組合式扁擠壓筒孔形對比分析及筒間過盈量分布研究.pdf

1、金屬擠壓加工是通過施加外力使處于耐壓容器的金屬受到三向壓應力作用從而產生塑性變形，然后從指定的孔或間隙中被擠出，最終獲得特定截面形狀及尺寸擠壓件的壓力成型過程。擠壓筒作為擠壓設備核心的部件，因其工作溫度高、集中應力明顯、內襯與加工材料頻繁摩擦等客觀因素導致擠壓筒使用壽命過短。國內外很多研究已經表明，相較圓形擠壓筒而言，扁擠壓筒在擠壓扁寬型材時型材的塑性流動更好，從而可以降低擠壓力，但是因其內孔形狀相比圓孔曲率更大，應力集中的現象也更明顯

2、，從而很有必要對其進行結構上的優(yōu)化。本文利用三種扁擠壓筒設計方案與圓形擠壓筒進行對比分析，最終確定雙圓角過渡型扁擠壓筒為最優(yōu)方案，并在此基礎上進行過盈量橢圓度的研究。本文主要進行了以下工作：
　?、僖驁A擠壓筒和扁擠壓筒的中、外筒均為圓筒且內筒外圈相似，具有一定的對比參考價值，所以本文利用平面問題的極坐標解析法，對圓筒受均布壓力時的應力分布進行分析計算，然后利用組合式圓筒的應力疊加公式進行推導，得到組合式圓擠壓筒在裝配應力及靜水壓力

3、作用下的應力分布情況，結合有限元法對組合式圓擠壓筒進行仿真計算，最后將解析解與有限元解進行對比。將圓擠壓筒和扁擠壓筒擠壓相同型材時所需的擠壓力進行對比，發(fā)現扁擠壓筒所需擠壓力遠低于扁擠壓筒，從而確定設計優(yōu)化扁擠壓筒的必要性。
　?、诟鶕浀淞W及實際工程中擠壓筒設計準則，對橢圓型扁擠壓筒、半圓型扁擠壓筒、雙圓角過渡型扁擠壓筒三種扁擠壓筒建立二維模型。利用有限元軟件對前兩種扁擠壓筒分別設置不同過盈量進行計算對比，確定圓筒和這兩種扁擠

4、壓筒方案的最優(yōu)過盈量。
　?、蹖Ρ确治鲭p圓角過渡型扁擠壓筒在不同圓角尺寸的應力分布，然后選取最優(yōu)的內孔尺寸，并將三種扁擠壓筒和圓筒的最優(yōu)解進行橫向對比，確定雙圓角過渡型扁擠壓筒為最優(yōu)方案進行后續(xù)研究分析。
　?、芴岢鲞^盈量橢圓度的概念，對雙圓角過渡型扁擠壓筒進行過盈量橢圓度設計，通過對大量計算數據進行對比得到變過盈橢圓度的最優(yōu)解，并通過觀察雙圓角過渡型扁擠壓筒在中筒、內筒組合加載時內筒的形變量，與內筒、中筒組合加壓時內筒外表