[发明专利]一种高效的型材挤压模具设计方法

权利要求书

1.一种高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：产品加工断面图的确定：根据客户样品型材的特性信息检索产品设计库，根据检索结果确定工艺设计方案和产品加工断面图；

S2：模腔参数的初步确定：根据产品加工断面图初步确定模具设计参数和挤压工艺参数，同时根据产品加工断面图初步建立模腔三维模型；

S3：模腔的初步模拟分析

(1)将初步建立的模腔三维模型导入到数值模拟软件内；

(2)在数值模拟软件中，将该模腔三维模型生成三维网格模型，对模腔的重点设计部分进行单独模拟，在需要重点模拟的区域单独进行网格划分；

(3)对于单独网格划分的区域在所述挤压工艺参数下进行仿真模拟，并得到仿真模拟结果；仿真模拟结果至少包括温度场模拟结果、速度场模拟结果以及应力场模拟结果；

(4)对所有单独网格划分区域的仿真模拟结果进行分析研讨；

(5)根据仿真模拟结果制定模腔的优化方案，根据优化后方案重新建立模腔三维模型；

S4：模腔的综合模拟分析

(1)将所述优化后的模腔三维模型导入到数值模拟软件内；

(2)对优化后的整体模腔三维模型在所述挤压工艺参数下进行仿真模拟，并得到仿真模拟结果；

(3)根据仿真模拟结果再次确定模腔优化方案，根据优化后方案重新建立经过模拟后最终确定的模腔三维模型。

2.如权利要求1所述的一种高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于，所述数值模拟软件利用Simufact软件，在根据挤压工艺参数下进行仿真模拟时，在非稳态挤压阶段采用Dytran有限体积法进行模拟，在稳态挤压阶段采用MARC有限元法进行模拟。

3.如权利要求1所述的一种高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于，所述产品加工断面图的确定具体包括以下几个步骤：

(1)获取客户样品特性信息：将提取到的客户样品型材的特性信息同时输入到本公司产品设计库和外部专家设计库中；

(2)工艺设计方案检索：根据型材的特性信息分别在本公司产品设计库和外部专家设计库进行检索，并将检索到的所有相似案件的工艺设计方案调出；

(3)工艺设计方案初步确定：首先根据本公司相似案件的工艺设计方案初步确定工艺设计方案，同时结合外部专家设计库相似案件的工艺设计方案确定模具设计中的重要参数；之后，对工艺设计方案进行综合评估，确定产品加工断面图。

4.如权利要求1所述的一种高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于，所述模腔参数的初步确定具体包括以下几个步骤：

(1)根据加工断面图，初步确定挤压机台吨位，确定模具规格；

(2)根据加工断面图，初步确定模角、定径带、成型孔等重要尺寸；

(3)根据加工断面图，初步确定模孔布置的位置；

(4)综合考虑被挤压合金的化学成分、产品的形状和公称尺寸及其允许误差等，通过计算公式初步计算出模孔的尺寸；

(5)初步确定模具强度，确定挤压工艺条件，挤压工艺参数至少包括：金属原材料加热温度、挤压筒加热温度、挤压温度、挤压速度、挤压比等挤压参数；

(6)根据步骤(4)中的计算建立初步的模腔三维模型。

5.如权利要求4所述的一种高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于，所述模孔布置的位置可分为单孔模布置和多孔模布置；

所述单孔模布置在对称良好的型材模上时，应将模孔的理论重心置于模子中心上；

所述单孔模布置在壁厚相差悬殊和对称性很差的产品，应尽量保证模子上下左右的金属量大致相同，同时结合金属在挤压过程的流动特点，使薄壁部分或难成形部分尽可能接近中心；

所述多孔模布置时应尽量布置在同心圆周上，尽量增大布置的对称性，模孔尽量紧凑靠近在挤压筒中心。

6.如权利要求1所述的一种高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于，所述挤压工艺参数在确定时还需要调整金属流速；

对于形状特别复杂、壁厚很薄、离中心很远的部分采用促流角或导料锥来加速金属流动；

对于壁厚很大的部分或离挤压筒中心很近的地方，采用阻碍角进行补充阻碍，来缓解此处的流速。