【正文】 rming）數(shù)值模擬軟件為工具，對(duì)成形過(guò)程及各成形參數(shù)對(duì)成形過(guò)程的影響進(jìn)行了模擬。 DEFORM 的介紹 DEFORM 是一套基于有限元的工藝仿真系統(tǒng)，用于分析金屬成形及其相關(guān)工業(yè)的各種成形工藝和熱處理工藝，它是專(zhuān)為金屬成形而設(shè)計(jì)的，具有非常友好的圖形用戶界面，可幫助用戶很方便地進(jìn)行準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和成形分析。通過(guò)在計(jì)算機(jī)上模擬整個(gè)加工過(guò)程，幫助工程師和設(shè)計(jì)人員：①設(shè)計(jì)工具和產(chǎn)品工藝流程，減少昂貴的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成本；②提高 工模具設(shè)計(jì)效率，降低生產(chǎn)和材料成本；③縮短新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)周期。 DEFORM 是專(zhuān)為大變形問(wèn)題設(shè)計(jì)了一個(gè)全自動(dòng)的、優(yōu)化的網(wǎng)格再劃分系統(tǒng)。 DEFORM 是一個(gè)高度模塊化、集成化的有限元模擬系統(tǒng)，它主要包括前處理、模擬器、后處理器三大模塊。 DEFORM 的功能 Deform3D 是專(zhuān)門(mén)分析各種金屬成形過(guò)程中三維流動(dòng)的理想模擬工具。其界面友好，易于使用，能提供極有價(jià)值的工藝分析數(shù)據(jù)，有關(guān)成形過(guò)程中的材料和溫度流動(dòng) [3]。其功能有 :可進(jìn)行成形分析（包括 :鍛造、擠壓等）和熱傳導(dǎo)耦合分析；允許用戶自定義子函數(shù) ，定義自己的材料模型、壓力模型、破裂準(zhǔn)則和其他 24 函數(shù)；材料模型包括剛性、彈性和熱粘塑性，特別適用于大變形成形分析；在任何必要時(shí)能夠自行觸發(fā)自動(dòng)網(wǎng)格重劃分器，生成優(yōu)化的網(wǎng)格系統(tǒng)。在變形精度要求較高的區(qū)域，可以進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)劃分，從而降低題目的規(guī)模，顯著提高計(jì)算效率；質(zhì)點(diǎn)跟蹤可以分析材料內(nèi)部的流動(dòng)信息及各種場(chǎng)量分布。 針對(duì)金屬大變形問(wèn)題，采用基于熱力耦合粘塑性有限元分析技術(shù)，將工件視為剛塑性體，將上、下模具視為剛性體。利用 PRO/E 軟件實(shí)現(xiàn)套筒扳頭模具的三維造型，而模擬軟件采用美國(guó) SETC 公司開(kāi)發(fā)的 DEFORM3D 軟件模擬，該軟件是一套基于有限元的工藝仿真系統(tǒng)，主要用于分析金屬成形及其相關(guān)工業(yè)的各種成形工藝和熱處理工藝。該軟件是一個(gè)高度模塊化、集成化的有限元模擬系統(tǒng)，進(jìn)行金屬加熱、成形過(guò)程的分析及成形工藝和熱處理工藝的仿真。 DEFORM 的突出特色 DEFORM軟件具有以下突出特色：模擬范圍廣，有材料流動(dòng)，鍛造負(fù)荷，模具應(yīng)力，晶粒流動(dòng)，缺陷成因等；適用工藝廣，有冷、熱、溫過(guò)程，鍛造，拉拔，擠壓，墩頭，鐓粗，軋制，擺碾，機(jī)加工車(chē)削，沖切，正火，退火，淬火，回火，時(shí)效，滲碳，蠕變，硬化處理等；適用設(shè)備多，可 以模擬液壓鍛機(jī)，鍛錘，螺旋壓力機(jī)，機(jī)械壓力機(jī)，軋機(jī)，擺碾機(jī)等；材料庫(kù)很豐富，大約有 149種材料流動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)組，其它材料需要時(shí)可自行添加。 有限元成形模擬技術(shù) 中， 幾何模型的建立和網(wǎng)格劃分 幾何模型的生成可以在 PRO/E 等三維建模軟件中實(shí)現(xiàn)，然后以 STL 二進(jìn)制文件的格式保存，作為有限元分析與模擬過(guò)程的調(diào)用的模型。在前處理模擬過(guò)程中，開(kāi)始需要調(diào)入工件模型并劃分工件（一般是毛坯）的網(wǎng)格，其目的是為了更加直觀地看到工件的變形，更好地研究工件的表面受力及內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變情況。 基本參數(shù)設(shè)定 （ 1）零件材料為 10 鋼，其熱物理參數(shù)取值如下，退火是在約 750 快冷或800～ 900 緩冷， 經(jīng)退火處理后的伸長(zhǎng)率為 20，硬度不大于 200HB，始鍛溫度1050 ～ 1100，終鍛溫度≥ 850，裝爐溫度 900，最高爐溫 1200，泊松比 ?? ，密度 33 / mkg??? [4]。 （ 2）模具材料選取 AISI— H— 13[1650— 2200F(900— 1200C)],為剛性體 工件網(wǎng)格單元數(shù) 8000 個(gè)； m為剪切摩擦因子，取 ； k為屈服強(qiáng)度； 25 （ 3） 工件初始溫度為 20℃ ，上模具取 20℃ ，下模具 20℃ ； （ 4）壓力機(jī)為水壓機(jī)，工作速度取 200380mm/sec。 冷擠壓成形的模擬分析 damage a)4步 b)8步 c)13步 d)15步 圖 36 等效應(yīng)力分布圖 從上面的應(yīng)力分布圖中，可以看到在形 成倒角的處應(yīng)力開(kāi)始變大，在形成筒壁的過(guò)程中應(yīng)力較為平穩(wěn)。這是因?yàn)樵谛纬晒战翘?，金屬的流?dòng)情況更為復(fù)雜， 26 變形較為劇烈，導(dǎo)致應(yīng)力相對(duì)集中。 熱擠壓過(guò)程中取第 1 15 步的工件和上模具的載荷 行程曲線變化如下圖： a)4步 b)8步 c)13步 d)15步 圖 37行程 載荷曲線圖 從上圖可以看到擠壓行程的增加，工件和上模具承受的載荷逐漸變大，隨著變形程度的增加，最終擠壓力達(dá)到最大值。 27 在全過(guò)程中的 流動(dòng)速度 情況如下圖，我們?nèi)〉? 1 15 步作為參考 a)4步 b)8步 c)13步 d)15步 圖 3— 9流動(dòng)速度 變化圖 28 總結(jié) 我 的 論文題 目是“ 復(fù)雜殼體冷擠壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) ”， 剛一拿到這個(gè)題目 。我真的是很茫然，不知道怎么著手去弄，有時(shí)候感覺(jué)自己就快堅(jiān)持不下去了，感覺(jué)很辛苦，還產(chǎn)生了放棄了的念頭，但是我還是堅(jiān)持下來(lái)了，因?yàn)槲抑浪鼘?duì)我來(lái)說(shuō)具有很大的挑戰(zhàn)性，我要去克服我的薄弱環(huán)節(jié)，我選擇了拼搏，后來(lái)就慢慢的進(jìn)入了狀態(tài)，思路也逐漸的清晰了，歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我 感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。 開(kāi)始是搜集資料 ， 在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)下，通過(guò)各種渠道開(kāi)始準(zhǔn)備工作 — 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書(shū)籍等。通過(guò)一個(gè)月的深入學(xué)習(xí)，搜集了一大堆與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，在 劉 老師的指導(dǎo)下，摒棄了一些無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容，保留了有參考價(jià)值的資料作為備用。在這段時(shí)期， 在學(xué)校圖書(shū)館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類(lèi)相關(guān)資料， 在中國(guó)知網(wǎng)上，我搜索了一些學(xué)術(shù)論文和期刊文章；在常見(jiàn)的搜索引擎中，我了解到一些相關(guān)的知識(shí)， 全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多 ，這有利于論文的撰寫(xiě)。然后，我將收集到的資料仔細(xì)整理分類(lèi)。 接下來(lái)，我開(kāi)始對(duì)所搜集的資料進(jìn)行整理、分析研究， 對(duì)比， 并制作了課題研究的方案，開(kāi)題報(bào)告完成之后隨即進(jìn)入緊張而有序的寫(xiě)作之中。 并進(jìn)行相關(guān)圖形的繪制工作和電路的設(shè)計(jì)工作。為了畫(huà)出自己滿意的裝配圖和零件圖等，我又仔細(xì)復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)了 CAD 的繪圖技術(shù)。掌握了許多的細(xì)節(jié)問(wèn)題。這次畢業(yè)論文的制作過(guò)程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過(guò)程。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。在設(shè)計(jì)模具初期，由于沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，覺(jué)得無(wú)從下手，空有很多設(shè)計(jì)思想，卻不知道應(yīng)該選哪個(gè)，后來(lái)經(jīng) 過(guò)仔細(xì)的對(duì)比，我的設(shè)計(jì)漸漸有了頭緒，通過(guò)查閱資料，逐漸確立系統(tǒng)方案。 