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- 154 -基于DEFORM-3D软件模具方向数值模拟教学应用李明亮，陆从相，浦 毅（盐城纺织职业技术学院，江苏盐城 224006）【摘 要】针对目前高等职业教育模具专业面临人才培养问题，提出模拟教学方式。
介绍DEFORM-3D软件在教学中的应用，不仅可以节省费用，而且能观察金属流动、应力、应变等情况，能使学生更容易理解，提高教学效果。
【关键词】DEFORM-3D；模具；模拟；教学【中图分类号】G721 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)02-0154-02（一）引言随着科学技术的飞速发展，模具技术在各个领域得到了广泛的应用。
模具制造是一切制造之首，可以说没有模具就没有产品，而模具技术人才的培养是模具工业的当务之急。
培养现代模具技术人才光靠老师在课堂上讲理论是远达不到企业对人才的要求，学校也不可能象企业那样配置设备全而多，投资太大。
为了提高教学效果，增加学生理解与动手能力，同时又节约投资，各个学校一方面走校企联合之路，另一方面在校内利用各种手段建立模拟实验室。
对于高等职业技术院校培养全面发展的技术应用型专门人才，更离不开动手能力的培养，更需要建立模拟实验室来模拟仿真企业里的生产。
模拟实验室可以节省大量人力、物力和时间，在模具方向主要采用数值模拟方法（有限单元法）。
随着计算机的迅速发展,数值模拟已经成为金属成形过程的主要分析方法。
依靠数值模拟不仅可以节省设备的投资、提高工模具设计效率与减少昂贵的现场试验成本，还可以清晰的了解金属的流动规律。
数值模拟技术已经是很多机械、模具类企业的工程师与设计人员的生存手段。
Deform-3D软件是数值模拟中用的最广泛的软件之一，它以强大的分析功能，为用户提供极有价值的工艺分析数据，有关成形过程中的材料和温度流动，这些资料为产品工艺流程的制定与模具使用寿命提高提供了参考。
（二）DEFORM-3D软件简介DEFORM（Design Environment for Forming）软件包括二维有限元分析软件DEFORM-2D和三维有限元分析软件DEFORM-3D，是美国SFTC公司开发出来的，已经在美国、日本、德国等国实际生产和科研中得到大量成功的应用，并得到世界同行的公认。
Deform-3D在温挤压中的应用林喜佳（广东工业大学，材料与能源学院，广东省广州市，510006）摘要：Deform（Design Environment for Forming）是一套基于有限元分析的工艺仿真系统，用于分析金属成形及相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。
本文通过利用Deform 3D有限元软件对泵盖的挤压进行数值模拟，通过网格划分、有限元方法（FEM）求解器和点追踪等功能的应用，对速度、应力和应变进行分析，从而得到金属成形过程的流动规律，温度场、力学场分布以及成形件可能存在的问题。
关键词：Deform；金属成形；温挤压Deform是一套基于有限元分析的工艺仿真系统，用于分析金属成形及相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。
通过在计算机上模拟整个加工过程，可减少昂贵的现场试验成本，提高工模具设计效率，降低生产和材料成本，缩短新产品的研究开发周期。
随着新工艺、新技术、新设备和新产品的不断更新，挤压工艺面临着越来越大的挑战。
与此同时，各行业对成形件的质量和精度的要求也越来越高，生产的成本越来越低。
于是，计算机辅助工程分析作为计算机分析方法已成为共识，它是提高挤压水平的重要技术手段。
1 Deform概况及功能Deform不同于其他有限元程序，它是专为金属成形设计的。
它具有非常友好的图形用户界面，帮助用户很方便地进行准备数据和成形分析。
这样工程师便可把精力主要集中在工艺分析上，而不是去学习繁琐的计算机系统。
Deform专为大变形问题设计了一个全自动的、优化的网格再划分系统。
Deform是一个高度模块化、集成化的有限元模拟软件，它主要包括前处理器、模拟器、后处理器三大模块。
前处理器处理模具和坯料的材料信息及集合信息的输入、成形条件的输入，建立边界条件，还包括有限元网格自动生成器；模拟器是集弹性、弹塑性、刚塑性、热传导于一体的有限元求解器；后处理器是将模拟结果可视化，并输出模拟结果数Deform的功能主要包括成形分析和热处理两部分：⑴成形分析：①冷、温、热锻的成形和热传导耦合分析，提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、纤维流向、缺陷形成和韧性破裂等信息；②丰富的材料数据库，包括各种钢、铝合金、铜合金、钛合金等，用户还可以自行输入材料参数；③刚性、塑性和热粘塑性材料模型，特别适用于大变形成形分析；弹塑性材料适用于分析残余应力和回弹问题。
基于DEFORM-3D的齿轮冷挤压模具铣削工艺研究
吴玉文;赵亮;高冬冬;王帅
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2024(58)2
【摘要】汽车差速器齿轮冷挤压成形技术的关键是冷挤压模具的设计与制造。
齿轮冷挤压模具设计已得到较为广泛的研究,但制造方面较少被提及。
针对冷挤压模具制造现状,提出一种高速铣削加工方案。
为解决模具铣削中材料硬度高、刀具磨损和让刀量大等问题,基于DEFORM-3D仿真软件,设计单因素仿真试验进行对比分析,合理分配加工余量,并优选出切削力较小、刀具磨损程度低的切削用量。
