【正文】 保存 k 文件：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點擊 Save 按鈕 ?點擊保存按鈕 ?保存工件的前處理信息 ?重復操作，依次保存各工模具的信息。 熱交換面設(shè)定：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點擊“ Boundary Conditions” ?選擇 3 個熱交換面 ?點擊“ +Add”。 對稱面的設(shè)定：在對象樹上選擇 extrusion workpiece?點擊“ Geometry” ?點擊Symmetric Surface?選中 一個對稱面 ?點擊“ +Add” ?再選中另一個對稱面 ?點擊“ +Add”。 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?進入前前處理界面； 單位制度選擇：點擊 Simulation Control 按鈕 ?Main 按鈕 ?在 Units 欄中選中 SI（國際標準單位制度） ?勾選“ Heat transfer。 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 。 D? 值與擠壓筒內(nèi)徑有關(guān)：臥式擠壓機取 ~；立式擠壓機取 ，脫皮擠壓取 ~，鑄錠表面質(zhì)量不佳的可選更大一些。墊片的外徑應比擠壓筒內(nèi)徑小 D? 。 帶入數(shù)據(jù)計算得： mm3 9 040503 0 0 ????tL 。 (3)擠壓筒長度 tL 擠壓筒長度可按如下公式進行計算 321 lllLt ??? (25) 式中， 1l — 擠壓墊進入擠壓筒的深度， mm； 2l — 擠壓墊的厚度， mm； 3l — 坯料的長度， mm。 帶入數(shù)據(jù)可得： mm1 4 551 4 01 ?????? DDd m 。 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? — 是坯料順利進入又不產(chǎn)生縱向裂紋的間隙值， mm，如表 22 所示 。顯然，筒徑越大，作用在墊上的單位壓力就越小。 （ 1）擠壓筒內(nèi)徑 1d 擠壓筒內(nèi)徑根據(jù)擠壓合金的強度、擠壓比和擠壓機能確定的。之所以將 擠壓筒制成多層，是為了使筒壁中的應力分布均勻些和降低應力的峰值 。 出口帶長度 5l 可取 40mm，則擠壓模長度 ?H +40+60=。 因為本設(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，因為模角處水平長度為 6 ot2 17145c ot2 21 ?????? ?dd (d1d2/2)cot45。根據(jù)經(jīng)驗，對棒材、管材、帶材和簡單的型材，模子外徑可按照式（ 22）進行計算 D2=（ ~） ωD （ 22） 式中， ωD — 擠壓棒材的外接圓直徑（ mm）。 （ 6）模子的外心尺寸 2D 和 H 模子的外圓直徑和厚度主要是根據(jù)其強度和標準系列化來考慮的。 入口圓角半徑 r 值得選取與金屬的強度、擠壓溫度和制品的尺寸有關(guān)：對紫銅和黃銅取 2~5mm。 又因為 2d =17mm， 則 3d =17+（ 3~5） mm=20~22mm， 本設(shè)計取 3d =21mm。 代入數(shù)據(jù)，則有 2d =（ 1+） 16mm=， 取整，則 2d =17mm。 擠壓棒材的工作帶直徑 gd 用下式計算： m1m2 dCdd ?? （ 21） 式中， md — 棒材的名義直徑（ mm）。設(shè)計時通常是用裕量系數(shù) C1 來考慮各種因素對制品尺寸的影響。 根據(jù)已知條件工作帶長度 l4=50mm。倘若定徑帶過短，則模子易磨損，同時會壓傷制品表面導致出現(xiàn)壓痕和橢圓等缺陷。l 1 l 2 l 3rwDmd1D1l 4 l 5d2d3D2擠壓墊 擠壓筒 坯料 擠壓模圖 21 擠壓工模具示意圖 5 根據(jù)已知條件擠壓模錐角 ω =45176。 