铝合金型材挤压模工作带长度优化方法研究

2012-08-16董桂伟温道胜赵国群

锻压装备与制造技术 2012年6期

董桂伟，温道胜，赵国群

（山东大学材料科学与工程学院，山东济南250061）

0 引言

在铝合金型材挤压成形过程中，模具出口处型材挤压速度的均匀性主要受导流室、分流室形状、尺寸和工作带长度的控制。工作带又称定径带，是型材挤压模中垂直模具工作端面并用以保证挤压制品形状、尺寸和表面质量的区段。由于工作带的摩擦阻力可以调整金属流速，在导流室、分流室形状和尺寸一定的条件下，合理设计不等长的工作带长度，可以有效提高型材断面各个部分金属的流速均匀性，从而减少挤压过程中的附加应力和挤压后工件内的残余应力，防止型材的变形与开裂。

目前，计算设计型材挤压模工作带长度的方法主要有补充应力法[1]和在生产实践中总结出的一些经验算法[2]等。这些方法主要是通过大量的实验或实际生产中得到的经验知识对工作带长度进行反复修正，不但不能全面准确地反映其内在关系，而且周期长、成本高。本文提出一种铝合金型材挤压模具工作带长度的数值优化设计方法，该法以有限体积法数值模拟技术为基础，在课题组现有铝型材挤压非正交网格有限体积法数值模拟系统-AE_FVM系统[3]的基础上，建立了挤压模具工作带长度优化设计模型，对优化过程进行了较详细的描述，并通过实例分析对优化结果进行了模拟验证。