铝型材挤压变形机理与工艺参数优化研究

夏敏

（南昌职业大学，江西 南昌 330500）

引言

电池是电动自行车最关键的零部件，电动自行车的电池外壳一般采用轻质铝合金材料，通过挤压工艺成型。该电池外壳具有空心、薄壁、矩形的特征，其较大的长宽比导致挤压成型过程中型材出口截面长边和短边的流速均匀性较差、模具桥位受力不均匀。实际生产中，电动自行车电池外壳挤压模需要有经验的工程师进行多次改模、试模和修模，延长了生产周期，也增加了生产成本。在铝型材的挤压过程中，模具决定了型材的形状、质量、生产效率。参考文献显示，有限元分析技术已广泛用于铝型材热挤压模结构设计和优化。刘佳欣等[2]采用有限元模拟软件进行模拟，通过计算型材截面上的速度差来优化模具，得到了较好的模具方案；徐晨等利用仿真模拟技术获得挤压过程金属变形情况，根据金属流速分布提出了模具改进方案，减少了试模成本。曾文浩等利用有限元模拟软件，通过分析流速均方差总结挤压因素对挤压过程的影响。在试模前，利用计算机模拟软件可以得到模具的变形情况及挤压过程中金属的流动规律，进而改进模具结构，达到不需要试模的目的。针对某款电动自行车电池外壳用矩形框铝型材零件，采用Inspire 软件对其挤压成型过程中的流速均匀性和模具结构受力情况进行模拟分析，提出3 种不同的优化方法，将模拟分析结果和生产试验料头结果进行比对，确定了最优的模具结构方案。……