该方法为研究冷挤压类模具加工工艺提供了思路。
【总页数】5页(P115-119)
【作者】吴玉文;赵亮;高冬冬;王帅
【作者单位】陕西工业职业技术学院机械工程学院;北京精雕科技集团有限公司;西安精雕软件科技有限公司;西安精雕精密机械工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG76;TH164
【相关文献】
1.基于Deform-3D的喷油器护套冷挤压工艺优化
2.基于装配模型的冷挤压模具CAD系统的研究基于装配模型的冷挤压模具CAD系统的研究
3.基于DEFORM-
3D汽车球头销冷挤压成形工艺研究4.基于DEFORM-3D的离合块冷挤压工艺优化5.直齿圆柱齿轮冷挤压工艺与模具结构优化研究
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基于 轴类零件台阶圆角 D e f o r m 开式冷挤压工艺有限元模拟裴未迟，张玉强，孟宪举( 河北联合大学机械工程学院，唐山 063009)摘要:研究了电机轴台阶圆角开式冷挤压过程中金属的流动规律以及不同工艺组合下的变形程度值和轴向镦粗情况，并与实验结果进行对比验证，从而得到完全成形和基本成形时的变形程度和圆角半径的取值范围，给出了阶梯轴开式 冷挤压成形有关过渡圆角挤压的可行范围。
关键词:台阶圆角; 开式冷挤压; 有限元模拟; D eform-3D 软件 中图分类号:TG371 文献标志码:A 文章编号:1671—3133(2011)06—0073—04F i n i t e e l e m e n t s i mu l a t i o n f o r s h o u l d e r f ill e t of s h a ft p a r t s i no p e n -d i e co l d e x t r u s i o n p r oc ess based on d e f o r mP E I W e i -c h i ，Z HA NG Y u-q i a n g ，M E NG X i a n-j u( C o ll ege of M ec h a n i ca l E n g i n ee r i n g ，H ebe i C o n soc i a t i o n Un i v e r s i ty ，T a n gs h a n 063009，H ebe i ，Ch i n a)Ab s tr ac t : Study abo ut t he r u l e of m e t a l f l o w in t he s h o u l d e r f ill e t of shaft parts o p e n-d i e co l d e xt r u s i o n p r ocess ，d e f o r m a t i o n v a l u e and co nt i nu o u s up se tt i n g s i tu a t i o n under d i ff e r e nt co mb i n e d p r ocesses ． Then mad e the co mp a r s i o n v e r i f i ca t i o n w i th the e xp e r i m e n- t a l r es u l t s ． The d e f o r m a t i o n and the range of round-corner r a d i u s were o bt a i n e d under the s i tu a t i o n of p e r f ec t l y formed and b as i - ca ll y f o r m e d ． F i n a ll y ，th e extent p r ac t i ca b l e of the f ill e t e xt r u s i o n p r ocess in mu l t i -d i a m e t e r shaft o p e n-d i e co l d e xt r u s i o n p r ocess wer e g i v e n ．K e y w o r d s : f ill e t ; o p e n-d i e co l d e xt r u s i o n ; f i n i t e e l e m e nt s i mu l a t i o n ; D e f o r m-3D轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一，轴 类零件一般两端有台阶，台阶间为小圆角过渡，各台 阶的直径变化量不大，阶梯轴如图 1 所示。
Deform-3D在挤压中的应用挤压就是对放在容器（挤压筒）内的金属锭坯从一端施加外力，强迫其从特定的模孔中流出，获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。
挤压过程分为开始(填充)挤压阶段、基本（平流）挤压阶段和终了（紊流）挤压三个阶段。
在填充挤压阶段：金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓变形。
随着挤压杆的向前移动，挤压力呈直线上升。
随着填充过程中锭坯直径增大，在锭坯的表面层出现了阻碍其自由增大的周向附加拉应力。
