目前铝型材挤压模具的设计还停留在依靠工程类比和设计经验阶段,所设计的模具必须经过反复试模和修模来调整,严重影响了企业的产品及模具开发周期和生产效率,影响模具质量和模具寿命,增加经济成本和时间成本。
因此,在铝型材挤压工艺和模具开发过程中采用成形过程数值模拟技术,可以在制模以前就对成形过程进行计算机仿真,从而获得铝合金在模腔内的流动变形和挤压件形状、挤压件内部信息,如位移、速度、温度、应力、应变、压力等物理场量的分布,便于及时发现挤压件和模具结构中可能出现的缺陷,从而评价挤压工艺及模具结构设计是否合理,进而实行工艺和模具设计方案的及时修改,通过再次反复的计算机仿真模拟的“虚拟试模”,可以确定优化后的工艺和模具设计方案,并将此解决方案投入实际挤压生产中,即保证产品质量稳定,也提高模具使用寿命,甚至能够达到零试模的目的,这是铝型材现代化生产发展的必然趋势。
面向铝型材生产制造企业和挤压模具生产制造企业,针对单个的铝型材产品和对应挤压模具初始设计方案,建立有限元数值模拟三维模型。通过使用有限元数值分析软件对型材挤压过程进行有限元数值模拟,经过多次反复模拟,分析比较数值模拟结果,以金属流出挤压模具工作带时的流速均匀性为关键目标,以确保高质量成形为目的,确定最佳的挤压工艺参数,并同步优化模具结构初始设计加工参数,最终筛选确定能够保证模具结构加工参数和挤压工艺参数二者相互适应、优化匹配、具有实际应用可行性的“模具设计和挤压工艺完整配套”解决方案,用以指导实际批量化挤压生产,并为其它类似铝型材挤压件的开发提供具有实际价值的理论指导。