某棒料挤压过程模拟【字数：10344】
采用UG8.0进行了建模过程，主要是用deform来模拟棒料的挤压过程，本文介绍了挤压的一些相关概念。deform的起源、功能等也简单做了简单介绍。在模拟的后处理部分观察了在棒料挤压过程中应变、应力、流动速度的分布情况，重点分析了凸模运动速率（挤压速度）和毛坯与模具的摩擦因数对挤压的影响。得出本次模拟的结论是在挤压速度为2mm/s和摩擦因数为0.1时，毛坯的变形均匀，变形速度更稳定。通过数值模拟可以让实验人员更加的了解实际生产中可能产生的数据，进而可以减少生产的成本。
目录
1.绪论 1
1.1 挤压的概述 1
1.1.1 挤压基本概念 1
1.1.2 挤压的特点和分类 1
1.1.3 冷挤压技术 1
1.2 deform有限元软件的简介和有限元法概述 2
1.2.1 deform适用对象和范围 2
1.2.2 deform的价值 3
1.2.3 deform模块介绍 3
1.3 模拟的目的和意义 4
2.棒料挤压过程的模拟 5
2.1在UG中的模型建立 5
2.2在deform中的模拟 5
2.2.1 deform的前处理 5
2.2.2deform的后处理 11
3.棒料挤压成形分析 12
3.1观察棒料挤压成形的过程 12
3.2观察棒料的最大应变分布和点追踪分析 12
3.3观察最大应力的分布和点追踪分析 14
3.4观察毛坯的在挤压过程中的流动速率 15
3.5凸模的运动速率对挤压成形的影响 16
3.5.1应变的分布情况 17
3.5.2应力分布情况 19
3.5.3流动速度的分布 20
3.6摩擦因数的影响 22
3.6.1应变分布 22
3.6.2应力分布 24
3.6.3流动速度的分布 26
3.7小结 28
4. 总结 29
4.1总结 29
参考文献 30
致谢 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
1.绪论
1.1 挤压的概述
1.1.1 挤压基本概念
挤压：是对放在模具型腔内的金属坯料施加大的压力，强迫金属坯料发生定向的塑性变形，从挤压的模具中挤出，从而获得工艺所需要的形状和尺寸的制品的方法[1][2][3]。
1.1.2 挤压的特点和分类
在实际的挤压中，依据不同的特点可以有很多种。下面介绍最常见的实际生产中最常用到的几种挤压方法：1.按照挤压方向分类：有正向挤压、反向挤压（套轴反挤压、堵头反挤压、双轴反挤压）、侧向挤压（电缆抱负侧向挤压、侧向摩擦挤压、等通道转角挤压）[4]。2.按照润滑状态分类：无润滑挤压、常规润滑挤压、玻璃润滑挤压、静液挤压[5]。3.按照挤压温度分类：冷挤压、温挤压、热挤压（普通热挤压、各种等温挤压）[6]。4.按照挤压速度分类：高速挤压、冲击挤压（超高速挤压、爆破挤压）[7]。5.按照坯料形状或者数目分类：圆挤压筒挤压（圆断面坯料挤压）、扁挤压筒挤（扁断面坯料挤压）、多坯料挤压（相同材质坯料挤压、不同材质多坯料挤压等）、复合坯料挤压（颗粒复合材料挤压、铝包铜芯、双金属管等普通金属层状符合材料挤压，金属与其他非金属材料的特殊层状复合材料挤压等）[8]。6.按照坯料的状态分类：普通锭坯挤压、粉末材料的挤压、半固态挤压、液态材料的挤压[9]。7.按照制品的形状的分类或数目分类：棒材料挤压、管材挤压（圆断面棺材挤压、异形断面管材挤压、变断面管材挤压）、变断面型材挤压（有逐渐变断面挤压、阶段变断面挤压等）、单孔模挤压、多孔模挤压[10]。8.按照金属种类分类：有色金属、黑色金属[11]。9.按照生产的连续性挤压：普通挤压、连续挤压（断面包覆机油、无压余挤压、conform连续挤压、连续铸挤等）[12]。
1.1.3 冷挤压技术
根据上文第三类提到按照温度分类，可以分成三类挤压方法，而冷挤压简单来说就是在金属回复温度以下进行挤压的工艺。
冷挤压技术和其他的加工工艺有着如下优点：1.可以提高工件的力学性能，经过冷挤压的金属会发生加工硬化，使得工件本身的强度得到提高，若应用合理地冷挤压工艺可以在工件表面产生压应力，从而又可以使工件的疲劳强度得以提高，使工件的使用寿命延长。2.可以节省原材料，冷挤压工艺是利用金属的塑性变形能力来制造成所需的工件，故可以减少不必要的切削加工，让原材料的利用率得以提高，冷挤压材料的利用率大概在70—80%。3.利用冷挤压生产的工件可以获得理想的尺寸和精度，一般很少需要在进行切削加工。上面所提到的工艺优点不仅可以提高劳动生产率，还可以降低工件材料的成本。
但是冷挤压技术也有一些缺点：1.对模具的要求比较高。金属毛坯在磨具中被挤压是受三向压应力的，这会使变形的抗力明显增大，所以冷挤压的模具挤压是所受的应力比一般的挤压的模具大。2.因为其最模具的要求高，故不适合大批量生产，只适合小批量生产。3.经过冷挤压的工件，其冲击韧性、塑性比较差，在挤压过后会产生较大残余应力。还需经过热处理才得以消除，这也就提高的工艺的成本。4.还需要吨位比较大的压力机，因为工件的变形抗力比较大。
这些缺陷就是冷挤压技术的在实际生产应用中的一些难点和优点。
1.2 deform有限元软件的简介和有限元法概述
1.2.1 deform适用对象和范围
