【正文】 對模具相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。 這次設(shè)計中 時間時間短， 缺乏理論和實驗基礎(chǔ)， 即使在努力 學(xué)習(xí)，但 在設(shè)計中難免有考慮不周之處， 還需要不斷完善自己 。39。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，完成了 ANSYS 的接觸分析 、熱擠壓模具 主要零件 內(nèi)筒的有限元分析 以及對彌散銅的分析，對所學(xué)知識進(jìn)行了一次綜合考察，感到收獲很大，鍛煉了獨立思考的能力，通過深入研究和同學(xué)融洽配合 。與 Al 的固溶強化相比， Al2O3 粒子的彌散強化不僅大大提高了電導(dǎo)率，而且顯著提高了材料的硬度。在 1000℃ 加熱時，常壓下 CuO 也將發(fā)生分解。 CuAl 合金內(nèi)氧化的熱力學(xué)分析 采用氧化物粉末作為氧化劑是使用較多的內(nèi)氧化工藝。從這三個圖中，我們明顯看出：隨著內(nèi)氧化 溫度的升高，內(nèi)氧化層的厚度增加，并且可以看出在 700℃ ， 800℃ 和 900℃ 內(nèi)氧化時，試樣表層比內(nèi)部的晶粒細(xì)小， 900℃ 內(nèi)氧化的表層晶粒和內(nèi)部的晶粒大小表現(xiàn)更明顯。 第 31 頁 第 二 章 彌散銅性能分析 不同內(nèi)氧化時間對合金組織的影響 圖 21 中 （ a）、（ b）、（ c）、（ d） 分別是試樣經(jīng) 900℃ⅹ 1h 退火和試樣 900℃內(nèi)氧化 3h、 6h、 10h 后的金相組織。 (3) 用于微波 管結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電及電焊電極材料?？梢姡冦~及現(xiàn)有牌號的銅合金高電導(dǎo)率和高強度難以兼 顧，強度的提高往往是以較大程度地犧牲電導(dǎo)率為代價的。 ANSYS 既在繪圖區(qū)做出未變形的正方形板和變形以后的正方形板，未變形的以虛線表示。該軟件有多種不同版本，可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設(shè)備上，如 PC， SGI， HP， SUN，DEC， IBM， CRAY 等。 ? 。 （ 2）保溫筒 保溫筒式起保持加熱筒中的溫度僅肯能多的做功，不易很快散熱。 （ 3）擠壓筒層間的過盈量確定 層間的過盈預(yù)應(yīng)力由過盈量來控制，一般按經(jīng)驗公式計算，即 1D???? ， 式中 1D — 配合面直徑 /mm； ? — 過盈配合系數(shù) ； 一般取 ～。 （ 3）強度校核 擠壓筒內(nèi)襯和外套的危險半徑均在其內(nèi)壁上，用第三或第四強度理論求出危險半徑處的合成應(yīng)力，若合成應(yīng)力值小于擠壓筒的需用應(yīng)力 時，則通過強度校核。多層擠壓筒在壁厚上的應(yīng)力分布比單層擠壓筒均勻，因此，在銅及銅合金材料擠壓時，一般采用 2～ 3層結(jié)構(gòu)的擠壓筒。 （ 23） 式中 ? — 擠壓軸上的壓應(yīng)力 /MPa； 39。 (2）擠壓軸的長度 擠壓軸長度包括工作 及 基座長度。 一般取 H=（ 20~80） mm。 擠壓棒材 參數(shù)說明 ： dz— 擠壓模工作帶直徑 /mm； d— 擠壓制品公稱直徑 /mm； k — ?？子嗔肯禂?shù)。 第 二 章 熱擠壓模具的理論計算 擠壓模的設(shè)計 擠壓模類型 擠壓模是決定擠壓制品外形尺寸的重要工具。由圖 1看出，只要更換凸模，凹模和脫料板，便可生產(chǎn)不同規(guī)格的反擠壓杯形擠壓件。 凸模 23 與凸模壓緊圈 4 也采用錐面配合，以凸模壓緊圈的凸肩和上模板 2 的凹槽定位，用內(nèi)六角螺釘 3 與上模板緊緊連接。 熱擠壓模具一般是有模架、導(dǎo)向裝置、緊固裝置、卸料裝置、冷卻裝置和熱擠壓模工作部分（突模和凹模等）。因此，擠壓加工是利用模具來控制金屬流動，使金屬體積大量轉(zhuǎn)移來形成零件。 擠壓模具是擠壓生產(chǎn)中最重要的工具，它的結(jié)構(gòu)形式、各部分尺寸、模具材料、模具的裝配形式等，對擠壓力、金屬流動的均勻性、制品尺寸的穩(wěn)定性、制品表面質(zhì)量以及模具自身的使用壽命等都產(chǎn)生極大的影響 【 13】 。彌散強化 Al2O3/Cu 復(fù)合材料，不僅強度高，導(dǎo)電性和純銅相近，而且還具有良好的抗電弧侵蝕 、 抗 電 磨損能力及較高的 常溫 強度 和高溫強度 ， 彌散強化銅的制造是將粉末冶金工藝和傳統(tǒng)金屬成型加工技術(shù)相結(jié)合的典范 ， 是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型結(jié)構(gòu)與功能材料 。