基于CAE技术的铝型材挤压模具疲劳寿命仿真分析(5)

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高教硕士学位论文

第１章绪论

铝型材在建筑、交通、工业方面的需求量日渐增大，铝型材产品也向着多样化和复杂化的方向发展，对产品加工精度的要求也越来越高。在铝型材挤压生产过程中，挤压模具起着至关重要的作用，不仅决定挤压产品的形状、尺寸精度和表面状态，而且还影响挤压成形力及产品的组织和性能，因此挤压模具日益受到人们的关注。

１．１铝型材挤压模具研究简介

模具是铝型材挤压生产中最重要的工具，其结构形式、各部分的尺寸、以及所用的材料和加工处理，对挤压制品的质量有着极大的影响；同时模具又是消耗量最大的工具，铝型材挤压模具成本往往占挤压总成本的３０％．４０％。因此各国挤压工作者都十分重视对铝型材挤压模具的研究。目前的研究工作主要在模具材料、设计制造、表面处理、挤压工艺等方面【Ｉ】。

（１）挤压模具材料的研究这方面的工作主要有３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢和４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶｌ（Ｈ１３）钢的对比研究、热挤压模具材料特种性能的研究与评估、新型模具材料的开发研究等。此外，在改进原材料质量、改善钢材的熔炼、锻造、加工、热处理工艺等方面也进行了广泛的研究。如高纯材料的采用，电弧二次重熔或电渣熔炼、等温锻造、离子氮化和表面硬化处理等技术普遍应用于模具制造【２，３，４，５１。

（２）挤压模具设计理论研究随着数学分析方法的发展和计算机的广泛应用，经过２０多年的研究发展，在挤压模具设计理论方面取得了较大的进展。目前常用于分析金属挤压成型和模具设计的理论方法主要有工程近似法、滑移线法、上限法、变分法、有限元法等。有限元法不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。有限元法发展很快，近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元在挤压模具优化设计和工程分析中得到了越来越广泛的应用【６Ｊ。

（３）新型模具的开发研究随着铝挤压型材的需求增长，品种规格范围不断扩大，形状越来越复杂，精度要求越来越高，世界各国的挤压工作者和模具专家开发研究出一些新结构模具。如主要用来挤压薄壁的宽厚比很大的形状复杂的纯铝或软铝合金实心型材或多孔空心型材的变宽度宽展导流模，用于挤压半空心（大悬臂）型材的遮蔽式模、镶嵌式结构模、替代式结构模，用于大中型挤压机上挤压小截面尺寸的子母模以及用于挤压大型散热器型材的模具等【ｌ＇７】。（４）型材挤压模具的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ技术开发挤压模具的ＣＡＤ／ＣＡＭ技术