[发明专利]一种扁挤压筒用板材挤压模具设计方法

摘要

本发明公开了一种扁挤压筒用板材挤压模具设计方法，挤压模具包括模垫，模垫一端面固定安装有型材模，型材模的另一端面固定安装有大头模，大头模中心开设有截面设置为椭圆形状的变形腔，变形腔设置有入口和出口，变形腔的截面椭圆长轴b保持不变，变形腔截面椭圆短轴a从入口到出口逐渐减小，大头模设置出口的一端面固定安装在型材模上，设计方法包括对变形腔截面椭圆短轴a变化曲线的计算方法。本发明设计的挤压模具为等应变速率模具，与扁挤压筒结合使用，使得坯料以等应变速率流经模具工作带，保证了难变形材料挤压制品的质量。

主权项

1.一种扁筒挤压用板材挤压模具设计方法，其特征在于，所述挤压模具包括模垫(3)，所述模垫(3)一端面固定安装有型材模(2)，所述型材模(2)的另一端面固定安装有大头模(1)，所述大头模(1)中心开设有截面设置为椭圆形状的变形腔(1‑1)，所述变形腔(1‑1)设置有入口(1‑2)和出口(1‑3)，所述变形腔(1‑1)的横截面椭圆的长轴b保持不变，所述变形腔(1‑1)的横截面椭圆的短轴a从入口(1‑2)到出口(1‑3)逐渐减小，所述大头模(1)设置出口(1‑3)的一端面固定安装在型材模(2)上，所述设计方法包括对变形腔(1‑1)的横截面椭圆的短轴a变化曲线的计算方法，具体步骤为：步骤1：计算材料在变形腔(1‑1)中移动距离dz所需的时间：设定在挤压过程中，保持挤压速度和应变速率恒定，则材料在变形腔(1‑1)中移动距离dz所需的时间为：其中，v为材料在z处的挤压速度，z为材料距变形腔入口的距离；步骤2，计算材料在z处的等效应变速率：变形腔(1‑1)在z处的横截面积为A＝πab，其中，a为变形腔的横截面椭圆的短轴，b为变形腔的横截面椭圆的长轴，则材料在z处的等效应变速率为：步骤3，计算材料在z处的应变速率：由(1)和(2)式得出，材料在移动距离dz经历的等效应变速率为：记v0和a0分别是材料在入口处的速度和变形腔入口截面椭圆的短轴长度，则材料在z处的应变速率为：步骤4，计算材料在变形腔入口处的应变速率：由于应变速率恒定，则材料在变形腔入口处的应变速率为：步骤5，由公式(5)推导出变形腔(1‑1)的横截面椭圆的短轴a变化曲线为：其中，变形腔入口处的挤压速度式中λ为挤压比，λ＝a₀/a_f，a_f为变形腔出口截面椭圆的短轴长度，将v₀带入公式(6)得到变形腔的横截面椭圆的短轴a的变化曲线为：其中，L为大头模的长度，即变形腔入口到出口的距离。