【正文】 與分析、解決問題的能力能正確設(shè)計方案，獨立進(jìn)行實驗工作，能運(yùn)用所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；能正確處理實驗數(shù)據(jù)；能對課題進(jìn)行理論分析，得出有價值的結(jié)論。1011周：撰寫設(shè)計過程，總結(jié)設(shè)計過程，論文答辯。67周：分析搜集到的資料。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。對做出的分析進(jìn)行一定的描述。在具備專業(yè)知識的同時，也要涉及一些與專業(yè)知識有關(guān)的知識，使要解決的問題很好的解決。③讓計算機(jī)軟件的機(jī)構(gòu)分析在未來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的幾何分析。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。 ANSYS是目前較先進(jìn)、成熟的工程設(shè)計專業(yè)軟件，為了配合研究課題的需要，對擠壓模具關(guān)鍵零部件用有限元法進(jìn)行力學(xué)熱力學(xué)分析。主要參考文獻(xiàn)《ANSYS有限元應(yīng)用基礎(chǔ)》《銅合金加工手冊》《模具設(shè)計基礎(chǔ)》《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字： 年 月 日洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告系（部）： 機(jī)電系 2008年3月12日 課題名稱銅合金熱擠壓模具設(shè)計及可靠性分析學(xué)生姓名專業(yè)班級05模具課題類型軟件工程 指導(dǎo)教師職稱教授課題來源1. 綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 彌散強(qiáng)化Al2O3/Cu復(fù)合材料，不僅強(qiáng)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(qiáng)度和高溫強(qiáng)度，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型結(jié)構(gòu)與功能材料。第9~12周，有限元分析程序設(shè)計和模具參數(shù)優(yōu)化。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)。在pro/e環(huán)境下對主要模具零件的建模，繪制折合1張零號圖紙的工作量。洛陽理工學(xué)院論文洛 陽 理 工 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題目 銅合金熱擠壓模具設(shè)計及可靠性分析系 （部）＿＿機(jī)電工程系 專 業(yè) 模機(jī)械制造及其自動化（模具方向） 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 填表時間： 2008年 2 月28 日 （指導(dǎo)教師填表）學(xué)生姓名郭 平專業(yè)班級05模具指導(dǎo)教師趙冬梅課題類型軟件工程題目銅合金熱擠壓模具設(shè)計及可靠性分析主要研究目標(biāo)(或研究內(nèi)容)研究高溫環(huán)境下的熱擠壓模具設(shè)計中熱應(yīng)力對模具可靠性的影響， 研究熱擠壓工藝（擠壓速度， 擠壓比、溫度以及壓力）對模具的影響，利用熱力偶合的有限元分析方法對熱擠壓過程的模擬，對熱擠壓產(chǎn)品：彌散銅的性能和微觀特性進(jìn)行分析研究，對模具和擠壓工藝設(shè)計提供理論依據(jù)。課題要求、主要任務(wù)及數(shù)量（指圖紙規(guī)格、張數(shù)，說明書頁數(shù)、論文字?jǐn)?shù)等）建立基于ansys 環(huán)境下的熱擠壓模具有限元分析方法，編寫模具在金屬流變和溫度影響下的應(yīng)力、溫度場變化仿真程序，為模具設(shè)計提供依據(jù)。完成對彌散銅的機(jī)械性能（硬度、高溫軟化強(qiáng)度，導(dǎo)電率，常溫機(jī)械強(qiáng)度等）和微觀結(jié)構(gòu)的測試和分析工作。第4~8周，圖紙設(shè)計及裝配圖繪制。第12~14周，編寫說明書，答辯。有限元是機(jī)械設(shè)計中重要的力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、設(shè)計方法，隨著有限元分析與計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，極大促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計的水平和設(shè)計效率。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。按技術(shù)要求考慮到經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性上的可能性。3. 研究步驟、方法及措施①要具備一定的專業(yè)知識，只有具備了一定的專業(yè)知識才能對熱擠壓模具設(shè)計步驟有一定的了解。②要具備一定的計算機(jī)軟件知識，特別是ansys的知識，這樣才能對零件進(jìn)行分析，才能把a(bǔ)nsys的熱擠壓模具分析與傳統(tǒng)的幾何分析進(jìn)行比較。③要對機(jī)械原理以及力學(xué)和材料學(xué)由很好的理解。35周：對軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)和深入,以便能很好的做出分析。89周：進(jìn)行熱擠壓模具設(shè)計以及對ansysr有限元分析。5. 主要參考文獻(xiàn)⑴陳曉霞 主編 《》 機(jī)械工業(yè)出版社⑵張建中 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社⑶蘇翼林 主編 《材料力學(xué)》 天津大學(xué)出版社教研室意見教研室主任簽字： 年 月 日洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱成績表系（部）： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： （指導(dǎo)教師填表）課題名稱銅合金熱擠壓模具設(shè)計及可靠性分析評審項目具 體 要 求分 值評 分調(diào)查論證能獨立查閱文獻(xiàn)和從事其他調(diào)研；能正確翻譯外文資料；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。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。10工作量及工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率高；工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實。15答 辯回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚。15創(chuàng) 新對前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨特見解。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：6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。