随着填充过程进行，锭坯长度缩短，直径增大，中间部分首先与挤压筒壁接触，由于摩擦作用，从而在表面层出现了阻碍金属向前后两个空间流动的纵向附加拉应力。
在基本挤压阶段：金属不发生横向流动。
挤压力随挤压杆向前移动几乎呈直线下降。
在终了挤压阶段：金属的横向流动剧烈增加，并产生环流，挤压力增加，产生挤压缩尾。
这些因素使其变形机理非常复杂，很难用准确的数学关系式进行描述，从而导致生产过程中对产品质量控制的难度增大。
采用DEFORM软件对大变形生产工序进行模拟分析和控制，能有效地对挤压生产进行指导。
这里主要介绍DEFORM塑性成形模拟的基本过程和方法。
关键字：DEFORM 挤压塑性成形DEFORM软件模拟塑性成形的基本流程：（1）几何模型的建立。
DEFORM-3D不具有三维造型功能，所以物理模型要在其他三维软件中建立。
例如用CAD,Pro/e,UG等三维造型软件造型，然后，通过另存为STL格式，实现模型与数值模拟软件间的数据转换。
（2）网格的划分与重划分。
划分网格是将问题的几何模型转化成离散化的有限元网格。
分网时要根据问题本身的特点选择适当的单元类型。
根据问题的几何和受力状态的特点，尽可能的选用比较简单的的单元类型。
网格划分的方法有映射法或称为结构化的方法和自由的或非结构化的方法两种，根据不同问题类型应选用合适的方法划分网格。
网格划分太大则模拟精度降低；网格划分太小模拟准确性上升，但是模拟时间增加，效率降低。
内螺纹挤压关键技术范淑琴;朱倩;王琪;赵升吨【摘要】目的研究内螺纹挤压变形规律及扭矩变化规律.方法通过设计内螺纹挤压丝锥,包括丝锥的小径、中径、大径和铲磨量,建立M12～M24内螺纹挤压丝锥的三维模型,在此基础上,通过对M12～M24内螺纹挤压过程进行数值模拟,以M18-2.5内螺纹挤压成形过程为例,分析冷挤压变形过程及其扭矩变化规律,并比较M12～M24挤压丝锥挤压成形仿真最大扭矩和理论最大扭矩.结果在内螺纹冷挤压数值模拟中,变形过程及扭矩变化和理论一致,仿真最大扭矩变化范围为37～190 N·m,理论最大扭矩的误差为3％～13％.结论数值模拟方法可以为最大扭矩的计算及内螺纹冷挤压设备的设计提供一定指导.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2018(010)002【总页数】6页(P86-91)【关键词】内螺纹冷挤压;挤压丝锥;挤压扭矩;数值模拟【作者】范淑琴;朱倩;王琪;赵升吨【作者单位】西安交通大学机械工程学院,西安 710049;西安交通大学机械工程学院,西安 710049;西安交通大学机械工程学院,西安 710049;西安交通大学机械工程学院,西安 710049【正文语种】中文【中图分类】TG315.4内螺纹冷挤压塑性成形工艺是一种利用金属的塑性进行塑性成形的方法，此方法通过在工件相应位置上预制加工底孔，然后挤压丝锥的挤压锥部旋进底孔，锥部棱脊部分挤压工件材料，使得材料沿丝锥牙侧流动，层层挤压形成螺纹[1—5]。
由于采用非切削方式，材料晶相纤维没有被破坏，保持连续状态，加之冷作硬化作用，与传统的内螺纹切削方法相比，挤压形成的螺纹强度和硬度更高[6—8]，光洁度更好[9—11]，没有切削时产生的乱扣缺陷，在很大程度上提高了内螺纹的质量[12—13]。
内螺纹冷挤压过程中丝锥主要是依靠挤压扭矩进行挤压攻丝的，在挤压扭矩的作用下，丝锥完成挤压动作。
内螺纹挤压过程所要求的扭矩大约是内螺纹切削过程所要求扭矩的 1.5～2倍[14—16]，因此，挤压过程很容易出现因扭矩过大而引起温度过高、丝锥折断等问题。
冷锻技术的发展现状与趋势.pdf 冷锻工艺是一种精密塑性成形技术，具有切削加工无可比拟的优点，如制品的机械性能好，生产率高和材料利用率高，特别适合于大批量生产，而且可以作为最终产品的制造方法（net-shapeforming），在交通运输工具、航空航天和机床工业等行业具有广泛的应用。
当前汽车工业、摩托车工业和机床工业的飞速发展，为冷锻这一传统的技术的发展提供了原动力，例如，我国1999年摩托车的全国总产量就有1126万多辆，而根据2000年的初步估计，我国汽车的总需求量到2005年将达到330万辆，其中轿车130-140万辆，仅汽车行业的锻件需求在50-60万吨以上。
冷锻技术在我国的起步虽然不算太晚,但发展速度与发达国家有很大的差距,到目前为止,我国生产的轿车上的冷锻件重量不足20Kg,相当于发达国家的一半,开发潜力很大,加强冷锻技术开发与推广应用是我国目前的一项紧迫任务。
1冷锻件的形状越来越复杂冷锻零件的形状越来越趋于复杂，由最初的阶梯轴、螺钉/螺母和导管等，发展到形状复杂的零件，如不同尺寸的摩托车花键轴与花键套，花键轴的典型工艺为：正挤压杆部-镦粗中间头部分-挤压花键；花键套的主要工艺为：反挤压杯形件-冲底制成环型件-正挤压轴套，如汽车输出轴与输入轴，以及其他冷锻制品。
另如我国采用摆动碾压技术制成的各种汽车/摩托车用锥齿轮、螺旋锥齿轮和其他圆盘类零件，再比如日本某公司生产的冷锻零件以及涡旋增压器，我国已经列入国家“十五”攻关项目。
目前圆柱齿轮的冷挤压技术也成功用于生产。
除黑色金属外，目前铜合金、镁合金和铝合金材料的冷挤压应用也越来越广泛。
2持续不断的工艺革新冷精锻是一种(近)净形成形工艺。
采用该方法成形的零件强度和精度高,表面质量好。
当前国外一台普通轿车采用的冷锻件总量40～45Kg,其中齿形类零件总量达10Kg以上。
冷锻成形的齿轮单件重量可达1Kg以上、齿形精度可达7级。
持续不断的工艺创新推动了冷挤压技术的发展，80年代以来,国内外精密锻造专家开始将分流锻造理论应用于正齿轮和螺旋齿轮的冷锻成形。
