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、重型車輛用鋁合金輪輞、鎂合金輪輞及其他類似幾 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)和開發(fā)。本發(fā)明主要解決這個(gè)問題。

【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】G06F17-50
【公開號(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
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月10日