铝型材挤压机是指将铝合金高温铸坯通进专用模具内，在揉捏机供给的强壮压力效果下，按给定的速度，将铝合金从模腔中挤出，然后获得所需外形、尺度以及具有必定力学功用的铝合金揉捏型材。铝型材揉捏成型进程非常复杂，除了圆形和圆环形截面铝型材的揉捏归于二维轴对称标题外，通常来说，其它外形的铝型材揉捏归于三维活动大变形标题。因而，揉捏模具的规划制作质量和其运用寿数就成了揉捏进程是不是经济可行的要害之一。公正的规划与制作能大大延伸模具寿数，关于前进1出产功率、下降本钱和能耗具有重要含义。现在，中国型材揉捏模具规划基本上还停留在传统的依托工程类推和规划经历的堆集上。而实践上，型材断面越复杂，其揉捏变形的不均匀性就越明显，然后形成新规划的模具很难保证坯料一次性的均匀流出，致使型材因扭拧、波涛、弯曲及裂纹等缺点而作废，模具也极易损害，有必要经过重复试模、修模才干投进正常运用，形成资金、人力、时刻、资源等方面的浪费[1]。因而，跟着铝型材产品不断向大型化、扁宽化、薄壁化、高精化、复杂化和多用途、多功用、多种类、长寿数方向开展，改进传统的模具规划办法已变成当时铝型材工业开展的火急需求。

1　铝型材挤压模CAE研讨的含义

铝型材揉捏模CAE技能是运用CAD中树立的揉捏产品模型、联系揉捏技能与操控参数、完结其成形进程剖析和相应模具优化规划的一种数值技能。

详细做法为:在揉捏模初步规划的基础上，依据事先拟定的技能试验计划，运用核算机仿真全部揉捏成形进程，获得揉捏变形体内的应力、应变、温度、流速等物理量散布，以及揉捏各期间的压力、温度、速度等技能参数改变状况；断定揉捏模作业带断面和分流孔、焊合腔、导流槽等模具构造对成形铝材活动的影响，模具运用进程中也许呈现的变形、塌陷、崩刃、裂口、磨损、”粘着”和疲乏等缺点及其方位；提出剖析陈述并向规划职工引荐适宜的揉捏条件，规划职工再依据CAE剖析效果批改模具规划计划。经过数次重复，直到模具规划计划满足产品规划请求和产品质量请求停止[2]。这实践上是将出产现场的”试模-修模-试模”进程转移到核算机上完结，以有些更换模具规划制作进程中费时费事的试模作业，然后减少该期间的资料和能源消耗，下降出产本钱，并据此规划出高质量的铝型材揉捏模具。

当然CAE技能已在铝型材揉捏模具规划制作范畴得到了某些成功的运用，但真实面向模具工程师的运用却很少。这主要是因为现在国内外还没有专门关于铝型材揉捏模开发的CAE软件，所以，当模具工程师凭借一些通用或专用CAE软件(如ANSYS/ＬＳ ＤＹ ＮＡ、ＭＡＲＣ/ＡｕｔｏＦｏｒｇｅ、Ｄｅｆｏｒｍ等)进行模具规划计划和模具构造剖析时，除请求运用者具有扎实的揉捏技能和揉捏模规划制作专业知识、了解揉捏模各零部件在耦合场环境中的作业状况外，还请求他对数值模仿技能及相应有限元剖析办法有必要有较深进的了解，这关于作业在出产第一线的工程技能职工而言是比较难的，这也是CAE技能在揉捏模具职业中得不到广泛运用的重要原因之一。

铝型材揉捏模CAE的运用能够缩短模具的规划制作周期，前进模具的质量，增强企业市场竞争力。然而，只有处理了上述标题，才干使CAE技能真实在揉捏模具职业中得到广泛运用。这正是铝型材揉捏模CAE技能研讨的含义。

2　铝型材揉捏模优化规划现状

因为要规划出构造公正且经济实用的揉捏模具是一件十分复杂而艰难的作业，因而，世界各国的揉捏作业者对模具规划理论和办法(特别对优化理论和办法)进行了许多的研讨作业。

在揉捏技能开展的前期，通常依据机械规划原理，运用传统强度理论并联系规划者的实践经历来进行模具规划。跟着弹塑性理论和揉捏理论的开展，许多新式的试验理论和办法、核算理论和办法已开端用于揉捏模具规划制作范畴。如，工程核算法、金属活动坐标网格法、光弹光塑法、密栅纹云法、滑移线法、上限元理论和有限元理论等被广泛用于模具应变场的断定和各种强度的校核，进而优化其构造和技能要素。跟着核算机技能的开展，揉捏模具的CAD/CAM技能在近来20 30年中得到迅速开展，且很大一有些技能会集在模具规划的优化方面。何德林等人[3]运用ＩＤＥＦ0办法开宣布能对平面模和分流模进行优化规划的CAD/CAM体系；王孟君等人[4]以ＡＵＴＯCAD12 0为图形支持环境，ＶＩＳＵＡＬＢＡＳＩＣ4.0为开发工具，开发的CAD体系，能够有用地从事揉捏平模的各项核算，然后对规划效果进行优化；闫洪等人[5]将CAE概念引入模具规划进程，指出了优化规划的方向；刘汉武等人[6]提出智能CAD概念，为模具规划智能化供给了一些思路。此外，国内外科研职工运用理论解析、物理模仿和数值模仿等办法，对铝型材揉捏的变形进程、应力场和温度场散布及改变、冲突与润滑等标题进行了许多的剖析和试验，并依据其研讨效果对揉捏模具进行了优化。例如，赵云路和刘静安[7]对各类揉捏模具的优化规划进行了体系论说。国内还有有些科研职工用有限元法联系试验办法对揉捏模具最好轮廓线及模具构造进行了剖析和优化。