基于Deform-3D十字轴径向挤压工艺的研究徐文汉;赵爱彬【摘要】本文利用Deform-3D软件对20Cr钢进行径向挤压生产十字轴,通过改变坯料成形的影响因素:挤压速度、摩擦因数、温度等来分析成形后坯料的应力场、应变场、损伤及最大主应力的分布规律.结果表明:挤压速度为2m/s时,生产的挤压件性能更稳定.随着摩擦系数的增加,摩擦系数为0.7时其不变形区的应力应变明显增大,变形区的损伤值明显增大,性能变差.随着温度的升高,其等效应力、应变、最大主应力均明显降低,而损伤值增大.为了保证产品质量,更适合选用温挤压500C时.该工艺为实际径向挤压工艺过程提供精确的数据以供参考,从而改良工艺过程,为制作高性能的十字轴做铺垫.%The radial extrusion of cross shaft has been conducted to the 20Cr steel by use of Deform-3D software.The distribution rules of the stress field,strain field,the damage and the maximum principal stress of formed blank have been analyzed by changing the influence factors of blank forming process including extrusion speed,friction coefficient and temperature.The results show that the extruded parts are more stable when the extrusion speed is 2m/s;with the increase of friction coefficient,when the friction coefficient is 0.7,the stress and strain in the non-deformation zone increases obviously,and the damage value in deformation zone increases obviously with worse performance;with the increase of temperature,the equivalent stress,strain and maximum principal stress decrease obviously,while the damage value increases;in order to ensure the quality of products,it is more suitable for warm extrusion at 500 degrees centigrade.The process provides accurate data forthe actual radial extrusion process for reference.Thus in this way,the process has been improved,which paves the way for the production of high-performance cross shaft.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】6页(P83-87,95)【关键词】Deform-3D;径向挤压;挤压速度;摩擦系数;温度【作者】徐文汉;赵爱彬【作者单位】辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TG376十字轴是汽车传动系统中的重要零件，传统的制作方法是胎模锻或模锻，但此种方法材料利用率仅为 51.6%，材料成本占产品总成本的 49.3%[1-2]。
基于Deform-3D壳体冷挤压过程分析作者：马秀花来源：《科技视界》2019年第03期【摘要】以壳体为研究对象，通过分析计算壳体的成形工艺，设计出壳体冷挤压成形的模具。
应用Deform-3D塑性成形软件进行冷挤压工艺模拟，验证了设计工艺和模具的正确性，并分析了工件在挤压过程中的挤压力变化和金属流动规律，为壳体零件挤压成形奠定基础。
【关键词】壳体;冷挤压;DEFORM-3D中图分类号： TG376.3 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）03-0049-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.03.018Cold extrusion process analysis of the shell based on Deform-3DMA Xiu-hua（Yangtze University College of Technology & Engineering， Jingzhou Hubei 434020，China）【Abstract】Taking the shell as the research object， the die for cold extrusion forming of the shell was designed by analyzing and calculating the forming process of the shell. Deform-3D plastic forming software was used to simulate the cold extrusion process. The correctness of the design process and die was verified. The extrusion force change and metal flow rule during the extrusion process were analyzed， which laid the foundation for shell parts extrusion forming.