[發(fā)明專利]一種多層扁擠壓筒過盈量的設計方法

無效

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• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102024087A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙蓬;孫遠國;殷文齊
• 申請（專利權）人: 一重集團大連設計研究院有限公司;中國第一重型機械股份公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發(fā)明涉及一種擠壓工裝模具的設計技術，特別是一種多層扁擠壓筒過盈量的設計方法。

背景技術

擠壓工裝模具設計與制造是鋁擠壓生產(chǎn)，特別是鋁合金型材擠壓生產(chǎn)的關鍵技術，不僅影響產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率和交貨周期，而且也是決定生產(chǎn)成本的重要因素之一。

擠壓筒屬于擠壓工具中最昂貴的大型消耗件。擠壓過程是高溫高壓高摩擦過程，多層擠壓筒過盈組合套裝能有效減小應力峰值，提高擠壓筒耐用性，節(jié)約成本。

因此，對于過盈量的合理選擇成為擠壓工具設計的重要參數(shù)，也是設計難點。過盈量過小時不足以降低合成拉應力值，過大會使襯套產(chǎn)生塑性變形和更換內(nèi)襯套的困難。總之，過盈值選擇合適可使擠壓筒壽命提高3-4倍，大大降低生產(chǎn)成本。

目前，多層扁擠壓筒過盈量的設計方法主要有兩種，一種是理論計算結合個人經(jīng)驗確定參數(shù)，再進行強度校核方法；另一種是用有限元軟件模擬分析。

理論法主是先根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗公式確定各層的厚度，再通過擠壓力計算出最小過盈量，通過公式進行強度校核。這種方法優(yōu)點是直觀，直接根據(jù)公式結合設計者的經(jīng)驗，設定過盈參數(shù)。缺點與是設計者閱歷有關，不確定因素大，容易造成損失。

有限單元法(Finite?Element?Method)是一種近代出現(xiàn)的離散化計算理論方法。它應用在設計部門的計算機輔助工程(Computer?Aided?Engineening)中，計算結果精確，全面。缺點是如果需要改進結構尺寸或工作條件時，計算機都要對原有計算模型進行更改，從而建立起一個新模型進行分析。造成設計耗費的時間長，浪費了大量的重復勞動力和設計周期。而且，結構尺寸的改進帶有盲目性和不連貫性。所以需要一種能夠在保存原有分析結果基礎上，對結構變化實現(xiàn)參數(shù)化設計的計算方法，即實現(xiàn)重新建模的過程程序化，減少計算時間。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種可以優(yōu)選結構參數(shù)、降低重復計算、節(jié)省設計時間的多層扁擠壓筒過盈量的設計方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：一種多層扁擠壓筒過盈量的設計方法，包括以下步驟：

A、輸入計算所需的初始參數(shù)：

啟動多層擠壓筒過盈量設計系統(tǒng)，然后輸入計算所需的初始參數(shù)，所述的初始參數(shù)包括各層的內(nèi)外徑尺寸、擠壓筒內(nèi)孔尺寸及其長度、擠壓筒內(nèi)外溫度、擠壓筒各層材料和擠壓力；

B、運行多層擠壓筒過盈量設計系統(tǒng)中的有限元建模分析程序：

B1、根據(jù)輸入的初始尺寸，調整擠壓筒各層的尺寸；

B2、根據(jù)輸入的初始材料，讀取各層擠壓筒的材料數(shù)據(jù)；

B3、根據(jù)輸入的初始擠壓力，設定擠壓筒內(nèi)壁工作狀態(tài)的內(nèi)壓；

B4、設置工況，第一工況為過盈裝配，第二工況為加內(nèi)壓；

B5、完善工作參數(shù)，主要包括熱力耦合計算類型、所要計算結果類型等有限元軟件的計算設定；

C、運行有限元求解程序，保存計算結果，并將工作狀態(tài)和裝配狀態(tài)的應力和變形分布圖和曲線圖顯示在顯示屏上或打印出來；

D、確定最佳的擠壓筒過盈量設計參數(shù)：根據(jù)計算結果，重新設定計算參數(shù)，即從計算結果中優(yōu)選出一種應力值最理想的過盈量設計參數(shù)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、由于本發(fā)明在進行有限元求解前，先運行了一個有限元建模分析程序，在初始參數(shù)和求解器之間建立了一個橋梁，因此，使用者只要打開編好的軟件輸入初始數(shù)值，就可以優(yōu)選設計參數(shù)，使用起來方便、快捷、準確。縮短了設計周期，提高了設備的設計水平，為設計合理耐用的擠壓筒各層厚度尺寸提供直接依據(jù)。

2、本發(fā)明利用求解軟件的操作全部采用程序編寫，自動完成。完成后可以查看擠壓筒各層力學性態(tài)，對比理論分析結果，設計者在設定新參數(shù)時，根據(jù)以前的分析結果，做到有據(jù)可依，逐步優(yōu)選。

附圖說明

本發(fā)明共有附圖5張，其中：

圖1是多層扁擠壓筒過盈量的設計方法的流程框圖。

圖2是多層扁擠壓筒的結構示意圖。

圖3是多層扁擠壓筒參數(shù)輸入界面。

圖4是多層扁擠壓筒應力結果分布顯示界面。

圖5是多層扁擠壓筒徑向應力結果曲線顯示界面。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

以四層扁擠壓筒，內(nèi)部承受160MN公稱壓力為例，來說明具體使用方法，首先運行本適用新型的多層扁擠壓筒過盈量參數(shù)化計算和分析軟件..exe，電腦就會顯示圖2所示的界面，點擊“進入計算”按鈕，進入到圖3所示的扁擠壓筒參數(shù)輸入界面。