l =30mm ,2l =40mm ,3l =300mm ,=4l 40mm ,5l =30mm , 1d =105mm ,2d =12.18mm ,3d =16mm ,1D =500mm ,2D =120mm ;工艺参数为挤压垫摩擦系数0.6,挤压筒挤压模摩擦系数0.1

42、,挤压温度610,工具模预热温度400。3 方案简介运用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2步进行一次保存,每步压下1mm ,整个过程有热传递过程。挤压坯料材料为DIN CuZn40Pb2,设置挤压坯料温度为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、挤压模和挤压筒材料选择均为DIN-D5-1U COLD ,预热温度为400,挤压垫的压下速度为40mm/s ,方向为-z 轴,并保存。最后进行摩擦系数和热传递系数的设定

43、,挤压垫与坯料之间的摩擦系数为0.6,坯料与挤压筒和挤压模之间均为0.1,热传递系数1。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。4 设计感受本次课程设计让我们又熟悉了一下DEFORM 软件的使用,了解其软件更多是功能,最主要的是通过数据分析,了解了挤压过程中,模具锥角对挤压力和其他数据的影响。在数据模拟中也遇到了问题,如软件运行速度非常快,打开后处理才发现原来是挤压垫的运动方向设置错误,后来改正才获得正确的结果,这也使我充分了解做事严谨的重要性,对我以后的工作也算是一个

44、启示。而且在本次课程设计过程中老师和同学都给予了很大的帮助,对此表示十分感谢。通过CAD 画实体图以及DEFORM 对棒材挤压过程进行了模拟,实验通过对DEFORMD 的常规操作,通过对坯料进行挤压变形,验证书本中学习的挤压变形理另外我了解到了采用DEFORM 能够准确地计算出黄铜挤压过程中的挤压力、温度、挤压速度、应力和应变,输出便于观察的各种等值线图,形象地展示黄铜棒材热挤压变形的过程,验证了挤压变形的特点个人小结 本次材料成型计算机模拟课程设计已经结束，我们组模拟的是挤压速度对整个过程中 各变量因素（挤压力，破坏系数，温度等）的影响，设计中每个组员均进行了一个以挤压 速度（1060mm/s为变量的 Deform 模拟，而我所做的是速度为 50mm/s 的模拟，最终获得 了应有的成果。通过我们第九组成员的共同努力，提取并分析数据，然后整理分析得出一 组比较合适的数据，然后通过不同的分工合作（通过 Excel 对这些数据进行整合分析，做 出分布曲线，然后根据曲线走势做出回归曲线，再根据曲线走势分析挤压速度对平均挤压 力和最