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu) 的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 20 創(chuàng) 新 有創(chuàng)新意識；對前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨特見解。 4. 研究工作進(jìn)度 12周：選擇設(shè)計方向，收集資料，確定設(shè)計內(nèi)容。 ② 熱擠壓模具的設(shè)計 : 在保證良好組織性能的前提下，力求做到體積最小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 進(jìn)度計劃 第 1~3 周，認(rèn)識實踐環(huán)節(jié)，改進(jìn)方案設(shè)計環(huán)節(jié)。完成對彌散銅的機械性能（硬度、高溫軟化強度，導(dǎo)電率，常溫機械強度等）和微觀結(jié)構(gòu)的測試和分析工作。 2. 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 ① 熟悉《有限元分析》中分析的基本內(nèi)容。 ③ 要對機械原理以及力學(xué)和材料學(xué)由很好的理解。 10 設(shè)計（論文） 質(zhì) 量 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗正確，分析處理科學(xué)；文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號統(tǒng)一，編 號齊全，書寫工整規(guī)范，圖表完備、整潔、正確；論文結(jié)果有應(yīng)用價值。 5 答辯得分 指導(dǎo)教師審閱成績（ 60%） 答辯成績（ 40%） 總成績（等級） 答辯委員會（小組）評語： 年 月 日 答辯小組成員（簽字）： 答辯委員會（小組）主任（組長）簽字： 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 彌散銅是現(xiàn)代新型的高強度復(fù)合材料，它有極好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及抗腐蝕性。經(jīng) 過短短數(shù)十年的努力，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速從結(jié)構(gòu)工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多彩、應(yīng)用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法 。 第 3 頁 上 篇 熱擠壓模具有限元分析 第 一 章 熱擠壓模具概述 熱擠壓模具概述 擠壓是將金屬毛坯放入模具模腔內(nèi)，在強大壓力和一定速度 作用 下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及 具有一定力學(xué)性能的制品 [14]。 擠壓模具 ，包括一個進(jìn)料孔，一方面利用圓形的中心預(yù)膨 化或減速 孔 與一基本上錐形的收斂形中心擠壓導(dǎo)管連通，另一方面利用至少一個環(huán)形的預(yù)膨化或減速孔闌與至少一個基本上錐形的收斂形同軸管狀擠壓導(dǎo)管連通，中心擠壓導(dǎo)管和同軸管狀擠壓導(dǎo)管各自具有同心的中 第 4 頁 心出口小孔和環(huán)形出口小孔。 圖 11 熱擠壓 模 具結(jié)構(gòu)示意圖 脫料板 22 和 帶凸肩螺釘 13 及彈簧 7 組成卸料機構(gòu)，用于將箍在凸模 第 5 頁 23 上的擠壓件脫下，彈簧的作用是支承脫料板，并能保證脫料板和帶凸肩螺釘上下移動，從而減少凸模的長度，彌補壓力機行程不夠大的不足。 整副反擠壓模在壓力機上安裝時，是靠模柄 1 與壓力機定位的。所以熱擠壓過程的持續(xù)時間通常在 3～ 6s 之間完成。模具工作帶直徑可用下式估算 kddz ? 。 b)模具的外圓直徑與制品的 最大外接圓直徑有如下關(guān)系： 外接外 ）（ D1 .5~1 .2 5?D （ 22） c) 模具的厚度 H 可根據(jù)擠壓機的能力大小確定 。一般立式擠壓機 mmD ）（筒軸 3~2D ?? 。39。 