【Key words】Shell; Cold extrusion; DEFORM-3D0 前言金属挤压成型是一种少无切削技术，利用模具的压力使模腔内的金属毛坯产生塑性流动（变形），获得所需形状的挤压件[1]。
基于Deform-3D的汽车零件冷挤压成形方案研究摘要：DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。
通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员：设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本。
本文以汽车花键轴零件冷挤压工艺为例，通过改变工艺参数，分析了凸模运动速度、摩擦系数和凹模锥角对挤压工艺的影响。
以成形载荷为评价指标，通过正交试验获得了冷挤压成形最佳工艺参数组合，并得到质量合格的制件，为花键类汽车件冷挤压成形工艺的制定提供了参考。
关键词：挤压成形；汽车零件；花键轴；1花键轴零件特性花轴键的几何模型及零件２Ｄ尺寸如图１所示，零件材料为Ｃｋ４５，相当于４５号钢，是一种优质碳素结构钢，强度较高，塑性和韧性尚好，其力学性能如表１所示。
由图１可知，该零件只有一端带花键，属于典型的带实心杆部的杯－杆形结构，考虑其外形特点适于采用缩颈工艺加工，其渐开线花键齿形基本参数：齿数Ｚ＝２７、压力角α＝４５°，圆棒坯料直径ｄｐ＝２．０３２ｍｍ，跨棒距Ｍ＝３１．９９１ｍｍ～３１．９２６ｍｍ。
由于减径挤压只加工花键轴的齿形部分，对零件上的杯体及台阶需要进行后续机械加工。
2成形方案制定2.1成形方案设计根据零件外形特点及冷挤压成形工艺特性，考虑３种成形方案。
方案一：采用直径与预成形工件头部外径相等，长度根据体积相等的原则来确定的短而粗的圆柱体坯料，通过正挤和反挤获得预成形件，经过挤齿与机加工获得最终件，如图２所示。
方案二：采用直径与预成形工件杆部直径相等，长度根据体积相等的原则来确定的长而细的圆柱体坯料，通过镦挤和反挤实现杯形头部的成形，经过挤齿与机加工获得最终件，如图３所示。
方案三：综合方案Ⅰ和方案Ⅱ，结合实际生产的经济利益，采用通用尺寸棒料，正挤得到杆部形状，镦挤得到头部外形尺寸，反挤获得预成形件，挤齿与机加工获得最终件，如图４所示。
3数值模拟试验及结果分析有限元模型的建立综合上述工艺分析，确定本次成形工艺采用方案Ⅲ，根据工艺方案进行数值模拟，建立三维模型时只保留凸模和凹模的主体部分，其余部分省略。
基于DEFORM-3D挤压成形工艺方案优化韦丽君;库国辉【摘要】以电动机转子杯为研究对象,通过UG软件做挤压结构三维实体模型,对挤压成形的工艺方案进行优化.利用DEFORM-3D塑性成形软件模拟等效应力场、等效应变场、速度场、温度场和成形过程损伤的变化.通过分析可知,在成形过程中表面受力均匀,无应力集中点.最后得出了挤压成形工艺路线为:下料→软化→最终挤压成形.【期刊名称】《长春工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】6页(P604-609)【关键词】DEFORM-3D;工艺方案;挤压成形;优化【作者】韦丽君;库国辉【作者单位】长春工业大学机电工程学院,吉林长春130012;长春工业大学机电工程学院,吉林长春130012【正文语种】中文【中图分类】S223.240 引言在科技高速发展的今天，由于铝型材质量轻、耐腐蚀性好等自身特点，越来越受到各行各业的欢迎。
在建筑业开始的木窗和钢窗已逐渐被铝合金门窗所替代。
铝型材门窗与木窗、钢窗不同的是因为它的可变形性能好，可以在产品的表面做氧化处理和电泳处理，使型材表面变得更美观，也可加工成所需要的不同形状、不同规格产品。
其次，铝型材具有的防水性能非常好，也可以回收不合格的产品，再加工利用，降低了生产成本[1]。
它还具有易运输、施工装卸方便、维护费用低等优良特性，是最理想的轻量化材料。
轻量化是现阶段低碳、节能的重要话题，如何用铝材实现轻量化也是科技发展的又一次挑战[2]。
在航空航天方面，铝质轻的特点有了明显的体现，大量用铝作为航空航天材料是最理想的选择，还有在交通轨道运输方面，用铝量也在逐年增加，这都是由于铝的自身特点所决定的。
铝在生产过程中分铸造铝件和可变形的挤压铝件，由于需求的产品不同，它们的制造工艺也是不同的。
选择什么样的工艺来生产是我们不可忽视的课题，适合需求产品的工艺可以在提高产品质量的同时缩短生产时间，以达到提高生产效率的目的[3]。
DEFORM模拟锻压挤压实验报告实验目的：通过DEFORM软件模拟锻压挤压实验，分析材料在挤压过程中的变形情况，得到合适的工艺参数，优化挤压过程。
实验步骤：1.设置材料参数：输入材料的应变曲线和流变应力公式，确定材料的本构关系。
2.建立几何模型：根据实际情况，建立挤压工件的几何模型，包括初始形状和尺寸。
