[发明专利]一种三维挤压成形工艺动凹模运动轨迹的计算方法

摘要

本发明公开了一种三维挤压成形工艺动凹模运动轨迹的计算方法，关键在于：词计算方法包括下列步骤：对动凹模运动轨迹的进行积分计算方法、对动凹模运动轨迹的进行离散计算，分别对挤压件变化面为斜面和圆弧面条件下对动凹模运动轨迹进行计算。本发明适用于截面连续变化的细长条形挤压件，采用该方法设计的动凹模运动轨迹，使得变截面挤压件的截面连续变化满足预定要求（如斜面、圆弧面等），有效解决了三维挤压成形工艺的对动凹模冲头运动轨迹的计算难题，保证了三维挤压工艺获得的挤压件截面变化精度的难题。

主权项

1.一种三维挤压成形工艺动凹模运动轨迹的计算方法，其特征在于：所述计算方法包括如下步骤：由于坯料进料量等于出料量，所以挤出口坯料体积和挤出速度依赖于时间变量，那么：∫0tS(t)·vo·dt=Si·vi·t---(1)]]>其中：S_i，v_i——进料口截面积和速度：S(t)，v_o——出料口在某一时刻t的坯料截面积和挤出速度;考虑到动凹模运动速度的变化，那么凹模出口处坯料截面面积是时间t的函数：S(t)=∫0t∂S(t)∂tdt=(S)t=0+(∫0tvhdt)=(S)t=0+dsp·Ω---(2)]]>其中：v_h——动凹模运动速度；——动凹模总位移；Ω——动凹模移动一个单位后挤压件截面积的变化量；代入公式(1)，得：∫0t((S)t=0+dsp·Ω)·vo·dt=Si·vi·t---(3)]]>将挤压成形的时间(t+Δt)分为n+1个段，每一个时间段间隔为Δt=t/(n-1)；在每一段时间内，动凹模速度分别为(v₁,v₂,…,v_n,v_n+1)；不失一般性，令Ω=1，则在(t→t+Δt)时间内，公式(1)可以改写为：{(Σi=1n+1(vh)i·Δt)+(S)t=0}·vo=Si·vi---(4)]]>那么当n足够大时，显然动凹模的运动轨迹与预定轨迹一致；对于实际挤压过程来说，在(0→t)时间内，动凹模速度已知，而(t→t+Δt)内受到挤压件截面变化的影响，则为未知数，那么可以得到：{{(Σi=1n(vh)i·Δt)+(vh)n+1·Δt}+(S)t=0}·(vo)n+1=Si·vi---(5)]]>假定挤出口坯料流动速度v_o是动凹模当前时刻速度的函数，即可写为：(v_o)_n+1=f{(v_h)_n+1}           (6)最后可以得到动凹模在时间(t→t+Δt)内运动速率求解方程：{(Σi=1n(vh)i·Δt)+(vh)n+1·Δt+(S)t=0}·f{(vh)n+1}=Si·vi---(7)]]>动凹模在(t+△t)时刻的总位移为dsp=Σi=1n(vh)i·Δt+(vh)n+1·Δt---(8)]]>坯料流动速度v_o是动凹模当前时刻速度之间的函数关系由出料口坯料形状决定；在公式7中坯料在t=0时的初始流动速度可以计算为：(v_h)₁=(S_i/S(0))·v_i                    (9)那么，在公式(7)中，未知参数仅为(t→t+Δt)时刻的动凹模运动速度，通过简单的迭代求解，就可以获得动凹模运动速度，既可以得到动凹模随时间变化的运动轨迹；根据上述步骤，任一曲面形状的计算方法如下：假定挤压件预定曲面在动凹模出口处点的切线与水平方向成θ角，那么公式(6)可以写为f=(v_h)_n+1/tan(θ)               （10）带入公式（7），通过迭代求解，可以获得整个挤压过程的动凹模运动曲线。