擠壓筒的設(shè)計 擠壓筒的結(jié)構(gòu) 圖 2－ 3 擠壓墊結(jié)構(gòu)形式 第 11 頁 擠壓筒可以使單層的，也可以是有過盈裝配的多層結(jié)構(gòu)。 （ 2）擠壓筒的迭加應(yīng)力 內(nèi)襯 ： 內(nèi) 壁 ： ? ? ? ? ? ? 1111 rpsrprrrr p???? ??? （ 26） ? ? ? ? ? ? 1211 21 211221111 ????????? k kpkkp srpsprr ??? ??? （ 27） 外 壁： ? ? ? ? ? ?12211111 11 srpsrprrRr pkkp ???????? ??? （ 28） 第 12 頁 ? ? ? ? ? ? 1111 212112211111 ?????????? kkpkkp srpsprR ??? ??? (29) 外套 ： 內(nèi)壁： ? ? ? ? ? ?12221112 11 srpsrprrrr pkkp ???????? ??? (210) ? ? ? ? ? ?22112 1 1 211rsr p r p s kkpp? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ??? （ 211） 外壁： ? ? ? ? ? ? 0112 ??? psrprrRr ??? (212) ? ? ? ? ? ? 112 1 1 22 211rsR p r p s ppkk? ? ?? ? ?? ? ? ? ??? （ 213） 式中 ? ?1rr? — 內(nèi)襯內(nèi)壁的徑向迭加應(yīng)力 / MPa ； ? ?1prr? — 內(nèi)壓力引起的徑向應(yīng)力 / MPa； ? ?1psr? — 過盈裝配預(yù)應(yīng)力引 起的徑向應(yīng)力 / MPa。故有 1~ rRK ?? （ 214） 取 K= 則由前面可知 1r =105mm,故得 mmR ? ，取 mmR 2622 ? ；由設(shè)計的可行性及要求，取內(nèi)筒的長度為 mmL 1501 ? ； 外筒長度應(yīng)為內(nèi)筒長度與擠壓膜厚度的和，故得到 mmL 2020 ? 。由加熱管的位置由規(guī)定，本設(shè)計的要 求放在約為加熱筒壁厚的二分之一處，加熱管與加熱筒的內(nèi)壁的徑向距離大于 30mm,故取加熱筒外徑為 4D =380mm，加熱孔直徑為 孔D =20mm,加熱孔之間的徑向距離為 320mm。39。軟件提供了 100種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。然后可以對結(jié)果進(jìn)行圖形顯示，可 第 28 頁 依次選擇 Min MenuGeneral Postproc Plot ResultsDeformed Shape 選項，系統(tǒng)將彈出變形顯示設(shè)置對話框 【 12】 。 CuBe 合金雖然可以獲得大于1000MPa 的抗拉強度，但是其僅僅具有中下等的電導(dǎo)率。 (2) 作為導(dǎo)電彈性材料及計算機 CPU引線框架材料。本實驗采用內(nèi)氧化法制備 Al2O3/Cu 復(fù)合材料。 (a) 700℃ x10h (b) 800℃ x10h (c) 900℃ x10h 圖 23 不同溫度下內(nèi)氧化后的 TEM 圖 23 描述的是在內(nèi)氧化溫度 700℃ ,800℃ 和 900℃ 下內(nèi)氧化 10 小時的合金組織圖片。費希爾 (Fisher),哈特 (Hart)和普賴 (Pry)等認(rèn)為，通過繞過方式堆積在彌散粒子周圍的大量位錯環(huán)群，對弗蘭克 — 瑞德 (FrankRead)位錯源作用反向應(yīng)力，使變形應(yīng)力增加，從而使 CuAl 合金在變形區(qū)域產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，提高其抗拉強度。溫度提高、壓力降低有利于 CuO 和 Cu2O 的分解。 3. 固溶在 Cu 基體內(nèi)部的 Al 以 Al2O3 形態(tài)從基體析出，彌散分布的納米級的 Al2O3顆粒強化了銅基體，導(dǎo)電 率和表面顯微硬度提高。 第 38 頁 謝 辭 經(jīng)過了近兩個月的畢業(yè)設(shè)計，在此我要特別感謝 趙冬梅 老師 、 張旦聞老師和蘇 凡 老師 的大力培養(yǎng)和虛心教導(dǎo)。 CMSEL,S,_Y !* AMESH,_Y1 !* CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 !* FLST,2,1,4,ORDE,1 FITEM,2,4 !* /GO DL,P51X, ,ALL, FLST,2,1,4,ORDE,1