基于数值模拟的大口径厚壁深盲孔件热挤压成形工艺参数研究

发布时间：2025-07-19 05:59

　　 针对一种大口径厚壁深盲孔件的热挤压成形工艺,利用DEFORM-2D有限元软件,建立了不同尺寸坯料和不同挤压模具角度的轴对称有限元模型,对不同参数下的热挤压过程进行了模拟分析。对模拟结果的分析表明,盲底高度小于300 mm时,热挤压过程中盲孔底部与芯棒过早分离,导致折叠的产生,而在大于300 mm时折叠现象可以忽略不计。模拟给出了盲底高度、挤压模具角度与实心段长度的关系,分析了工艺参数对盲孔内部结构的影响,提出了解决方案。根据分析结果,确定了坯料尺寸和形状以及模具的主要结构参数。与实际热挤压结果进行了比较,吻合较好。给出了热挤压后构件的等效应变分布规律,为进一步确定和优化热挤压工艺参数提供了依据。

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【部分图文】：

图1 坯料截面示意图

模拟中成形件为回转件，外径为Φ475mm，盲孔直径为Φ230mm。实心段长度要求大于600mm。为达到热加工过程中材料要经历的变形量，坯料外径确定为Φ1150mm，实心段与空心段部分的挤压比分别为5.86和7.35。图1、图2为坯料和挤压模具示意图。其中，h为盲底高度，R....

图2 挤压模具截面示意图

热挤压过程中，挤压垫向上运动，将坯料从挤压模中挤出成形。芯棒固定在挤压垫上，在热挤压过程中与挤压垫同步运动。热挤压到某个阶段时，坯料盲孔底部和芯棒开始分离，形成自由流动状态，其形状受工艺参数影响。在热挤压完成后，切除底部的压余，并对盲孔底部进行一定量的车削，即可得到所需的尺寸。初....

图3 实心段长度随工艺参数的变化规律

图3为实心段长度随盲底高度h的变化情况，其中，直线y=5.86x代表理想状态下实心段长度与盲底高度的关系;图4为实心段长度与盲底高度之比随盲底高度的变化曲线。从图3看出:随盲底高度h增大，实心段长度呈增大趋势，并在h达到300mm以上时二者接近线性关系;在h为200mm的情况....

图4 实心段长度与盲底高度之比随工艺参数变化规律

图3实心段长度随工艺参数的变化规律本文没有模拟不同挤压比下的情况，但初步分析表明:减小挤压比能在一定程度上减小折叠，并影响盲孔内由于材料自由流动而形成的孔内形状，但代价是材料经历的塑性变形量会降低。

本文编号：4058107