前筒擠壓成形方案分析與參數優化

王培安，吳淑芳，郭歡歡

(1.商丘工學院機械工程學院， 河南 商丘 476000； 2.長春理工大學機電工程學院， 吉林 長春 130022)

冷擠壓技術是一種優質﹑高效﹑低成本的近凈成形工藝。前筒的加工常采用冷擠壓加工[1]。隨著計算機輔助工程設計技術的不斷發展和應用，利用DEFORM-3D軟件不僅可對壓形、復合擠壓、反擠壓過程進行數值模擬研究，簡單、高效、準確地不斷重復成形過程，而且可以進行多次計算和優化分析，提高實際加工過程的效率和材料的利用率[2-3]。

在擠壓方面的數據優化方法中，正交試驗法運用廣泛，能夠減少實驗次數、節約時間、提高效率。例如：張學奇等[4]采用正交試驗以坯料的初始溫度、模具的初始溫度、打擊速度、模具的硬度作為影響因素，研究模具磨損和成形載荷，取得了較好的效果；向榮[5]利用正交試驗查看擠壓花鍵有無鐓粗及鐓粗大小的情況，收到了較好的效果。

前筒零件屬于筒形類零件，前筒形狀上端比較復雜，內孔深度較深，導致其擠壓工藝效果較差，流動規律比較難掌握。其加工難點是深孔加工，解決方案是要保證深孔加工過程中凸模的穩定，控制材料的變形程度及凸模與擠壓件內孔之間的間隙等。本文通過分析研究提出了前筒的5種工藝方案，并以壓形過程中最大成形載荷、凹模最大磨損量和復合擠壓過程中等效應變、凸模最大磨損量作為本文的優化目標，基于有限元軟件DEFORM-3D和正交試驗優化成形速度﹑摩擦因數以及模具材料硬度等工藝參數，得到的優化參數對前筒實際生產加工具有一定指導意義?！?br>