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温挤压模具早期失效影响因素分析

刘琼  
【摘要】: 温挤压是介于冷挤压和热挤压之间的一种毛坯精化新工艺,但目前这项工艺应用的潜在问题之一是其模具工作零件存在严重的早期失效现象。要将这项新工艺广泛应用于生产,有必要对温挤压变形过程的基本参数进行综合的研究,找出影响模具早期失效的主要因素。 随着计算机硬件技术、有限元方法及计算机图形学等学科的迅猛发展,基于数值模拟的计算机辅助工程技术在金属塑性成形领域得到了广泛应用,实现了金属成形过程的计算机仿真。 本文在分析了国内外温挤压模具发展动态的基础上,采用刚粘塑性有限元法F(EM)和DEFOMR-3D工程分析软件实现了电气件—磁轭温挤压成形过程的模拟,探讨了不同凸模压下量时模具的应力分布规律,研究了挤压中挤压力增大时模具的应力也随之增大的变化规律。 本文重点研究了挤压温度、挤压速度和模具预热温度对模具失效的影响。研究结果发现: 1.在挤压过程中,零件的温度场的分布始终是不均匀的,变形最剧烈、与模具接触摩擦最大的部分的温度明显高于其他部分。 2.模具失效主要是由工作过程中模具所受的载荷、应力超过其许用载荷、许用应力时出现塑性变形或磨损以及因模具受到急冷急热作用出现裂纹引起的。 3.金属充满模腔并产生金属流向与凸模运动方向相反时,挤压力、凹模载荷、模具应力出现较大值。 4.随着挤压温度升高,挤压力下降,挤压终了时凹模出现的应力小,模具发生塑性变形倾向小;但是,挤压温度越高,工件挤压终了时模具表面温度越高,容易使模具出现冷热疲劳倾向。 5.挤压速度越大,挤压终了时凹模的温度越低,模具发生冷热疲劳倾向小;但是,挤压速度越大,模具应力越大,模具容易发生塑性变形倾向。 6.模具预热温度越高,挤压力越小,模具应力越小,产生的塑性变形倾向越小;但是,模具预热温度越高,挤压终了时凹模的温度越高,模具容易发生冷热疲劳倾向。 据此,为正确制定模具早期失效防范工艺,提高模具寿命提供了依据。


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