【正文】 電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程。在我國對(duì)于鋁合金的擠壓工模具CAD技術(shù)方面的應(yīng)用軟件采用的是模塊化的結(jié)構(gòu)，圖形的輸入和二維變換來對(duì)工模具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。型材截面的幾何性質(zhì)計(jì)算，分流孔的個(gè)數(shù)、形狀、尺寸以及布置的設(shè)計(jì)，分流橋、模芯和焊合腔的尺寸、位置確定，模具的強(qiáng)度校核，上下模視圖和剖面圖的繪制，圖形的剪裁，模墊的設(shè)計(jì)等等功能模塊。同時(shí)也能完成組合模和平面模的全過程設(shè)計(jì)，顯著的提高了復(fù)雜模具設(shè)計(jì)的效率及質(zhì)量，操作簡單，運(yùn)行可靠，已經(jīng)達(dá)到了國外的同類系統(tǒng)先進(jìn)的水平。而且開發(fā)了鋁合金型材導(dǎo)流模的設(shè)計(jì)手段，搞清楚了型材擠壓的過程中金屬的流動(dòng)規(guī)律以及導(dǎo)流模在控制金屬流速方面的機(jī)制，成功研制了三維的剛粘塑性方面有限元模擬以及建成導(dǎo)流模的?？捉Y(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)方面的數(shù)字模型。經(jīng)過生產(chǎn)的考核，證明了所開發(fā)出導(dǎo)流模的設(shè)計(jì)辦法是正確可靠的，對(duì)于增大模具設(shè)計(jì)的一次性成功率，在提高型材的質(zhì)量以及模具的使用壽命是具有積極的作用，同時(shí)也有了明顯經(jīng)濟(jì)上的效益。淘寶..店鋪搜索：“兩個(gè)半學(xué)分”化方向發(fā)展根據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各國已經(jīng)裝備的不同結(jié)構(gòu)、類型、壓力、用途的擠壓機(jī)達(dá)了7000臺(tái)以上，而其中美國有600多臺(tái)，日本有400多臺(tái)，德國有200多臺(tái)，俄羅斯有400多臺(tái)，中國有3000余臺(tái)，且大部分都是15～25MN之間的中小型擠壓機(jī)。隨著大型轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、艦艇、航母、導(dǎo)彈等軍事工業(yè)以及地下鐵道、高速列車等等現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，是需大量整體壁板等的結(jié)構(gòu)部件，所以擠壓機(jī)開始向著大型化方向發(fā)展。經(jīng)過這幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在全世界已經(jīng)正式投產(chǎn)使用萬噸級(jí)以上的大型擠壓機(jī)大約在20臺(tái)以上，而擁有的國家是俄羅斯、美國、中國、西歐和日本。最大的擠壓機(jī)是位于前蘇聯(lián)的古比雪夫鋁合金加工廠里200MN的擠壓機(jī)，美國在2004年時(shí)把一個(gè)125MN的水壓擠壓機(jī)重裝改造成為了世界上最大150MN的雙動(dòng)油壓擠壓機(jī)，日本在1967年已經(jīng)把一臺(tái)95MN的自給式油壓機(jī)制造成功，德國的VAW波恩工廠于1999年投入生產(chǎn)了一臺(tái)噸位為100MN雙動(dòng)油壓式擠壓機(jī)，意大利在2004年間投入生產(chǎn)了一臺(tái)噸位為130MN的銅、鋁油壓式擠壓機(jī)。而我國除在西南鋁業(yè)的1970年間投入生產(chǎn)了一臺(tái)噸位為125MN的水壓式擠壓機(jī)外，在2004年以及2007年里分別在山東的叢林及遼寧忠旺投入生產(chǎn)了一臺(tái)噸位為100MN以及一臺(tái)噸位為125MN油壓機(jī)。據(jù)報(bào)道，國外的幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在研究制造形式更為新穎、壓力更大的擠壓機(jī)，例如270MN的臥式擠壓機(jī)和400~500MN級(jí)的擠壓大直徑管材的立式模鍛—擠壓聯(lián)合水壓機(jī)等等，現(xiàn)在我國正在建造150MN以及擬建225MN的擠壓機(jī)各一臺(tái)。