【文章內(nèi)容簡介】 式中， ωD — 擠壓棒材的外接圓直徑（ mm）。 根據(jù)已知條件， ωD =140mm，取系數(shù)值 ，則 D2=140mm=203mm。 因?yàn)楸驹O(shè)計中擠壓模的定徑帶長度是固定的的，為 l4 =50mm，擠壓模的長度 H 由定徑帶長度 l4 、出口帶長度 5l 和模角處水平長度共同確定，因?yàn)槟＝翘幩介L度為 6 ot2 17145c ot2 21 ?????? ?dd (d1d2/2)cot45。 =。 出口帶長度 5l 可取 40mm，則擠壓模長度 ?H +40+60=。 擠壓筒結(jié)構(gòu) 尺寸 的 確定 擠壓筒是所有擠壓工具中最貴重的部件，由兩層或三層以上的襯套以過盈配合組裝在一起構(gòu)成的。之所以將 擠壓筒制成多層，是為了使筒壁中的應(yīng)力分布均勻些和降低應(yīng)力的峰值 。 擠壓筒尺寸的確定包括：筒內(nèi)徑、筒長和各層襯套的厚度。 （ 1）擠壓筒內(nèi)徑 1d 擠壓筒內(nèi)徑根據(jù)擠壓合金的強(qiáng)度、擠壓比和擠壓機(jī)能確定的。筒的最大直徑應(yīng)能保證作用在擠壓墊上的單位壓力不低于金屬的變形抗力。顯然，筒徑越大，作用在墊上的單位壓力就越小。再根據(jù)產(chǎn)品品種、規(guī)格確定筒的內(nèi)徑尺寸。 擠壓筒內(nèi)徑 1d 可按間隙值計算 DDd m1 ??? （ 23） 式中， mD — 坯料的外徑， mm； D? — 是坯料順利進(jìn)入又不產(chǎn)生縱向裂紋的間隙值， mm，如表 22 所示 。 因?yàn)閿D壓示意圖所給擠壓為臥式擠壓機(jī)，坯料直徑為 mm140? ，故可知擠壓筒直徑在100~300mm 范圍內(nèi)，即可知間隙值 mm5??D 。 帶入數(shù)據(jù)可得： mm1 4 551 4 01 ?????? DDd m 。 金屬材料 擠壓機(jī) 擠壓筒直徑（ mm） 間隙值，（ mm） 備注 類型 噸位，（ KN） D? d? 鋁 臥式 立式 冷擠 — — 3~10 ~3 ~ 4~8 3~4 ~ 銅 臥式 — ≤100 100~300 ≥300 1~3 5 10 1~5 立式 6 75~120 1~2 稀有金屬 臥式 4 15 85 220~260 220~260 1~2 ~3 4~5 5 1~ ~2 5 6 包套擠壓 — 包套擠壓 光坯擠壓 立式 6 65~120 ~2 1~ 1 包套擠壓 光坯擠壓 表 22 筒、錠間隙選擇 7 （ 2）擠壓 筒外徑 1D 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般擠壓筒外徑 1D 是擠壓筒內(nèi)徑 1d 的 4~5 倍 ，即 11 )5~4( dD ? (24) 帶入數(shù)據(jù)可得： 2 5 m m7~5 8 01 4 5)5~4(1 ???D ， 可取 mm6001 ?D 。 (3)擠壓筒長度 tL 擠壓筒長度可按如下公式進(jìn)行計算 321 lllLt ??? (25) 式中， 1l — 擠壓墊進(jìn)入擠壓筒的深度， mm； 2l — 擠壓墊的厚度， mm； 3l — 坯料的長度， mm。 因?yàn)?mm3003 ?? mHl ， mm502 ?l (將在擠壓墊尺寸確定部分給出計算過程 )，為保證開始擠壓時準(zhǔn)確定位和擠壓桿在擠壓過程中保持穩(wěn)定， 1l 可取 40mm。 帶入數(shù)據(jù)計算得： mm3 9 040503 0 0 ????tL 。 擠壓墊的結(jié)構(gòu)及尺寸確定 擠壓墊是用來防止高溫的錠坯直接與 擠壓 桿接觸，消除其端面磨損和變形的工具。墊片的外徑應(yīng)比擠壓筒內(nèi)徑小 D? 。但是 D? 也不能太小，以防與擠壓筒內(nèi)襯套摩擦加速其磨損。 D? 值與擠壓筒內(nèi)徑有關(guān)：臥式擠壓機(jī)取 ~；立式擠壓機(jī)取 ，脫皮擠壓取 ~，鑄錠表面質(zhì)量不佳的可選更大一些。本次設(shè)計采用臥式擠壓機(jī) ，即D? =~ 擠壓墊的直徑 按下式計算 Ddd ??? 1 (26) 帶入數(shù)據(jù)計算得： ~)~(145 ???? dd ，取。 由于擠壓墊的厚度 2l 可等于其直徑的 ~ 倍， 即 12 )~( dl ? (27) 帶入數(shù)據(jù)可得： 0 0~ 4 4)~()~( 12 ???? dl ， 取 mm052 ?l 。 8 第四章 實(shí)驗(yàn) 模擬及 數(shù)據(jù)提取分析 擠壓工模具及工件的三維造型 根據(jù)設(shè)計的的幾何尺寸，運(yùn)用 PRO/E 分別繪制坯料、擠壓模、擠壓墊、擠壓筒的幾何實(shí)體，輸出 STL 格式。 