一種空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬塑性成形領(lǐng)域,尤其是涉及一種空心坯料反擠壓成形工藝優(yōu)化方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛機(jī)起落裝置用鋁合金輪輞、重型車(chē)輛用鋁合金輪輞、鎂合金輪輞及其他類(lèi)似幾 何形狀構(gòu)件在惡劣工況下使用,對(duì)構(gòu)件的塑性指標(biāo)、強(qiáng)度指標(biāo)等有較高要求,必須采用整體 塑性成形工藝改善其組織和性能。采用實(shí)心坯料直接進(jìn)行反擠壓成形對(duì)設(shè)備有較高的要 求。而采用空心坯料進(jìn)行反擠壓成形可有效降低成形力,可以在較低成形設(shè)備上完成成形 過(guò)程。目前,空心坯料反擠壓成形工藝設(shè)計(jì)中,由于缺乏如何界定參數(shù)設(shè)計(jì)中的約束條件, 對(duì)坯料和芯模尺寸設(shè)計(jì)主要采用"經(jīng)驗(yàn)+試錯(cuò)"方式進(jìn)行,效率低,不利于空心坯料反擠壓 成形工藝設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。本發(fā)明主要解決這個(gè)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明主要解決中空坯料反擠壓成形中坯料、芯模尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)所采用的"經(jīng)驗(yàn)+ 試錯(cuò)"方法,提供一種中空坯料反擠壓成形中坯料、芯模尺寸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
[0004] 本發(fā)明的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法采用了如下的流程優(yōu)化流程:
[0005] a.根據(jù)給出的凹凸模直徑D、d,初步給出中空坯料內(nèi)徑Cli、外徑d。、高度H、芯模直 徑Cl111,其中要求Vd i
[0006] b.判斷坯料在壓縮初期的是否在軸向壓力下是否壓縮失穩(wěn)、芯模在穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)是 否彎曲失穩(wěn);
[0007] C.如果產(chǎn)生失穩(wěn),修改中空坯料、芯模尺寸,要求d/di,返回b步重新計(jì)算,如果不 失穩(wěn),則輸出坯料、芯模尺寸。
[0008] 本發(fā)明的一種中空坯料反擠壓成形中坯料、芯模尺寸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。中空 坯料反擠壓工藝如圖1所示,圖中D為凹模直徑,d為凸模直徑,d m為芯模直徑;d i、d。、H為 坯料的初始尺寸;穩(wěn)定擠壓時(shí)(圖左側(cè)),A、B和C為坯料的三個(gè)組成部分,其中A區(qū)域?yàn)?剛性位移區(qū)、B部分為塑性變形區(qū),C部分為未變形區(qū),h為塑性變形區(qū)的高度。按照下面計(jì) 算公式進(jìn)行:
[0009] 一、反擠壓成形力計(jì)算
[0010] 將反擠壓變形力的計(jì)算分成兩個(gè)部分,一是沖頭下坯料鐓粗變形力的計(jì)算,二是 將坯料擠壓至出??诘挠?jì)算。
[0011] (1)坯料流入環(huán)形間隙的單位擠壓力的計(jì)算
[0012] 考慮到芯模直徑為七的條件下,坯料流入環(huán)形間隙的單位擠壓力的計(jì)算為,
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于:采用了如下流程優(yōu)化坯料、芯模 尺寸: a. 根據(jù)給出的凹凸模直徑D、d,初步給出中空坯料尺寸(包括內(nèi)徑Cli、外徑d。、高度H)、 芯模尺寸(直徑d m),要求七叫; b. 判斷坯料是否壓縮失穩(wěn)、芯模是否彎曲失穩(wěn); c. 如果產(chǎn)生失穩(wěn),修改中空坯料、芯模尺寸,要求d/di,返回b步重新計(jì)算;如果不失 穩(wěn),則輸出坯料、芯模尺寸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于:基于空心坯料 反擠壓工藝中坯料和模具幾何參數(shù)及坯料、模具等力學(xué)性能等建立了優(yōu)化公式及約束條 件。
3. 用于權(quán)利要求1的空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于單位壓力計(jì)算公 式: 作用在凸模上的單位壓力計(jì)算公式為:
作用在芯模上的單位壓力計(jì)算公式為:
作用在凸模上的總擠壓力計(jì)算公式為:
4. 用于權(quán)利要求1的空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于空心坯料反擠壓 工藝中壓縮壓縮失穩(wěn)判據(jù)表達(dá)式為:
5. 用于權(quán)利要求1的空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于空心坯料反擠壓 工藝中的芯軸彎曲失穩(wěn)判據(jù)的表達(dá)式為:
【專(zhuān)利摘要】一種空心坯料反擠壓工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,屬于金屬塑性成形領(lǐng)域,目的在于克服現(xiàn)有空心坯料反擠壓工藝設(shè)計(jì)所采用的“經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)”導(dǎo)致的工藝設(shè)計(jì)效率低下等問(wèn)題。本發(fā)明基于空心坯料反擠壓工藝中坯料和模具尺寸及坯料強(qiáng)度等參數(shù),建立了包含成形力計(jì)算、坯料軸向壓縮失穩(wěn)、芯軸彎曲失穩(wěn)等公式,用于優(yōu)化出最佳坯料尺寸、最佳芯軸尺寸,以期合理降低成形力,優(yōu)選出合適成形設(shè)備和模具尺寸。本發(fā)明計(jì)算公式準(zhǔn)確可靠;工藝參數(shù)計(jì)算快速精準(zhǔn);顯著提高工藝設(shè)計(jì)效率。
【IPC分類(lèi)】G06F17-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104636535
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410757099
【發(fā)明人】林軍, 陳強(qiáng), 夏祥生, 舒大禹, 康鳳, 黃樹(shù)海, 趙祖德, 李祖榮
【申請(qǐng)人】中國(guó)兵器工業(yè)第五九研究所
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月10日