铝合金木纹转印型材进行挤压加工过程中,挤压工艺参数的确定与模具的尺寸参数及结构设计,一般依赖于设计师傅经验,使得模具在设计过程费时费力且成本高。通过数值模拟技术模拟挤压过程,可以得到许多在实际生产中无法规范测定的物理量,很大限度上缩短模具设计周期可以大幅度节约模具设计成本。本文以某种木纹转印实心铝合金型材为例,基于 Hyperxtrude数值模拟方法,对挤压过程中的温度分布进行分析。温度场对于加工产品的质量也会有一定程度的影响,如在工作带处的温度过高或过低,都将影响产品的质量。因此本文对挤压模型的温度分布进行了分析。
一、模型建立:
挤压型材模型采用 Hyperxtrude数值模拟软件对挤压过程进行数值模拟分析。挤压筒的直径为180mm挤压比为18。为了便于研究先确定挤压工艺参数和模具结构参数。采用刚塑性模型进行分析材料为A6063铝合金木纹转印型材模具材料,为H13钢坯料初始温度为500℃,模具度为450℃,圆柱坯料的初始尺寸为150mmx200mm,坯料、挤压筒和模具之间的摩擦采用常剪切摩擦模型。
二、模拟结果分析:
温度场分布受到相当多的因素的影响,不同的加工参数组合下度场分布都会有明显的不同。由此可知坯料从中间到边界温度分布依次为847℃、870.7℃、894.4℃挤压筒死去位置温度为918.1℃,沿型材出口方向温度分布为918.1℃、965.5℃。由温度分布规律可知型材变型越剧烈处温度越高,由于变型过程中释放的变型能致使变型剧烈处温度升高。坯料与挤压筒坯料与模具之间的摩擦系数分别为0.3、0.7,由此可知摩擦系数越大温度变化越大,可以看出随着摩擦因子的增加温度逐渐升高。
三、结论:
数值模拟结果显示,随着摩擦因子的增大截面上的温度呈增大趋势分布;且温度呈现减小的梯度分布。擦因子的变化越容易引起截面温度的升高或降低。挤压筒内不同位置处的温度变化情况,说明离挤压筒壁较近,根据有限元数值模拟结果与试验论证结果,挤压速度为3mm/s,模具坯料之间的摩擦因子为0.3的参数组合时,铝合金木纹转印型材可以得到较好的成形。