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。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(jī)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。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。隨著計算機(jī)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(qiáng)度分析計算擴(kuò)展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。用計算機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計算方法已是不可阻擋的趨勢，而有限元軟件則是現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的軟件之一。彌散銅是現(xiàn)代新型的高強(qiáng)度復(fù)合材料，它有極好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及抗腐蝕性。它廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)之中。s performance are introduced. The tensile property and the internal oxidation thermodynamic are analyzed.Keyword: Finite Element Method，ANSYS ，hot extrusion dies，diffusion copper第52頁緒 論本設(shè)計分為上下兩篇： 上篇是在ANSYS下的有限元分析法及熱擠壓模具有限元分析。有限元的概念早在幾個世紀(jì)前就已產(chǎn)生并得到了應(yīng)用，例如用多邊形（有限個直線單元）逼近圓來求得圓的周長，但作為一種方法而被提出，則是最近的事。經(jīng)過短短數(shù)十年的努力，隨著計算機(jī)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(qiáng)度分析計算擴(kuò)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。本設(shè)計主要是利用有限元分析典型例子，并對熱擠壓模的內(nèi)桶進(jìn)行應(yīng)力分析。 參照美國材料試驗協(xié)會（ASTM）的標(biāo)準(zhǔn)，借鑒SCM Metal Products的產(chǎn)品規(guī)范， 彌散強(qiáng)化銅共有三個牌號，代號是C1571 C15740和 C15760，對于特定的性能要求，可以通過調(diào)整氧化鋁的含量，來制成其它牌號【10】。因此，其軟化溫度高達(dá)930℃，同時導(dǎo)電和導(dǎo)熱以及硬度和強(qiáng)度都能保持得很好。 上 篇 熱擠壓模具有限元分析第一章 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(qiáng)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]。擠壓的成形速度范圍很廣，它既可在專用擠壓機(jī)上進(jìn)行，也可在一般的機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、磨擦壓力機(jī)以及高速空氣錘上進(jìn)行；擠壓的成形溫度范圍也很廣，它既可在常溫、中溫下進(jìn)行，也可在高溫中進(jìn)行。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。生產(chǎn)實踐證明，熱擠壓是一種生產(chǎn)效率高、勞動強(qiáng)度低、加工質(zhì)量好、省料、省工和成本低的金屬壓力加工方法。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）。熱擠壓模的種類可以分為如下幾種：熱鍛模壓力機(jī)或熱擠壓壓力機(jī)用熱擠壓模、摩擦壓力機(jī)用熱擠壓模、液壓機(jī)用熱擠壓模、正擠壓模、反擠壓模、鐓擠壓和多公位的復(fù)合模等。凹模與凹模壓緊圈18采用錐面配合，用內(nèi)六角螺釘19與下模板緊緊連接。頂桿導(dǎo)向套的一部分伸出下模板，主要是為了解決壓力機(jī)閉合高度不夠而采取的措施，將熱擠壓模安裝到壓力機(jī)上時，它將伸進(jìn)壓力機(jī)工作臺孔內(nèi)。 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。由于導(dǎo)向系統(tǒng)的連接，從而構(gòu)成了一套完整的反擠壓模。反擠壓凹?？勺龀烧w式或鑲套式。設(shè)置鐓粗臺的目的，主要是為了清除氧化鐵皮和改變坯料直徑。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。目前，熱擠壓主要用于制造普通等截面的長形件、型材、管材棒料及各種機(jī)器零件等。當(dāng)坯料加熱到所需的溫度時，除去其表皮的氧化鐵皮并迅速放入熱擠壓模的凹模模腔內(nèi)進(jìn)行擠壓。熱擠壓過程應(yīng)當(dāng)迅速進(jìn)行，否則會使坯料溫度下降，壓力急劇上升，金屬塑性變形差，影響成形。第二章 熱擠壓模具的理論計算 擠壓模的設(shè)計擠壓模是決定擠壓制品外形尺寸的重要工具。但在溫度高下擠壓變形抗力大的合金時，模具的模孔往往會縮小，故影響加工質(zhì)量。本設(shè)計注重產(chǎn)品質(zhì)量，研究模具的性能，所以選擇平模的擠壓模具【15】。圖2－2擠壓模具示意圖 （1）模具工作帶直徑的確定由物體的熱脹冷縮和拉伸矯直時的塑性變形可知，磨具工作帶直徑不等于制品外經(jīng)。 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)。若太短，磨具易損壞；若過長，制品易粘結(jié)金屬，造成制品表面劃傷【3】。（3）?？兹肟诮前霃降拇_定擠壓銅及銅合金時，取r=(2～5)mm。a) 按模具設(shè)計及要求及實際情況，本設(shè)計中取錐模角為零度。一般取 H=（20~80）mm。 擠壓軸的設(shè)計擠壓軸分空心和實心兩種。其軸的工作長度部分用優(yōu)質(zhì)耐熱合金剛制作，軸的基座用稍差的鋼材制造。(1）擠壓軸的外徑 擠壓軸的工作長度的 外徑要比擠壓筒的內(nèi)徑小。(2）擠壓軸的長度 擠壓軸長度包括工作及基座長度。(3）擠壓軸的抗壓強(qiáng)度校核 擠壓軸的工作長度一般與其直徑之比為45時，不會產(chǎn)生縱向失穩(wěn)。使其擠壓時受到偏心載荷引起的 彎曲應(yīng)力作用【4】。它要承受全部擠壓力。圖2－3擠壓墊結(jié)構(gòu)形式(2）擠壓墊的外徑比擠壓筒直徑小，其差值可由下表取得。 擠壓筒的設(shè)計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)。在本設(shè)計中采用雙層結(jié)構(gòu)的擠壓筒。既要計算出各層在內(nèi)壁、外壁處由內(nèi)壓力 和預(yù)應(yīng)力 產(chǎn)生的迭加應(yīng)力【5】。（1）計算裝配預(yù)應(yīng)力 （24）式中；—配合面直徑； —過盈配合系數(shù)，～；——雙層配合面直徑。（2）擠壓筒的迭加應(yīng)力內(nèi)襯：內(nèi)壁：