基于有限元模拟金刚石涂层拉拔模具的优化分析

摘要：

金刚石涂层拉拔模具以其优异的性能(高硬度、高耐磨性、低摩擦系数等)逐渐成为线材及管材高速拉拔行业中新一代的拉拔模具.为深入研究金刚石涂层拉拔模具对铜材拉拔过程的影响,借助非线性有限元分析对其进行模拟仿真,分析了拉拔过程中铜材及金刚石涂层模具的轴向及径向应力分布规律.通过正交实验法研究了铜材不同压缩率时金刚石涂层拉拔模具参数(工作锥半角α,过渡圆弧半径R,定径带长度L)对铜材拉拔过程的影响,得到了最佳的拉拔模具孔型参数(压缩率为137%时,α=6°, R=4 mm, L=45 mm; 压缩率为258%时,α=7°, R=3 mm, L=45 mm),并采用极差分析与方差分析方法对模拟结果进行分析,得到了不同压缩率时各影响因素对铜材表面轴向残余应力和涂层模具最大等效应力的影响规律.应用实验表明,孔型参数优化后的金刚石涂层拉拔模具的工作寿命是硬质合金模具的10倍.这对于金刚石涂层拉拔模具的推广应用有非常重要的意义.

关键词：金刚石涂层拉拔模具、铜材、正交实验法、有限元

分类号：TG74;TQ164(刀具、磨料、磨具、夹具、模具和手工具)

资助基金：国家自然科学基金;新世纪优秀人才支持计划

在线出版日期：2008-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：5-11,17