HyperXtrude实现数字化模具设计制造pig.docx

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1、HypeerXttrudde实现现数字化化模具设设计制造造在模具制制造早期期如何预预测和分分析各种种潜在的的模具设计计缺陷，对对于提高高模具制造造质量和和缩短模模具制造造周期至至关重要要。使用用HypperXXtruude有有限元挤挤压成形形软件对对模具设设计进行行验证，可可以指导导和解决决挤压模模具设计计和制造造中出现现的多种种问题。 铝挤压压模具在在设计和和制造的的早期对对于技术术人员的的经验要要求较高高，传统统的设计计方法存存在设计计周期长长、成本本高和质质量不易易保证等等缺点。随随着有限限元数值值模拟技技术（即即CAEE技术）在在铝挤压压制造业业的成功功应用，为为挤压模模具的设设计和制

2、制造带来来了革命命性的飞飞跃，将将挤压模模具的设设计和制制造带进进了一个个崭新的的发展阶阶段。这这种基于于数值模模拟技术术的设计计和制造造理念，具具有多方方面优势势：在模模具初始始设计后后，在计计算机上上以虚拟拟试模代代替物理理试模，降降低模具具设计成成本；大大幅缩短短模具设设计和制制造周期期，确保保交付时时间；为为设计人人员提供供精确的的计算结结果，分分析、评评价和优优化模具具设计方方案，从从而提高高了模具具设计质质量；有有利于设设计知识识和经验验的积累累。 HHypeerXttrudde是AAltaair工工程软件件公司的的一款专专业的针针对挤压压生产过过程中分分析材料料流动和和传热的的有

3、限元元应用软软件。HHypeerXttrudde采用用稳健的的求解算算法，功功能强大大、计算算精度高高，已在在铝型材材挤压模模具设计计和制造造中得到到了成功功应用。 创建挤挤压模具具有限元元模型 以一个个实际的的挤压空空心分流流模为例例，详细细介绍HHypeerXttrudde软件件实现材材料流动动有限元元分析的的模型创创建过程程，图11所示为为模具图图和型材材截面形形状。 图1 空空心分流流模具图图和型材材形状1.挤压压模具的的材料流流动有限限元模型型 为了了分析和和研究材材料沿挤挤压模具具的流动动性能，首首先将材材料流经经的模具具和挤压压筒的内内表面几几何抽取取出来，然然后分别别创建如如图

4、2所所示的有有限元模模型。主主要包括括四个部部分：棒棒料、分分流孔和和焊合腔腔、工作作带和型型材。根根据材料料在挤压压过程中中变形程程度及其其对流动动结果的的影响，各各部分网网格单元元的大小小和密度度要求不不同，比比如在模模具出口口附近，材材料变形形最剧烈烈，因此此该区域域的单元元较密，而而对于棒棒料中的的单元尺尺寸应尽尽量大。这这种网格格单元的的分配，一一方面确确保计算算精度，另另一方面面可以尽尽量减少少整个模模型的大大小，提提高计算算效率。 图2 流流经模具具内的材材料有限限元网格格模型2.边界界条件的的创建 图3所所示为挤挤压工艺艺示意图图，包括括工具中中的不同同部分和和材料。根根据材料

5、料在挤压压过程中中流经工工具的不不同区域域及其相相互接触触情况，分分别创建建各自的的边界条条件及其其参数。主主要包括括： 图3 挤挤压模具具和材料料的边界界条件定定义（1）挤挤压块与与棒料之之间的接接口； （2）挤挤压筒和和棒料之之间的接接口； （3）模模具与棒棒料之间间的接口口； （44）工作作带表面面的边界界条件； （55）型材材表面的的边界条条件； （6）型型材出口口边界条条件； （7）挤挤压筒和和模具外外部。 3.材材料的选选择和创创建 HHypeerXttrudde软件件支持多多种材料料和材料料的结构构关系模模型，内内置的材材料库中中包含有有5大类类和700余种材材料数据据。分析析人

6、员可可以根据据需要选选择相应应的材料料，并分分配给相相应的模模型。同同时软件件包含一一个易用用的材料料编辑器器，可以以根据需需要对材材料性能能数据进进行修改改或创建建新的材材料，并并将其保保存在材材料库中中，易于于以后使使用。图图4所示示为AAA60661材料料性能参参数。 图4 材材料性能能参数4.挤压压工艺参参数的输输入和求求解控制制 根据据实际挤挤压工艺艺条件来来定义挤挤压工艺艺参数，主主要包括括：棒料料预热温温度、模模具的初初始温度度、挤压压筒的初初始温度度，挤压压筒的内内径、棒棒料的长长度和挤挤压块速速度等。求求解控制制主要包包括：分分析类型型、挤压压类型、计计算类型型、收敛敛误差、

7、迭迭代次数数、时间间步长及及作业提提交类型型等。根根据该例例需要，主主要对模模具设计计进行验验证，分分析材料料流动并并预测型型材变形形。如图图5所示示选择相相应的参参数和求求解控制制。 图5 挤挤压工艺艺参数和和求解控控制的选选择结果分析析和评价价 图66为压力力场和温温度场分分布图，图图7示意意潜在的的焊合问问题将会会导致型型材上局局部温度度分布不不均，并并引起型型材的局局部变薄薄。 图6 压压力场和和温度场场分布图7 潜潜在的焊焊合问题题引起局局部温度度分布不不均匀及及型材变变薄图8所示示速度场场分布，左左图为型型材的速速度分布布，可以以看出材材料流速速很不均均匀，导导致材料料流动的的不平

8、衡衡，并引引起型材材的变形形。右图图为分流流孔内的的材料沿沿挤压方方向的流流速分布布，材料料在分流流孔内速速度不均均将会影影响型材材的变形形。 图8 速速度不均均匀导致致材料流流动不平平衡和变变形根据上述述计算结结果与分分析评价价，并与与实际挤挤压结果果相比较较，HyyperrXtrrudee能够准准确地预预测挤压压模具初初始设计计方案的的潜在缺缺陷，从从而进一一步提出出改进方方案，成成功地验验证和解解决了实实际挤压压生产中中的问题题。 结结束语 通过使使用HyyperrXtrrudee挤压成成形模拟拟软件，成成功地预预测了挤挤压模具具设计的的潜在不不足，真真正能够够帮助模模具设计计人员解解决了现现存的实实际难题题。实践践证明，HHypeerXttrudde软件件将给铝铝挤压制制造商带带来极大大的收益益：通过过稳健的的、可靠靠的和快快速的挤挤压成形形数值模模拟，最最大限度度地减少少模具设设计时间间和降低低设计成成本；对对新设计计的模具具进行验验证和确确认；计计算和优优化工作作带及其其长度；减少因因反复的的试模引引起的昂昂贵生产产成本。