[发明专利]流线型自弯曲挤压模具及其设计方法

权利要求书

1.一种流线型自弯曲挤压模具的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于正弦函数设计模腔截面一侧的边界控制曲线；

以正弦函数设计的边界控制曲线为基础设计模腔截面另一侧的边界控制曲线的函数，设计模腔截面的两侧边界控制曲线呈非对称；

基于两侧的边界控制曲线进行光滑过渡，得到模腔的曲面控制函数；

在挤压模具的模腔后面增设工作带结构，工作带结构的壁面与挤压方向平行；

基于正弦函数设计模腔截面一侧的边界控制曲线的步骤还包括：

挤压模具模腔的一侧边界曲线由正弦函数描述，一侧边界曲线的控制函数描述为：

式中，R为入口模孔直径，即坯料直径；r为出口模孔直径，即棒材直径，L为模腔高度；

以正弦函数设计的边界控制曲线为基础设计模腔截面另一侧的边界控制曲线的函数的步骤还包括：

基于反正切函数设计模腔截面另一侧的边界控制曲线；

挤压模具模腔的另一侧边界曲线由反正切函数描述，对反正切函数设计的边界控制曲线以加权过渡的方式设计挤压模具的流线型模腔，另一侧边界曲线的控制函数描述为：

式中，α为加权控制系数，A为B为

基于两侧的边界控制曲线进行光滑过渡，得到模腔的曲面控制函数的步骤还包括：

基于两侧边界控制曲线y1和y2作为边界轮廓，采用sin²+cos²＝1进行光滑过渡，得到模腔的曲面控制函数描述为：

2.根据权利要求1所述的流线型自弯曲挤压模具的设计方法，其特征在于，基于反正切函数设计模腔截面另一侧的边界控制曲线的步骤还包括以下步骤：

根据反正切函数的控制函数的图形，设定模腔的挤压出口处的斜率为0.01，利用MATLAB预设的边界条件，计算得A＝5.02429344，B＝0.6393208；α＝0，0.3，0.5。

3.根据权利要求1所述的流线型自弯曲挤压模具的设计方法，其特征在于，以正弦函数设计的边界控制曲线为基础设计模腔截面另一侧的边界控制曲线的函数的步骤还包括：

基于误差函数设计模腔截面另一侧的边界控制曲线；

挤压模具模腔的另一侧边界曲线由误差函数描述，对误差函数设计的边界控制曲线以加权过渡的方式设计挤压模具的流线型模腔，另一侧边界曲线的控制函数描述为：

式中，α为加权控制系数，A为B为

4.根据权利要求3所述的流线型自弯曲挤压模具的设计方法，其特征在于，基于两侧的边界控制曲线进行光滑过渡，得到模腔的曲面控制函数的步骤还包括：

基于两侧边界控制曲线y1和y2作为边界轮廓，采用sin²+cos²＝1进行光滑过渡，得到模腔的曲面控制函数描述为：

5.根据权利要求4所述的流线型自弯曲挤压模具的设计方法，其特征在于，基于误差函数设计模腔截面另一侧的边界控制曲线的步骤还包括以下步骤：

根据误差函数的控制函数的图形，设定模腔的挤压出口处的斜率为0.01，利用MATLAB预设的边界条件，计算得A＝7.5015209，B＝0.13506689；α＝0，0.3，0.5。

6.根据权利要求1所述的流线型自弯曲挤压模具的设计方法，其特征在于，以正弦函数设计的边界控制曲线为基础设计模腔截面另一侧的边界控制曲线的函数的步骤还包括：

基于双曲正切函数设计模腔截面另一侧的边界控制曲线；

挤压模具模腔的另一侧边界曲线由双曲正切函数描述，对双曲正切函数设计的边界控制曲线以加权过渡的方式设计挤压模具的流线型模腔，另一侧边界曲线的控制函数描述为：

式中，α为加权控制系数，A为B为