维普资讯 http://www.cqvip.com ４６ ＜模具工业＞２００２．Ｎｏ．１０总２６０ 铝 型材扁挤压筒应力状态分析 陈慧琴，吕建斌，ｓｔ，Ｊ建生 （太原重型机械学院，山西太原０３００２４） 摘要：对７５ＭＮ铝型材挤压机双层扁挤压筒在挤压过程中的应力状态及其影响因素进行了分析，提出 增加层数是降低模具应力集中的有效方法。 关键词：挤压；扁挤压筒；应力状态 中图分类号：ＴＧ３７６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—２１６８（２００２）１０—００—０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｔｒｅｓｓ Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｆｌａｔ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｂａｒｒｅｌ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｓｅｃｔｉｏｎ ＣＨＥＮ Ｈｕｉ—ｑｉｎ，ＬＵ Ｊｉａｎ—ｂｉｎ，ＬＩＵ Ｊｉａｎ—ｓｈｅｎｇ （Ｔａｉｙｕａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ—ｌａｙｅｒ ｆｌａｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｂａｒｒｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ７５ＭＮ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｅｃ— ｔｉｏｎ ｅｘｔｒｕｄｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｙｅｒ ｎｕｍｂｅｒ ｗａｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｅ ｓｔｒｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ：ｆｌａｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｂａｒｒｅ１：ｓｔｒｅｓｓ ｓｔａｔｅ １引 言 ２ ７５ＭＮ挤压机双层扁挤压筒应力分析 近年来，随着对轻合金产品的精度、形状和表 ２．１双层扁挤压筒过盈装配应力计算 面粗糙度等各种质量指标要求的提高，挤压加工在 ２．１．１计算条件 轻合金工业体系中占有越来越重要的地位。挤压加 由于对称性，取挤压筒１／４为计算模型。等温挤 工工艺是否经济可行，主要取决于产品质量、生产 压温度５ＯＯ＇（３时，挤压筒材料的弹性模量Ｅ＝１．８× 效率和工模具寿命。轻合金挤压技术发展初期，挤 １ ０５，泊松比 ＝０．３，根据制造厂家建议，过盈装配 压吨位小，模具主要为形状简单、尺寸较小的圆状 的过盈量为直径的０．１１％。 结构。随着轻合金挤压型材向大型化、复杂化、精密 ２．１．２计算结果 化、多品种、多规格和多用途方向发展，对挤压工模 图１所示为过盈装配状态下内外套上等效应力 具提出了越来越高的要求，于是出现了平面分流组 和最大应力分布情况。由图１可知，内衬圆弧部位内 合模、宽展模、变断面模等多种新型模具，而且发展 壁的应力最大，约为２２２～２６０ＭＰａ，且最大应力为 了多种大型的挤压工具，如用于铝壁板型材挤压 压应力。这主要是由内衬壁厚的结构特点决定的， 的四层扁挤压模具等。这些挤压模装卸方便，但结 即结构在圆弧直径方向上的刚度大，而沿其垂直直 构形状复杂，尺寸规格大，较难设计制造，采用一般 径方向上的刚度小，因此造成了圆弧部位较大的应 的机械设计原理和普通的古典强度理论已不能满 力集中，同时也造成图２所示的位移分布，即圆弧处 足设计要求。随着计算机模拟技术发展，有限元方 向内的径向位移最小，为０．１０８３ｍｍ，沿其垂直直径 法成为轻合金挤压工艺、模具设计强有力的手段。 方向上向内的径向位移最大，为０．３１５９ｍｍ，中间逐 本文采用ＤＥＦＯＲＭ ３有限元软件对７５ＭＮ铝型 渐过渡。 材挤压机双层扁挤压筒在挤压过程中的应力进行 了分析，通过分析提出了增加层数是降低模具应力 ２．２挤压筒最大工作载荷的确定 集中的有效方法ｎ ｑ 。 