感覺(jué)自己做的差不多的時(shí)候，我就將初稿拿給了我的老師，老師對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行了仔細(xì)的研究，一項(xiàng)一項(xiàng)的對(duì)我講解，每一個(gè)部分都講解的很詳細(xì)透徹，對(duì)我提出了寶貴的意見(jiàn)，后來(lái)劉 老師將初稿修改后及時(shí)反饋給我，看了之后才發(fā)現(xiàn)論文中的論文漏洞很多， 老師給了我很好的 建議。至此，我發(fā)現(xiàn)，要干好一件事并非那么簡(jiǎn)單，但也不是很難，敷衍了事是萬(wàn)萬(wàn)不可的，對(duì)待任何事情都要認(rèn)真去思考，用思想來(lái)完成任務(wù)。 一篇優(yōu)秀的 畢業(yè) 論文不是寫(xiě)出來(lái)的，而是修改出來(lái)的，這需要的是耐心，還要 用心。在網(wǎng)站的制作過(guò)程中，我遇到的問(wèn)題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外，每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計(jì)。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你會(huì)收獲很多，其中一點(diǎn)就是互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑，在學(xué)習(xí)之后你會(huì)感覺(jué)到很有成就感，這也是我在完成 設(shè)計(jì) 之后體會(huì)到的。 此次論文的完成既為大學(xué)四年劃上了一個(gè)完美的句號(hào)。 腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì) 中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。 也為將來(lái)的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。 29 致謝 首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉長(zhǎng)紅老師，對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。 本文主要闡述了 擠壓工藝及模具 ，讓我對(duì) 擠壓模具 產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時(shí)，受我專(zhuān)業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注帶來(lái)的一系列機(jī)遇與挑戰(zhàn)。 本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒(méi)有老師的指引和贈(zèng)予，沒(méi)有父母和朋友的幫助和支持，我 在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)肯定會(huì)大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符，涌上心頭的不是長(zhǎng)途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠(chéng)摯謝意。再次由衷感謝答辯組的各位老師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭(zhēng)取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！ 參考文獻(xiàn) [1]《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（注沖壓部分） [M]. 程俊偉，馮憲章，劉長(zhǎng)紅 .鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 [2]《擠壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》 赫濱海 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [3]《冷擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 洪深澤 主編 安徽科技出 版社 [4]《擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 張水忠 編著 化工出版社 [5]《金屬塑性成形原理》 俞漢青 陳金德 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [6]《冷擠壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 劉靖巖 主編 中國(guó)輕工業(yè)出版社 [7]《沖壓手冊(cè)》第二版 王孝培 主編 機(jī)械工業(yè)出版 [8]《 DEFORM 在金屬塑性成型中的應(yīng)用》 張莉 李升軍 編著 機(jī)械工業(yè)出版社 [9]《 AutoCAD 2020 標(biāo)準(zhǔn)教程》 程緒琦 王建華 電子工業(yè)出版社