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摘要:利用Altair的HyperXtrude软件,模具设计工程师可以事先对模芯的偏移进行预测,避免在实际挤压中出现模具报废。本文通过两个实际型材的比较可以发现,仿真结果和实际模具模芯的偏移结果的一致性很好,由此可见,挤压仿真分析不仅大大地提高了设计质量,而且降低了生成成本。 

引言 

近年来,随着我国铝加工技术的发展,铝型材的应用越来越广泛,结构复杂,难于挤压的工业铝型材断面也越来越多。我公司在车体型材方面起步较早,相应的碰到的问题也较多,其中一个就是挤压模具模芯偏移的问题,因为对于模芯偏移超过一定限度的挤压模具,只能报废,这直接增加了企业成本并影响交货计划。 

下面是我公司的几种工业型材挤压模具在实际生产过程中的模芯偏移情况与基于HyperXtrude软件模拟结果的分析对比。 

1 实际型材实例一 

型材截面图:

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根据三维设计建立的挤压仿真分析模型如图2所示:

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使用HyperXtrude软件进行仿真分析后得到的结果如图3、图4所示:

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由图3可知,在Y方向,模芯A偏移很大,达到1.889mm。

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由图4可知,在X方向,模芯A偏移很大,达到1.466mm。 

从有限元模拟结果分析,总的说来模芯A内外受力很不均衡,模芯A偏移很大,且难以通过修模进行调整。

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如图所示,试模后挤压模具的模芯A严重偏移,造成型材壁厚偏差严重,根本无法修正,模具直接报废。 

该试模结果与通过有限元模拟分析的结果完全相符。 

2 实际型材实例二 

型材截面图:

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根据三维设计建立的挤压仿真分析模型如图7所示:

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使用HyperXtrude软件进行仿真分析后得到的结果如图8、图9所示:

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从有限元模拟结果来分析,该设计方案的模芯B未放在桥上,可看做悬臂,为减少模芯B的偏移,将三个小圆柱模芯的挤压模具入口处连在一起,但这也造成型材中间部分C处流速很慢,且难以修整。

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如图所示,试模后该型材中间部分C处供料严重不足,但增加中间部分C处供料后又造成模芯B偏移严重,最终模芯B断裂,模具报废。后经改变设计方案,调整分流洞结构(改为6洞结构,模芯B放在桥上),模芯B严重偏移的缺陷得以避免。 

总之,使用Altair公司的HyperXtrude挤压仿真软件对挤压模具进行模芯偏移分析,可以提前知道该挤压模具模芯偏移的程度,从而可以通过修改设计方案避免模芯偏移过大造成挤压模具的直接报废,降低铝型材的生产成本。

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