對(duì)于擠壓機(jī)的本體方面，近些年來國外發(fā)展了預(yù)應(yīng)力“T”型頭板柱結(jié)構(gòu)機(jī)架，預(yù)應(yīng)力混凝土機(jī)架和鋼板組合框架，并且大量的采用了扁擠壓筒、活動(dòng)模架、同定擠壓墊片以及內(nèi)置式的獨(dú)立穿孔系統(tǒng)。而傳動(dòng)形式的方面也發(fā)展自給油機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，甚至在100～150MN的擠壓機(jī)上也同樣采用油泵的直接傳動(dòng)裝置，易知液壓系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)高的水平里?，F(xiàn)代的擠壓機(jī)以及它的輔助系統(tǒng)采用了CADEX等的控制系統(tǒng)和程序邏輯控制系統(tǒng)，也就是實(shí)現(xiàn)速度上的自動(dòng)控制以及工模具自動(dòng)的快速裝卸、等溫等速的擠壓、甚至是全機(jī)的自動(dòng)控制功能。而擠壓機(jī)所需機(jī)前的設(shè)備(例如錠坯的運(yùn)送裝置、坯料的熱切裝置以及長坯料的自動(dòng)控制加熱爐等等)及機(jī)后的設(shè)備(例如精密的水霧氣在線淬火的裝置、牽引機(jī)、拉伸的矯直機(jī)、人工時(shí)效爐、前梁鋸、活動(dòng)工作臺(tái)、冷床及橫向的運(yùn)輸裝置、成品鋸等)已實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化和自動(dòng)化的生產(chǎn)。而且擠壓的設(shè)備正向標(biāo)準(zhǔn)化、組裝化和成套化的方向發(fā)展。(2)特種模具技術(shù)和大型優(yōu)質(zhì)扁、圓擠壓筒突破性的進(jìn)展從設(shè)計(jì)計(jì)算、裝卸方法、結(jié)構(gòu)選擇、提高模具壽命、制模技術(shù)到新材料的研制等方面來看，擠壓模具技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展。例如研發(fā)出了平面分流組合模、舌型模、前室模、叉架模、可卸模、導(dǎo)流模、水冷模、寬展模等，與此同時(shí)也出現(xiàn)多種形式的工具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)和活動(dòng)模架，這樣不僅大大的簡化了工模具的裝卸操作，而且也節(jié)約了輔助的時(shí)間。為了生產(chǎn)薄壁、扁寬、大斷面的鋁合金型材，就需要優(yōu)質(zhì)的扁擠壓筒和高比壓的圓擠壓筒，而其使用的壽命短，造成大型高比壓扁擠壓筒的設(shè)計(jì)與制造成為了世界性的技術(shù)難題。近些年來，由于有限元計(jì)算、淘寶..店鋪搜索：“兩個(gè)半學(xué)分”計(jì)算機(jī)、工模具的材料及熱處理等技術(shù)的進(jìn)步，大型扁擠壓筒的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)出現(xiàn)了突破性的進(jìn)展，美、俄、德、日等國家已經(jīng)研制出了850mmx330mm、1100mmx300mm等，比壓達(dá)了600MPa以上大型扁擠壓筒，據(jù)悉使用的壽命大概在10000次左右，而我國已經(jīng)研制出了670mm270mmxl600mm大型優(yōu)質(zhì)扁擠壓筒。大型的擠壓工具裝卸快速化、自動(dòng)化方面也取得了很大進(jìn)展，為全機(jī)的自動(dòng)化創(chuàng)造出了條件。在模具的材料方面，高合金化鉻鎳模具鋼，例如德國的2779，美國的H1H13，日本的SKD61，前蘇聯(lián)的4XMBqb，我國近些年來研制開發(fā)用于高溫6000度以上，高溫的強(qiáng)度要比H13鋼還高一倍的YTRlYTR3A和SR+l等熱擠壓的工具鋼出現(xiàn)以及新型的熱處理方法，例如表面硬化處理、離子氮化處理和真空淬火等的應(yīng)用，促使工模具的材料品質(zhì)進(jìn)步了。電火花線切割加工(快走絲和慢走絲)和電火花加工技術(shù)用于制模，這樣不僅提高?？椎挠捕取⒕?，降低工作帶的表面粗糙度，而且也大大的提高了制模的生產(chǎn)效率，為實(shí)現(xiàn)制模的自動(dòng)化創(chuàng)造了良好的條件。