3.网格划分：对挤压工件进行网格划分，确保模拟结果的准确性。
划分方式要考虑到工件的形状、尺寸和材料性质等因素。
4.定义边界条件：根据实验的边界条件，定义相关的载荷和运动边界条件。
5.求解模型：进行模拟计算，得到挤压过程中的应变、应力分布等结果。
6.分析结果：根据模拟结果，分析材料在挤压过程中的变形情况，评估挤压工艺的合理性。
7.优化工艺参数：根据分析结果，优化挤压工艺参数，得到更好的挤压效果。
实验结果：通过DEFORM软件模拟挤压过程，得到了材料在挤压过程中的应变、应力分布等结果。
根据模拟结果，我们可以看到，在挤压过程中，材料的形状会发生明显的变形。
同时，挤压工艺参数的设置也会影响挤压效果。
通过分析结果，我们可以得出以下结论：1.材料在挤压过程中会发生塑性变形，形状会发生较大变化。
2.挤压压力的大小会直接影响挤压工件的形状和尺寸，压力越大，变形越明显。
3.挤压速度的快慢对挤压工件的变形影响也很大，速度越快，变形越大。
同时，速度的设置也会影响挤压过程中的温度分布。
4.挤压温度的设置也会影响挤压工艺的效果，温度过高或过低都会对挤压工件的形状和性能产生不利影响。
结论：通过DEFORM软件模拟锻压挤压实验，我们可以得到材料在挤压过程中的变形情况，并能分析不同工艺参数对挤压效果的影响。
根据模拟结果，我们可以选择合适的工艺参数，优化挤压过程，得到更好的挤压效果。
同时，这种模拟方法也可以节省实验成本和时间，提高工艺设计的效率和准确性。
第34卷第5期饭层技#2009年10月Vo l‘34N o．5F Q RG l N G＆S可A M P I N G TECHNO l OGⅣOct．2009基于DEFORM一3D的离合块冷挤压工艺优化孙健。
张水忠(I-海工程技术大学材料工程学院，上海201620)摘要：对离合块零件进行了工艺分析，提出了两种不同的方案，通过建立有限元模型，并借助D E F DR M-3D对该零件两方案进行了数值模拟，把模拟得到的应力、应变、速度、载荷等数据与实际冷挤压生产工艺相结合，通过多次计算机模拟确定了：方案一不合理，并分析了导致模具损坏的原因；方案二的结果较优，与实际挤压情况相符合，最终挤压出符合图纸要求的合格产品。
关键词：离合块；工艺分析；数值模拟；冷挤压DOI：10．3969／j．issn．1000-3940．2009．05．004中图分类号：T G376．3；TP391．9文献标识码：A文章编号：1000-394012009)05-0012-04Process optimization of c lu t c h bl ock cold extrusion bas ed o n DEFoRM一3DS U N Jian。
刃阻螂Shubzhong(Co ll eg e of Materials E n gi n e er i n g，S h an g h a i U ni ve rs it y of Engineering S ci e nc e，S ha n gh a i 201620，C h i n a) Abstra ct：T he pr oc es s analysis a n d optimi za tio n for t he clutc h b lo ck w e r e descr ib e d．T he fimt e e l e me n t model W S Sted based o n tw o different schemes，and nu me ri ca l si mul at ion w a s pmposed using so ft wa re pa c k ag e of D．EFoRM一3 D．T h e stress，strain，ve locity di strib ution，lo ad a n d o the r d at a w e r e compared with the actual c ol d e xt ru si o n process．Fi—mUy，the scheme o n e w a s irrationality a n d the r e a s o n about th e die fa i lu r e w a s analyzed，and the result of th e schemet w o w a s better than the scheme o n e．T h e simula ti on result w a s incorporated into t he actual pro du ct i on proce ss and th e pr o du ct s were got which me t the draft requi rement s．Ke y w or d s：c lu t c h block；pmcess analysis；numerical si mu lat ion；col d ext ru si o n运用数值模拟技术来进行冷挤压工艺优化是一种常用的研究方法。
DEFORM -3D 有限元软件在冷挤压工艺模拟中的应用王斌1,2，何柏林1，江民华1，宋燕1(1.华东交通大学机电工程学院，江西南昌330013；2.华东交通大学理工学院，江西南昌330100)摘要：要提高冷挤压产品的质量、提高材料利用率、提高模具寿命、减少锤击次数、节约能源、缩短产品开发周期，必须提高冷挤压模具设计的科学性。
模拟技术可以用来优化设计方案，降低生产成本，保证设计的合理性。
