冷挤压组合凹模失效分析和挤压过程数值模拟.pdf

上半月出版 Casting·Forging·Weldnig|金属铸锻焊技术 冷挤压组合凹模失效分析及挤压过程数值模拟 熊贵芳 -，林启权 ，。王志刚 ： (1．湘潭大学 机械工程学院，湖南 湘潭4ll105；2．日本岐阜大学工学部，岐阜 501．1193) 摘 要 ：通过观察螺钉冷挤压成形中组合凹模 的失效现象，发现组合凹模 的失效形式为疲劳裂纹 ，其主要出 现在挤压锥角部分，且沿与凹模 内表面成 45。的方 向产生并 向外表面扩展 。利用 DEFORM．2D软件对螺钉挤压成 形进行数值模拟 ，分析组合凹模 的应力分布及变化趋势，探讨组合凹模 的疲劳破坏机理 ，进而为冷挤压组合凹模 的工艺改进和模具优化设计提供理论依据。 关键词 ：冷挤压 ；组合凹模 ；疲劳裂纹；数值模拟 中图分类号：TG376．3 文献标识码：A 文章编号：1001．3814(2009)09．0069．05 FailureAnalysisofCold Extrusion Combination ConcaveDieand Numerical Simulation ofExtrusion Process XIONGGuifang，LINQiquan，、)l，ANGZhigang2 (1．TheMechanicalEngineeringDepartment,Xiangtna unversity,XiangTan411105，China,2．DepartmentofMechnaical Engineering,G University,G 501—1193，Japan) Abstract：Thefailure ofcold extrusion combination concave dieswasobserved through the experimentof screw coldextrusionformnig．TheresultsIndicatethatthefatiguecrackisthemani failureform ofhtecoldextrusion combniationconcavedieandthecmckOCCULTSmanilyinhteextrusionconena gle45nadexpandsto outward．The coldextrusionprocessofscrew wassimulatedbyusnigDEFOMR -2D．Thestressdistributionna dchnagetrendofthe coldextrusioncombinationconcavediewereanalyzed．htefatiguefailuremechnaismofhtediewasd~scussed．The simulationresultsgivehteoreticalbasisofrimprovnigna doptimizinghtestructureofdie． Keywords：coldextrusion；combinationconcavedie；fatiguecrack；numericalsmiulation 冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先 引起的早期损坏。断裂失效又分为塑性断裂和疲 进生产工艺技术 ，已被广泛应用于汽车 、拖拉机 、 劳断裂等 0]。大量资料表明，绝大部分的冷挤压 仪表 、轴承、轻工、电器和军工等工业部 门[1-2]。 模具失效是由于凹模的疲劳开裂 ，而此时工件的 在挤压过程 中。凹模起着容纳变形金属坯料 尺寸并未出现偏差，即磨损失效还没出现。模具的 和控制金属流动的双重作用 ．凹模 内腔壁承受着 使用寿命是评价挤压生产过程是否经济可行的决 强大的压力，很容易产生开裂网。合适的预应力可以 定性因素，而影响挤压模具质量和寿命的因素很 使凹模工作时内壁处的切向拉应力大大减少 。甚至 多7[1，