擠壓模擬 1） 前處理 建立新問題：程序 ??File?New Problem? Next?在 Problem Name 欄中填寫“ stick extrusion ” ? Finish?進(jìn)入前前處理界面； 單位制度選擇：點(diǎn)擊 Simulation Control 按鈕 ?Main 按鈕 ?在 Units 欄中選中 SI（國際標(biāo)準(zhǔn)單位制度） ?勾選“ Heat transfer。 添加對象：點(diǎn)擊 +按鈕添加對象，依次為“ workpiece”、“ top die”、“ bottom die”和“ object 4”，在 Object Name 欄中填入 extrusion workpiece?點(diǎn)擊 Change 按鈕 ?點(diǎn)擊 geometry ?點(diǎn)擊 import?選擇 extrusion 實(shí)體文件 ?打開；重復(fù)操作，依次添加 extrusion die， extrusion mandrel， extrusion dummy block， extrusion chamber。 對稱面的設(shè)定：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點(diǎn)擊“ Geometry” ?點(diǎn)擊Symmetric Surface?選中 一個對稱面 ?點(diǎn)擊“ +Add” ?再選中另一個對稱面 ?點(diǎn)擊“ +Add”。同樣對“ top die”、“ bottom die”和“ object 4”進(jìn)行對稱面設(shè)定。 熱交換面設(shè)定：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點(diǎn)擊“ Boundary Conditions” ?選擇 3 個熱交換面 ?點(diǎn)擊“ +Add”。 定義對象的材料模型：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點(diǎn)擊 General 按鈕 ?選中 Plastic 選項(xiàng) ?點(diǎn)擊 Assign Temperature 按鈕 ?填入溫度 610?點(diǎn)擊 OK 按鈕 ?在對象樹上選擇 extrusion dummy block?點(diǎn)擊 General 按鈕 ?選中 Rigid 選項(xiàng) ?點(diǎn)擊 Assign Temperature 按鈕 ?填入溫度 200?點(diǎn)擊 OK按鈕 ?勾選 Primary Die 選項(xiàng)（定義為 extrusion dummy block 主動工具） ?如此重復(fù)，定義其它工模具的材料模型（不勾選 Primary Die選項(xiàng)）； 模擬控制設(shè)置：點(diǎn)擊 Simulation Control 按鈕 ?Main 按鈕 ?點(diǎn)擊 Step 按鈕 ?在 Number of Simulation Steps 欄中填入模擬步數(shù) 100?Step Increment to Save 欄中填入每隔 10 步就保存模擬信息 ?在 Primary Die 欄中選擇 extrusion dummy block（以擠壓墊為主動工具） ?在 With Die Displacement 欄中填入步長 1?點(diǎn)擊 OK 按鈕完成模擬設(shè)置； 實(shí)體網(wǎng)格化：在對象樹上選擇 workpiece?點(diǎn)擊 Mesh?點(diǎn)擊 Detail Settings?選擇Absolute?將 Min Element Size 改為 2?點(diǎn)擊 Surface Mesh?Solid Mesh，工件網(wǎng)格生成； 設(shè)置對象材料屬 性：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點(diǎn)擊 Material?點(diǎn)擊 other?選擇 DINCuZn40Pb2?點(diǎn)擊 Assign Material 完成材料屬性的添加； 9 設(shè)置主動工具運(yùn)行速度：在對象樹上選擇 extrusion dummy block?點(diǎn)擊 Movement?在speed/force 選項(xiàng)卡的 type 欄上選中 Speed 選項(xiàng) ?在 Direction 選中主動工具運(yùn)行，如 Y?在speed 卡上選中 Define