可是，中国因为模具技能底子薄，起步晚，在归纳水平上与国外同职业比较仍有必定差距。

3　铝型材揉捏模CAE国内外开展现状和趋势

对铝型材的揉捏进程进行数值模仿能够猜想实践揉捏进程中也许呈现的缺点，及早优化模具构造规划、调整挤出技能参数和有关于性的指明技能处理计划。国内外研讨者们对此已做了许多作业。韩国的Ｈｙｕｎ ＷｏｏＳｈｉｎ等[8]在1993年对非轴对称揉捏进程进行了有限元剖析，他们运用二维刚塑性有限元办法联系厚板理论将三维标题进行了简化，对全部揉捏进程进行了不失准确的数值模仿，一起也减少了核算量。关于变形模仿，于沪平等[9]选用塑性成型模仿软件ＤＥ ＦＯＲＭ，联系刚粘塑性有限元法函数法对平面分流模的揉捏变形进程进行了二维模仿，得出了揉捏进程中铝合金的应力、应变、温度以及活动速度等的散布和改变。刘汉武等[10]运用ANSYS软件对分流组合模揉捏铝型材进行了有限元剖析和核算，找出了原模具规划中不易发现的构造缺点。周飞等[11]选用三维刚粘塑性有限元办法，对一典型铝型材非等温成型进程进行了数值模仿，剖析了铝型材揉捏的三个不一样成形期间，给出了成形各期间的应力、应变和温度场散布状况以及全部成形进程中模具载荷随成形时刻的改变状况。关于压力场，闫洪等[12]在2000年运用ANSYS软件作为渠道，对壁板型材揉捏进程进行了三维有限元模仿和剖析，获得了型材揉捏进程的位移场、应变场、应力场。对实践型材揉捏中技能参数挑选和模具构造尺度的批改起到了重要指导效果。关于揉捏进程的冲突与润滑剖析，1997年，俄罗斯的ＶａｄｉｍＬ.Ｂｅｒｅｓｈｎｏｙ等[13]对冲突辅佐在直接和间接揉捏成型硬质铝合金中的技能进行了研讨。该技能的开展和运用使出产功率和质量都得到了大大前进。美国的ＰｒａｄｉｐＫ.Ｓａｈａ[14]在1998年对铝型材揉捏成型中热动力学和冲突学进行了研讨。他选用热力学数值模仿法构造了3种不一样的试验模型，剖析了模具作业带和活动金属触摸面上的冲突特性，还对坯料温度和揉捏进程中发生的热量对模具作业带所发生的温升的影响、并进行了实践测量验证；研讨标明，揉捏进程中的冲突对型材的精度和表面质量有直接影响，模具作业带的磨损进程取决于揉捏进程中的热动力学功用，揉捏热动力学功用又受到揉捏变量的严重影响。

在二次开发方面，国内的一些研讨进展也值得重视。陈泽中、包忠诩等[15]经过体系集成和二次开发，树立了基于ＵＧ和ANSYS的铝型材揉捏模CAD/CAE/CAM体系，并对分流组合模进行了CAD/CAE/CAM研讨，有用前进了模具规划制作功率。深圳大学的李积彬[16]用Ｃ言语编写了铝型材揉捏模具参数规划的程序，以流程图的方式详细引导铝型材揉捏模具的规划进程；以人机对话的方式完成铝型材揉捏模具参数的优化规划。兰州铁道学院的段志东[17]经过ANSYS供给的强壮的前后处理和求解功用渠道，经过在ANSYS运用程序中增加自个的铆钉有限元程序，介绍并总结了用ＵＩＤＬ对ANSYS进行图形用户界面二次开发的通常进程和规则，为用户在扩充ANSYS功用、树立自个专用程序的一起树立起对应的图形驱动界面供给了有利的协助。江苏戚墅堰机车车辆技能研讨所的盛伟[18]以ANSYS软件为渠道，进行金属塑性成形进程模仿软件的二次开发，并运用该软件对锻件塑性成形进程进行了模仿，为前进锻件质量、猜想金属成形中的缺点、拟定公正技能供给了理论依据。

但总的说来，这些研讨多侧重于理论化，一种真实合适一般规划制作职工运用的揉捏模有限元剖析软件在国内简直还没有。有些二次开发在详细运用上也有很大的局限性，所以对现行有限元软件的用户化研讨，使之能非常好的运用于揉捏模具的规划就变成燃眉之急。

4　定论

前进铝型材揉捏模具规划与制作水平是改进产品质量和增强市场竞争力之要害所在，而铝型材揉捏模CAE技能在铝型材揉捏模具规划优化中起着十分重要的效果。

国内外同行凭借铝型材揉捏模CAE对优化铝型材揉捏模具(包含揉捏进程和揉捏技能)进行了有利尝试，取得了不少科研和运用效果，这种意向值得留心。

尽快把最新的有限元剖析技能运用到全部揉捏模具规划与制作进程中，让更多的模具工程师把握这种优化规划办法，以前进中国铝型材揉捏职业及其模具制作业的市场竞争力。

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