行業(yè)：鋁型材擠壓

    挑戰(zhàn)：大型模具受力復(fù)雜，容易導(dǎo)致早期報廢

    Altair 解決方案：利用AltairHyperXtrude擠壓仿真軟件對模具結(jié)構(gòu)強度進(jìn)行了仿真計算，并以此 結(jié)果指導(dǎo)模具的創(chuàng)新設(shè)計。

    優(yōu)點：較少試模次數(shù) ;有效提高了模具質(zhì)量

    背景介紹 

    鋁合金擠壓模具是控制鋁型材的成型、尺寸精度及表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因而模具是型材生產(chǎn)關(guān)鍵。然而由于設(shè)計不當(dāng)、加工和生產(chǎn)過程操作不當(dāng)而造成模具過早失 效導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降和成本劇增等問題，成為阻礙企業(yè)生產(chǎn)效益提高的瓶頸，因而通過模具優(yōu)化設(shè)計提高模具使用壽命是企業(yè)亟待解決問題。   

    挑戰(zhàn) 

    大型方管型材由于其模具受力大，往往容易導(dǎo)致模具變形嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)裂橋而導(dǎo)致早期報廢，因而其模具設(shè)計一直是困擾鋁型材模具行業(yè)的難題。另外，模具材料、加工、試模等費用昂貴也是制約模具設(shè)計創(chuàng)新的重要因素。鋁型材擠壓是一個處在高 溫、高壓、復(fù)雜的摩擦狀態(tài)等復(fù)雜條件下的成形過程，采用傳統(tǒng)的物理實驗和現(xiàn)有的測量儀器與手段基本上無法準(zhǔn)確得到模具變形受力。     

以下為實際型材的截面圖和擠壓工藝參數(shù)：

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    “整個設(shè)計過程中使用AltairHyperXtrude進(jìn)行模擬分析，研究其對模具受力的影響，很好地指導(dǎo)了模具創(chuàng)新設(shè)計，通過模擬擠壓可以減少試模次數(shù)，校核大型模具的強度，對模具的安全性預(yù)測具有明顯效果。模擬結(jié)果對于模具設(shè)計具有非 常重要指導(dǎo)意義，可以作為模具設(shè)計的強有力工具。”

                                                                                   廣亞鋁業(yè)有限公司 梁松林 林靈江 黃澤濤                                                                                                               

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    解決方案

    根據(jù)該類零件的擠壓特點，設(shè)計了四種模具方案，使用HyperXtrude對它們分別進(jìn)行了擠壓仿真建模和計算，四種設(shè)計方案如下：

    擠壓仿真結(jié)果表明型材流動理想，四角稍快，平面相對慢，符合型材成形要求，均達(dá)到設(shè)計要求。四種方案中下模設(shè)計和上模分流孔形狀相同。說明創(chuàng)新設(shè)計方案的拱形沉橋和球形卸壓設(shè)計，對型材成形不會帶來負(fù)面影響。

    各方案模具所受的最大應(yīng)力大小順序為：方案三<方案二<方案一<方案四，方案三模具受力優(yōu)于其他方案，各方案模具的應(yīng)力分布云圖如下圖所示。

   

    結(jié)論 

    通過球形卸壓及拱形沉橋方法對方管模具進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，把平直的橋面改為圓弧面，平直模芯面改為球面，有效地降低金屬流動的阻力，避免了金屬流動過程中難變形死區(qū)，降低了擠壓過程中金屬的變形抗力，因而大大改善了擠壓模具受力。整個設(shè)計過程中使用AltairHyperXtrude進(jìn)行模擬分析，研究其對模具受力的影響，很好地指導(dǎo)了模具創(chuàng)新設(shè)計，通過模擬擠壓可以減少試模次數(shù)，校核大型模具的強度，對模具的安全性預(yù)測具有明顯效果。模擬結(jié)果對于模具設(shè)計具有非常重要指導(dǎo)意義，可以作為模具設(shè)計的強有力工具。  

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