基于数值模拟的铝合金四通管双向挤压精密成形工艺优化

针对四通管传统成形工艺的不足，提出一种铝合金四通管的双向挤压精密成形工艺。首先，根据铝合金四通管双向挤压精密成形工艺的原理，在三维软件SolidWorks中建立坯料和成形工具的三维模型，将其导入Deform-3D中建立数值模拟的有限元模型，进行初步模拟分析。然后，根据文献调研和初步模拟分析结果确定影响零件成形质量的主要因素为坯料温度、挤压速度和模具预热温度。采用正交试验方法对铝合金四通管双向挤压精密成形工艺进行试验设计，以坯料温度、挤压速度和模具预热温度作为试验因素，以最大等效应力和最大冲头载荷作为优化目标，利用Isight软件建立了响应面近似模型并求解得到铝合金四通管双向挤压精密成形最优的工艺参数组合为：坯料温度为374℃、挤压速度为5 mm·s^-1、模具预热温度为281℃。最后，采用优化的参数组合进行模拟验证，得到优化后的四通管零件无成形缺陷，且其最大等效应力和最大冲头载荷与多目标优化结果的误差小于3%。模拟结果表明，所提的四通管双向挤压精密成形工艺可行，可有效提高四通管的生产效率和材料利用率。