擠壓模具的設(shè)計(jì)與制造運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)及模擬的技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)工模具的設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化，提高模具質(zhì)量及壽命開辟了新的道路。(3)擠壓工藝不斷改進(jìn)和完善近些年來，除完善和改進(jìn)了正向及反向擠壓方法和其工藝外，也出現(xiàn)了許多增強(qiáng)擠壓過程的新方法和新工藝，同時(shí)也獲得了實(shí)際應(yīng)用。例如平面組合模擠壓、舌型模擠壓、水冷模擠壓、變斷面擠壓、寬展擠壓、扁擠壓、半固態(tài)擠壓、精密氣水(霧)在淬火擠壓、冷擠壓、高速擠壓、Conform連續(xù)擠壓、高效反向擠壓、等溫?cái)D壓、連鑄連擠、形變熱處理、特種拉伸一輥矯等新的技術(shù)新的工藝對(duì)擴(kuò)大鋁合金型材品種，提高擠壓的速度及總生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品的品質(zhì)、減少擠壓力、發(fā)掘鋁合金型材潛力、節(jié)能節(jié)資、降低成本、環(huán)保衛(wèi)生等方面都具有積極意義。(4)鋁合金擠壓材產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有很大改進(jìn)據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在全世界的鋁合金擠壓材年產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到2000萬噸以上，2008年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)1380萬噸。因?yàn)槊裼娩X合金型材應(yīng)用的大增，而軍用的擠壓材在鋁合金擠壓材總量比例已經(jīng)下降到了5％以下，這樣使得軟合金的比重大大的增加，而硬合金的比重大大的減少。20世紀(jì)的90年代，美國的鋁合金擠壓材中的軟合金與硬合金的比為10：1，日本的為20：l。其中鋁合金的型材發(fā)展的最快，產(chǎn)量約占總體擠壓材85％左右。因?yàn)殇X合金擠壓材正向著大型化、整體化及扁寬化的方向發(fā)展，大型材比重也就日益的上升，現(xiàn)已達(dá)到總體型材產(chǎn)量10％?，F(xiàn)在鋁型材的品種已經(jīng)有了50000多個(gè)品種，而其中的大型材有1000多個(gè)品種，包括了逐漸變斷面的型材以及階段變斷的型材、各類擁有復(fù)雜截面型材、異形空心型材及大型整體的帶筋壁板。目前，擠壓型材最大的寬度可達(dá)到2500mm，最大的斷面積可達(dá)到1500cm2，最大的長度可達(dá)到25～30m，最大重量可達(dá)到2t。而薄壁的寬型材寬厚比可達(dá)到150～300，帶孔的空心型材孔數(shù)可達(dá)到數(shù)十個(gè)，高精特薄多孔扁管壁厚可達(dá)0．17mm，精度177。鋁合金的管材及棒材最大外徑可達(dá)800mm，長度可達(dá)1000m，反擠壓管材外徑可達(dá)1500mm。因?yàn)殇X合金擠壓材品種、產(chǎn)量及規(guī)格不斷地?cái)U(kuò)大，其應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，同時(shí)在人民生活和國民經(jīng)濟(jì)中的地位也就越來越重要了。雖然鋁合金擠壓加工的發(fā)展在很多方面都有待于基礎(chǔ)理論的研究進(jìn)展，但是最重要的是要把這種基礎(chǔ)理論的研究與實(shí)際的應(yīng)用相結(jié)合起來，來達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、提高生產(chǎn)效率、環(huán)保、降低成本、改善品質(zhì)、擴(kuò)大品種的共同目標(biāo)。在發(fā)展金屬擠壓加工理論與技術(shù)的同時(shí)需重點(diǎn)考慮的幾點(diǎn)有：①節(jié)能降耗，少功耗量；②提高變形效率，減少外部摩擦；③提高精度；④利用變形熱處理、內(nèi)部應(yīng)力、各向異性等方法來提高產(chǎn)品的綜合性能；⑤開發(fā)綜合利用的技術(shù)及有效利用廢料，提高成品率和回收率；⑥利用缺陷或防止產(chǎn)生缺陷；⑦提高工模具的使用壽命及品質(zhì)；⑧減少工序；⑨增加單位時(shí)間產(chǎn)量及節(jié)省勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化；⑩降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善環(huán)境，清潔生產(chǎn)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水準(zhǔn)的提高，對(duì)各類產(chǎn)品需求量也就越來越大了。