通过实例分析介绍了DEFORM-3D 软件在载荷计算、应力应变分布、缺陷分析和预防、流线查看等方面的应用。
关键词：DEFORM-3D ；应力分布；优化设计；流线查看；冷挤压中图分类号：TG376文献标识码：A文章编号：1000-8365(2013)04-0474-03Application of DEFORM -3D Software in Simulation of Cold Extrusion ProcessWANG Bin 1,2,HE Bolin 1,JIANG Minhua 1,SONG Yan 1(1.School of Mechanical &Electrical Engineering,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China;2.Institute of Technology,East China Jiaotong University,Nanchang 330100,China)Abstract ：To improve the quality of cold extrusion products,increase material utilization,improve die life,reduce hammering times and energy conservation,shorten the development cycle of product,the scientific of cold extrusion dies in design must be improved.Simulation technology can be used to optimize the design program of dies,reduce production costs,and ensure the rationality of the die design.The applications of DEFORM-3D software were introduced by examples in load calculation,stress and strain distribution,defect analysis and prevention,stream line view,etc.Key words ：DEFORM-3D;stress distribution;optimal design;streamline view;cold extrusion在我国，高等院校在锻造成形的数值模拟与物理模拟应用较好，并通过产学研结合方式，应用并解决了大量工程实际问题。
尽管模拟技术的重要性已经引起广泛重视，而国内大多数锻造企业对数值模拟技术的应用依然很少［1］。
随着计算机技术和CAE 技术的迅猛发展，特别是DEFORM-3D 软件的推出和应用，在金属加工前通过计算机对整个挤压成型过程进行模拟分析，预测在设计过程中存在的缺陷并进行修改，从而使产品和模具在设计阶段就能得到改进和完善，提高一次试模成功率，缩短开发周期和降低生产成本［2］。
本文采用DEFORM-3D 对LED 铝盒成型进行数值模拟，找出挤压铝盒时的薄弱处，把试验挤压值与模拟值进行对比分析，并进行总结，为整个模具设计提供依据。
1DEFORM -3D 分析理论基础金属材料充模过程被认为是黏性非等温不可压缩流动与传热过程，可采用黏性不可压缩流动的基本方程来描述。
对于厚度方向尺寸远小于其他方向的尺寸，建立描述该过程的连续性方程、动量方程［3，4］。
（1）连续性方程：坠（bu 軈）坠x +坠（bv 軃）坠y=0（1）（2）动量方程：坠p -坠（η坠u ）=0（2）坠p 坠y -坠坠z （η坠v 坠z）=0（3）有限元法基本思路是将一个受外力作用的连续体离散成一定数量的有限小的单元集合体，通过这种近似处理或逼近原有模型体。
通过对离散体进行分析单元之间只在节点上互相联系，亦即只有节点才能传递力［5］。
虽然得到的解是近似的，但是可以通过选择适当的单元类型及节点数，使近似解达到预期的精度［6~8］。
有限元建模过程是为了满足有限元求解的要求而对实际模型的合理处理，通常要对实际模型———————————————————收稿日期：2013-01-03；修订日期：2013-02-28作者简介：王斌(1984-)，江西抚州人，硕士，助理工程师，华东交通大学理工学院教师，主要研究方向：模具CAD/CAM/CAE 、塑性成形模拟.E -mail:wangbinhappy131415@铸造技术FOUNDRY TECHNOLOGYVol.34No.4Apr.2013誗实用成型技术Practical Shaping Technology 誗474··进行一定的简化，但要求模型应能正确反映实际条件。
2DEFORM -3D 在挤压铝合金方盒中的应用2.1几何模型的建立在Pro/Engineer 中建立内模芯、毛坯、内模圈、垫板、凸模三维实体模型（图1~图5），简化处理后转化为STL 文件格式，导入DEFORM-3D 中。
该凸模高度Z 为45mm ，X 为43.9641mm ，另一边Y 为43.9821mm 。
内模芯Z 为48mm ，一边X 为22.86mm ，另一边Y 为29.21mm 。
内模圈Z 为65mm ，一边X 为89.9317mm ，另一边Y 为89.9659mm 。
垫板高度为8mm ，直径为44.9989mm 。