模子的主要參數(shù)如下： （ 1）模角 ω 模角是模子的最基本的參數(shù)之一。它的結(jié)構(gòu)形式、各部分的尺寸，以及所用的材料和加工處理方法，對擠壓力、金屬流動均勻性、制品尺寸的精度、表面質(zhì)量及其使用壽命都有極大的影響。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，擠壓制品的直徑 md 為 mm16? ，坯料的規(guī)格為 mm300140 ?? ， 故可做以下設(shè)計。此外，還包括其他一些配件如：模墊、支撐環(huán)、壓力環(huán)、沖頭、針座和導路等。 4 第 三 章 模具尺寸的確定 擠壓工模具示意圖 模具尺寸的確定 根據(jù)擠壓機的結(jié)構(gòu)、用途以及所生產(chǎn)的制品類別的不同，擠壓工具的組成和結(jié)構(gòu)形式也不一樣。 工模具預熱溫度的確定 擠壓 時，工 模具 需 要進行預熱，如果不預熱的話，坯料與擠壓模具間溫差較大，會產(chǎn)生較大的熱轉(zhuǎn)遞，從而使坯料的溫度分布不均勻，影響成 品件 的性能 。擠壓速度的影響通過以下三個方面起作用：第一，擠壓速度高，流動更不均勻，副應力增大；第二，擠壓速度提高來不及軟化，加快了加工硬化，使金屬塑性降低；第三，擠壓速度的提高，增加了變形熱效應，是鑄錠溫度 上升，可能進入高溫脆性區(qū)，降低金屬加工塑性。 擠壓速度的確定 擠壓時的速度一般可分為三種：擠壓速度 —— 擠壓機主柱塞、擠壓桿與擠壓墊的移動速度；金屬流出速度 —— 金屬流出?？讜r的速度；金屬變形速度（也稱變形速率） —— 單位時間內(nèi)變形量變化的大小。因此，設(shè)計合理的摩擦系數(shù)，對于成功實現(xiàn)擠壓模擬十分重要。 摩擦系數(shù)的確定 在橫斷面上，由于外層金屬在擠壓筒內(nèi)受摩擦阻力作用而產(chǎn)生剪變形，使外層金屬的晶粒遭到較大破碎，且在擠壓制品斷面會出現(xiàn)組織的不均勻性。熱擠壓過程的基本參數(shù)是擠壓溫度和擠壓速 度（或金屬出口速度），兩者構(gòu)成了對擠壓過程控制十分重要的溫度 速度條件。C 定徑帶長度4l /mm 工模具預熱溫度/186。 表 11 擠壓方案任務(wù)分配表 實驗 小組 學生學號 姓名 擠 壓墊摩擦系數(shù) 擠壓筒擠壓模摩擦系數(shù) 擠壓桿速度/1smm? 擠壓模錐角? /176。 （ 4）每位學生獨立撰寫設(shè)計小結(jié)，組長著重闡述本組設(shè)計工作簡況，小組成員著重簡述自己工作簡況，與報告正文一起裝訂、提交。每名學生獨立完成本組內(nèi)的 1 個設(shè)計方案的設(shè)計過程。 （ 2）本設(shè)計分組進行， 9 名左右學生為 1 組，分組方案見表 1。 （ 5）擠壓成形的 CAE 分析。 （ 3）選擇設(shè)計參數(shù)，制定設(shè)計方案。 設(shè)計內(nèi)容 （ 1）運用金屬塑性變形理論、金屬擠壓成形理論與工藝的知識，選擇坯料，設(shè)計擠壓工藝參數(shù)。 設(shè)計目的 掌握擠壓變形工具設(shè)計方法，鞏固擠壓變形理論與知識，進一步熟悉數(shù)值模擬軟件的使用方法，培養(yǎng) CAE 在金屬塑性成形中的應用技能。因此，擠壓工藝與工模具的設(shè)計合理與否是擠壓成形的關(guān)鍵。 但是，擠壓變形也存在制品組織與性能不均、工模具磨損快和設(shè)備負荷高等缺點。擠壓變形能顯著改善金屬材料的組織，提高制品的力學性能、尺寸精度和表面質(zhì)量。 課 題 : 材料成型計算機 模擬 系 別 : 機 械 工 程 學 院 專業(yè)班級 : 11 級材控 1 班 2021 年 6 月 第一章 課程設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)分配 ..........................................................