挤压筒极限吨位约为８０ ０００ｋＮ，当挤压力达到 该值时，将此时毛坯上的力反差到挤压筒内衬内壁 作者简介：陈慧琴（１９６８一），女，山西定襄人，副教授，从事材料 上即可获得挤压筒最大工作载荷在内衬内壁上的分 加工过程的模拟与控制工作，地址：山西太原市，太原重型机械 布。 学院材料科学与工程系。电话：（０３５１）６２２３１８７ 收稿日期：２００２—０４—２４ 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com ＜模具工业＞２００２．Ｎｏ．１０总２６０ 基于数控加工的工艺分析 林朝平 （常熟高等专科学校，江苏常熟 ２１５５００） 摘要：阐述了模具制造中工艺分析对于数控编程的重要性，并提出了数控加工的工艺分析要点。 关键诃：数控加工；编程；工艺分析 中图分类号：ＴＧ６６１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—２１６８（２００２）１０—００４８—０３ ＴｅｃｈｎＯｌＯｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＮＣ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＬＩＮ Ｚｈａｏ——ｐｉｎｇ （Ｃｈａｎｇｓｈｕ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１５５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎ ｄｉｅ ａｎｄ‘ｍｏｕｌｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｗａｓ ｓｔａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＮＣ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ：ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ １引 言 通常，除了按常规技术条件分析模具零件的材 模具制造中常有较多的零件需采用数控设备 料、形状、尺寸、精度、表面粗糙度、热处理等要求外， 进行加工，因此无论是手工编程还是自动编程，在 还应根据模具制造工艺要求，结合数控加工工艺特 数控编程之前均需对所加工的零件进行全面的工 点，从可能性和方便性两方面加以分析。 艺分析。若工艺分析不周全，往往会造成工艺设计 不合理，从而引起编程工作反复，使工作量成倍增 ２零件轮廓参数几何条件的确定 加，严重时甚至造成数控加工出错，导致模具报废， 在数控编程时有时会遇到构成零件轮廓参数的 因此合理的工艺分析是保证正确编程的重要依 几何条件不充分的情况，例如，零件图样上圆弧与直 据。 线、圆弧与圆弧是相切的，但是按照图样给出尺寸得 到的计算结果却不同，相切的条件变成了相交或相 作者简介：林朝平（１９４８一），男，江苏苏州人，高级工程师，主要 研究方向：现代制造技术与模具制造。地址：江苏省常熟市元和 离状态，从而影响了编程工作的正常进行。因此，在 路９８号，常熟高等专科学校机电工程系。电话：（Ｏ５１２）５２７Ｏ６２３６ 审查与分析零件图样时应重点关注零件轮廓参数的 收稿日期：２００２—０３—２７ 几何条件是否充分，若发现条件不充分，应及时与设 挤压筒内衬的位移分布与其厚度相关，厚度越大则 挤压筒等分为２层。计算结果表明：等效应力（圆弧 位移也越大，并且最大位移为０．３１５９ｍｍ，最小位移 部位）比原２层结构可降低３００ＭＰａ左右，最大应力 为０．１０８３ｍｍ。在最大挤压力下，整个挤压筒位移的 降低到９００ＭＰａ左右。 分布规律为：内衬圆弧相邻区为小位移区，直壁周 围为大位移区，同一径向的位移由内向外逐渐降 参考文献： 低。 【１】 刘静安．轻合金挤压工具与模具【Ｍ】．北京：冶金工业 （３）在现有的２层过盈装配挤压筒结构中，过盈 出版社，１９９０． 量大小对于降低最大应力值的效果不很明显，内衬 【２】Ｍ・３叶尔曼诺克．铝合金壁板挤压【Ｍ】．北京：国防 和外套的厚度变化以及键槽对最大应力的影响也 工业出版社，１９８８． 不大，为此，建议采用３层挤压筒结构。该结构中， 【３】夏巨．精密塑性成形工艺【Ｍ】．北京：机械工业出版 考虑到整体结构，挤压筒内、外径尺寸不变，只把外 社，１９９９．