毛坯的厚度为8.01471mm ，长度为图1凸模Fig.1Punch 图2内模芯Fig.2Core 图3内模圈Fig.3Die circle 图4垫板Fig.4Pad 图5毛坯Fig.5Blank《铸造技术》04/2013王斌等：DEFORM-3D 有限元软件在冷挤压工艺模拟中的应用37.91mm ，宽度为31.55mm 。
2.2网格的划分与重划分由于有限元分析中网格质量的好坏直接影响到求解的效率和精度，在网格划分上多做些工作是值得的。
在金属成形过程中，材料在流动时极易使相应的单元形状产生过度变形导致畸变。
而有限元分析结果的精度对单元形态极为敏感。
通过网格重新划分可以生成新的网格，并将旧网格上的单元量和节点量映射到新网格上，继续后续分析。
如图6，节点数为6591个，单元数为26832个。
挤压材料为AL-6062，密度为2.72~2.82g/cm 3。
主要用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性、但不要求有高强度的零件部位，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、反光器具。
分析时工艺参数设置为：模温20℃，料温20℃，填充控制、挤压力及速度/压力控制转换均为默认设置。
分析的结果在模型中以不同的颜色显示不同的值。
2.3流线分析打开需分析零件的后处理窗口，然后将坯料单独显示（不显示模具）。
点击FLOW NET 图标进行设置，选择自己所需要查看流线的起始步，本文选择10到70步，用鼠标在step10上面点击一下，然后点选右边蓝色的箭头，同样，选择一个70步，然后点选右边蓝色的箭头。
这里选择的步数越多，稍后的运算就越慢，但是你可以看到的流线分析的步数就越多。
选择自己欲观察流线的剖切面，默认情况下可以拖动滑块，本文为拖动滑块至合适的值，使得零件基本居中部分，显示流线剖面图。
在这里，默认是1个点加1个面来剖分，还可以使用3个点来定义1个剖分面。
当然，如果要查看的面不止1个方向，可以选择下面的Add 按钮，来增加剖分面。
图中对话框中的其他选项的意义是：左边的灰色框内表示定义网格的方式，第一个为网格总数，第二个为网格横向和纵向的间隔，右边的最上面的为网格旋转角度，Shift 表示网格平移，高级选项里表示网格是否有边界，以及网格是否水平或垂直，第70步的流线如图7。
图7流线分析图Fig.7The diagram of flowlineanalysis图6模型初始网格Fig.6The initial grid of model475··FOUNDRY TECHNOLOGY Vol.34No.4 Apr.20132.4材料流动和定点追踪图8是定点追踪时点的初始位置和点追踪过程中的位置。
可以观察金属流动的过程和判断金属流动的历史，这有利于在金属塑性变形过程中观察缺陷的生成和分析缺陷的原因，也有利于控制金属的流动趋势。
追踪点功能还可以给出点在变形过程中的方向应力、最大主应力、方向应变、等效应变、方向应变速率、等效应变速率、温度等参数随变形时间或行程的变化情况。
2.5行程载荷分析DEFORM-3D软件可以得到模具在变形工件上所施加的载荷的大小，如图9，横坐标为行程，纵坐标为工件所受载荷大小。
图中的纵向长直线与载荷曲线的交点为某个增量步所对应的载荷大小，当选择不同的增量步时，长直线就会在那个增量步上高亮显示，同时对应的载荷值也会显示在长直线旁。
另外，可以通过鼠标点击曲线上的点，对应的增量步的模型的模拟情况也会在模型窗口自动显示。
3结语利用DEFORM-3D软件模拟冷挤压成型过程，并对该过程进行了填充、流动、冷却和收缩等模拟分析，获得的数据直观可靠。
在不用制造模具的情况下可以尽早发现模具设计中的不足，保证了模具设计的合理性。
随着CAE软件的不断发展和广泛应用，将会大大缩短新产品的研发周期，提高锻造产品的质量。
DEFORM-3D软件对于材料，模具型腔充满性，起皱，夹层等模拟结果较为准确，但对于空气包覆、拉伤等无法模拟，通过数值模拟最大挤压力为883kN，挤压实际力为1050kN，得出模拟的挤压力比实际的挤压力要小16.9%左右。
参考文献：［1］《锻造工艺模拟》中国锻压协会编著.锻造工艺模拟［M］.北京：国防工业出版社，2009.［2］许勤周，郭志忠.CAE技术在数码相机注塑模设计中的应用［J］.塑料，2005，34(4):68-71.［3］詹春毅，岑运福.塑料注射成型冲模阶段中熔体流动的研究［J］.轻工机械，2006，24(2)：26-29.［4］申长雨.塑料模具计算机辅助工程［M］.郑州：河南科学技术出版社，1998.［5］王富耻.ANSYSl0.0有限元分析理论与工程应用［M］.北京：电子工业出版社，2006.［6］McMeeking R M.Finite element formulations for problems of large elastic plastic deformation［J］.J.Solids.Struct，1975，11(20)：601-606.［7］Lee E H,Kobayashi S.New solution to rigid-plastic deformation problems using a method［J］.Trans,ASME,J.Engr.Ind，1973(95): 865-869.［8］倪正顺，刘石柏，田胜利，等.铝型材挤压成型数值模拟与模具优化设计［J］.铸造技术，2012，33(5)：596-599.图9行程-载荷图Fig.9The diagram of stroke-load图8定点追踪图Fig.8The diagram of point tracking476··。