各種各樣新產(chǎn)品也會(huì)層出不窮，因此要求最快速度的生產(chǎn)出更好的模具。同樣為了適應(yīng)這種形式發(fā)展，許多的專家、學(xué)者和工程技術(shù)人員也進(jìn)行了大量的開發(fā)及研究工作。2擠壓模具設(shè)計(jì)的發(fā)展與趨勢（1）新型的模具結(jié)構(gòu)開發(fā)為提高產(chǎn)品的形位精度、尺寸精度，開發(fā)出形狀非常復(fù)雜的產(chǎn)品，并進(jìn)一步的提高模具使用壽命，世界各國現(xiàn)在正在尋找新結(jié)構(gòu)模具設(shè)計(jì)。各類模具新結(jié)構(gòu)，如鑲嵌模、新型的組合模、預(yù)應(yīng)力模、多型多孔模、復(fù)合模等都將會(huì)出現(xiàn)新突破[4]。（2）熱模擬、虛擬設(shè)計(jì) 和CAD／CAM／CAE技術(shù)的開發(fā)隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，模具生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)，其中就包括模具設(shè)計(jì)、制造、檢測、使用、維修和管理等方面，根據(jù)初步的測算，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具已經(jīng)全部由計(jì)算機(jī)自動(dòng)的繪圖以及由CNC機(jī)床自動(dòng)的加工制造，而作為設(shè)計(jì)與制造之間聯(lián)系紐帶的圖紙已經(jīng)失去了主要的作用。CAD／CAM／CAE技術(shù)的發(fā)展使得軟件技術(shù)在模具的設(shè)計(jì)與制造中的地位也越來越高。二維模具的CAD系統(tǒng)已經(jīng)有了單元圖形軟件和一定模具設(shè)計(jì)的軟件，但是還有待進(jìn)一步的發(fā)展。三維的模具CAD系統(tǒng)，因?yàn)檐浖O(shè)計(jì)的難度大，三維的單元圖形軟件也就比較的復(fù)雜，目前還是不能夠滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)技術(shù)上的要求。因此，進(jìn)一步的發(fā)展軟件，增強(qiáng)設(shè)計(jì)上自動(dòng)化的程度依舊是今后主攻的方向。CAM應(yīng)用在二維模具上的加工，已經(jīng)具備了相對(duì)完善的編程系統(tǒng)，但是對(duì)于三維上的自由曲面編程還不完善，在許多的場合下，工件模型的制備是CAM編程所需要的。于是應(yīng)該繼續(xù)的研究和開發(fā)不需要制作產(chǎn)品模型、具有自由曲面的模具CAD／CAM／CAE系統(tǒng)。同時(shí)也應(yīng)該進(jìn)一步的研究基礎(chǔ)性軟件及應(yīng)用軟件，并通過虛擬設(shè)計(jì)、模擬擠壓各種復(fù)雜的組合模在擠壓過程中的溫度場和金屬流變場，應(yīng)力一應(yīng)變場真實(shí)的情況，來提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量及使用壽命，逐漸的實(shí)現(xiàn)零試模[4]。在設(shè)計(jì)的理論及方法上，國外普遍采用了熱模擬、有限元、電子計(jì)算機(jī)分析與動(dòng)態(tài)熱分析技術(shù)，研發(fā)出多種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)模具(例如子母模、多孔空心模、蝶形模等)以及設(shè)計(jì)軟件，并建立了專家?guī)旌途扌蛿?shù)據(jù)庫，同時(shí)現(xiàn)在正研發(fā)零試模的技術(shù)。國內(nèi)基本采用傳統(tǒng)的方法，開始研究與開發(fā)新方法、新理論，同時(shí)開始重視軟件開發(fā)與新結(jié)構(gòu)模具的研發(fā)，并且有限元也開始應(yīng)用于模具結(jié)