特种成形栏目是由北京机电研究所塑性工程技术中心①赞助刊出
第41卷第12期 Vol. 41No. 12
假压木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
2016年12月 Dec.2016
复杂断面空心型材的双级分流模挤压过程模拟分析
徐宁，黄东男，李有来，薛江平，玄东坡（内蒙古工业大学材料科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010051）
摘要：对于非对称断面、大壁厚且空心的复杂断面空心错型材，采用常规分流模挤压时很难平衡金属流速，型材挤出后经常产生弯曲或扭拧现象。为此，提出了在常规分流模前增加一级分流模，使传统的分流一焊合一成形的3个阶段变为预分流分流一焊合一成形的4个阶段，进而达到平衡金属流速目的。研究结果表明：双级分流模比常规分流模挤压时金属流动均匀
性得到了改善；各孔金属流速平均值为6.41mm
方差为0.2511且降低了65%；挤压温度场分布均匀，温差在7
12℃之间范围内，抵消了温差不均勾的影响；焊合室内静水压力平均值约为290MPa，模芯周围静水压力分布均勾，模芯不易发生移动。
关键词：复杂断面空心型材；挤压；双级分流模；常规分流模；金属流动行为
DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2016. 12. 010 中图分类号：TG379
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2016）12-0062-05
Simulationanalysisontwo-stageportholedies extrusion for complicated
hollowsectionprofile
Xu Ning, Huang Dongnan, Li Youlai, Xue Jiangping, Xuan Dongpo
( School of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology , Hohhot 010051, China)
Abstract : For aluminum profile with non-symmetrical section, large wall thickness and complex hollow section, it is dficult to balance the metal flow during the conventional porthole die extrusion process, and bending and twisting may ocur in the extruded profile. There fore, adding the pre-dividing porthole die before the eonventional porthole dies was put forward, and the traditional three stage of dividing-welding-foming was changed into four stage of pre-dividing, dividing, welding and forming so as to balance metal flow velocity- The re-sults show that the metal flow umiformity is improved by the double stage porthole die compared with the conventional porthole die extru-sion, and the mean velocity of metal flow in each hole is 6. 41 mm - :
s -' and the variance is 0. 2511, which is decreased by 65% . Mean
while, the extrusion temperature field distribution is unifom, the temperature difference is behween 7 12 °C , which can offset the effect of temperature dference. Furthermore, the average value of hydrostatic pressure in welding chamber is about 290 MPa, and the distribu-tion of the hydrostatic pressure around the mandrel is uniform and difficult to move.
Key words : complicated hollow section profile ; extrusion; two-stage porthole die; conventional porthole die; metal flow behavior
随着航空航天和轨道交通领域的发展，对复杂
勾现象难以控制，挤出型材经常产生扭拧变形、弯曲变形和焊合不良等缺陷，高强铝合金挤压时变形
断面的空心铝型材以及高强铝合金空心铝型材的需
求逐渐增加，自前分流模挤压成形已经成为铝合金空心型材最为可行的生产加工方法1-5]。复杂断面空心型材在挤压时金属流动变形和温度场分布不均
收稿日期：20160706；修订日期：20161030
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51364027）；内蒙古自然科学基金项目资助项目（2013MS0708）：内蒙古工业大学中青年学术骨干项目（10381007）
作者简介：徐宁（1992-），男，额士研究生 E-mail;xuning_0620@ 163. cxm
通据作者：黄东男（1979-），男，博士，教投万方露n：dmam_2000163.cm
抗力大，极易造成堵模、模具压裂或压断等现象[6-7]。因此，提高挤压过程金属的流动均勾性和模具使用寿命，降低生产成本是铝加工行业驱待解决的问题。
分流模挤压是在高温、高载荷和高摩擦几乎密闭空间进行的成形过程，采用物理试验研究很困难。随着计算机技术的快速发展，以计算机数值模拟技术取代部分试验，成为研究挤压成形过程的主要手段[8-11]。国内外学者利用有限元数值模拟分析了蝶形分流模挤压过程金属流动(12)，复杂断面铝型材挤压过程的应力-应变场、温度场及速度场[13]，亚毫