20世纪70年代后期，位于美国的加利福利亚大学小林研究室在美国军方的支持下开发出有限元软件ALPID,20世纪90年代在这一基础上开发出deform2D软件[13]。这个软件的开发者创立了SFTC公司，而且也推出了deform软件。比较负载复杂、综合的三维工件、模具等可以用deform3D来处理。
目录
1.绪论 1
1.1 挤压的概述 1
1.1.1 挤压基本概念 1
1.1.2 挤压的特点和分类 1
1.1.3 冷挤压技术 1
1.2 deform有限元软件的简介和有限元法概述 2
1.2.1 deform适用对象和范围 2
1.2.2 deform的价值 3
1.2.3 deform模块介绍 3
1.3 模拟的目的和意义 4
2.棒料挤压过程的模拟 5
2.1在UG中的模型建立 5
2.2在deform中的模拟 5
2.2.1 deform的前处理 5
2.2.2deform的后处理 11
3.棒料挤压成形分析 12
3.1观察棒料挤压成形的过程 12
3.2观察棒料的最大应变分布和点追踪分析 12
3.3观察最大应力的分布和点追踪分析 14
3.4观察毛坯的在挤压过程中的流动速率 15
3.5凸模的运动速率对挤压成形的影响 16
3.5.1应变的分布情况 17
3.5.2应力分布情况 19
3.5.3流动速度的分布 20
3.6摩擦因数的影响 22
3.6.1应变分布 22
3.6.2应力分布 24
3.6.3流动速度的分布 26
3.7小结 28
4. 总结 29
4.1总结 29
参考文献 30
致谢 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
1.绪论
1.1 挤压的概述
1.1.1 挤压基本概念
挤压：是对放在模具型腔内的金属坯料施加大的压力，强迫金属坯料发生定向的塑性变形，从挤压的模具中挤出，从而获得工艺所需要的形状和尺寸的制品的方法[1][2][3]。
1.1.2 挤压的特点和分类
在实际的挤压中，依据不同的特点可以有很多种。下面介绍最常见的实际生产中最常用到的几种挤压方法：1.按照挤压方向分类：有正向挤压、反向挤压（套轴反挤压、堵头反挤压、双轴反挤压）、侧向挤压（电缆抱负侧向挤压、侧向摩擦挤压、等通道转角挤压）[4]。2.按照润滑状态分类：无润滑挤压、常规润滑挤压、玻璃润滑挤压、静液挤压[5]。3.按照挤压温度分类：冷挤压、温挤压、热挤压（普通热挤压、各种等温挤压）[6]。4.按照挤压速度分类：高速挤压、冲击挤压（超高速挤压、爆破挤压）[7]。5.按照坯料形状或者数目分类：圆挤压筒挤压（圆断面坯料挤压）、扁挤压筒挤（扁断面坯料挤压）、多坯料挤压（相同材质坯料挤压、不同材质多坯料挤压等）、复合坯料挤压（颗粒复合材料挤压、铝包铜芯、双金属管等普通金属层状符合材料挤压，金属与其他非金属材料的特殊层状复合材料挤压等）[8]。6.按照坯料的状态分类：普通锭坯挤压、粉末材料的挤压、半固态挤压、液态材料的挤压[9]。7.按照制品的形状的分类或数目分类：棒材料挤压、管材挤压（圆断面棺材挤压、异形断面管材挤压、变断面管材挤压）、变断面型材挤压（有逐渐变断面挤压、阶段变断面挤压等）、单孔模挤压、多孔模挤压[10]。8.按照金属种类分类：有色金属、黑色金属[11]。9.按照生产的连续性挤压：普通挤压、连续挤压（断面包覆机油、无压余挤压、conform连续挤压、连续铸挤等）[12]。
1.1.3 冷挤压技术
根据上文第三类提到按照温度分类，可以分成三类挤压方法，而冷挤压简单来说就是在金属回复温度以下进行挤压的工艺。
冷挤压技术和其他的加工工艺有着如下优点：1.可以提高工件的力学性能，经过冷挤压的金属会发生加工硬化，使得工件本身的强度得到提高，若应用合理地冷挤压工艺可以在工件表面产生压应力，从而又可以使工件的疲劳强度得以提高，使工件的使用寿命延长。2.可以节省原材料，冷挤压工艺是利用金属的塑性变形能力来制造成所需的工件，故可以减少不必要的切削加工，让原材料的利用率得以提高，冷挤压材料的利用率大概在70—80%。3.利用冷挤压生产的工件可以获得理想的尺寸和精度，一般很少需要在进行切削加工。上面所提到的工艺优点不仅可以提高劳动生产率，还可以降低工件材料的成本。
但是冷挤压技术也有一些缺点：1.对模具的要求比较高。金属毛坯在磨具中被挤压是受三向压应力的，这会使变形的抗力明显增大，所以冷挤压的模具挤压是所受的应力比一般的挤压的模具大。2.因为其最模具的要求高，故不适合大批量生产，只适合小批量生产。3.经过冷挤压的工件，其冲击韧性、塑性比较差，在挤压过后会产生较大残余应力。还需经过热处理才得以消除，这也就提高的工艺的成本。4.还需要吨位比较大的压力机，因为工件的变形抗力比较大。
这些缺陷就是冷挤压技术的在实际生产应用中的一些难点和优点。
1.2 deform有限元软件的简介和有限元法概述
1.2.1 deform适用对象和范围
20世纪70年代后期，位于美国的加利福利亚大学小林研究室在美国军方的支持下开发出有限元软件ALPID,20世纪90年代在这一基础上开发出deform2D软件[13]。这个软件的开发者创立了SFTC公司，而且也推出了deform软件。比较负载复杂、综合的三维工件、模具等可以用deform3D来处理。
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