鎂合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋加強(qiáng)板的沖壓工藝與模具研究

1、doi: 10.3969/j.issn.1673-3142.2010.09.016鎂合金汽車發(fā)電機(jī)蓋加強(qiáng)板的沖壓工藝與模具研究申東東，孟亞峰（鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院，河南 鶴壁 458030）摘要：分析了鎂合金在汽車上應(yīng)用的意義，介紹了鎂合金汽車覆蓋件沖壓后的數(shù)據(jù)參數(shù)，模具設(shè)計(jì)的主要問題和防止制件廢品的主要措施。關(guān)鍵詞：鎂合金;汽車發(fā)電機(jī)蓋加強(qiáng)板；沖壓工藝中圖分類號(hào)：TII142.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673-3142（2010）09-0050-03Study on Stamping Process and Mold for Automobile Hood of Stiffener

2、s of Magnesium AlloysSHEN Dong-dong, MENG Ya-feng(School of mechanical engincering, Hebi vocational technical college, Hebi 458030, china)Abstract:The significance of applying magncium alloys in automobiles is analyzcd, the technical paramcters of automotive magnesium alloy panel after stamping proc

3、ess is introduced, and problem in mold design and the major measures to prevent workpiece scrap are given.Keywards: magncium alloys；automobile hood stiffeners； Stamping process引言將鎂合金應(yīng)用于行走機(jī)械， 如汽車、 高鐵列車，尤其是農(nóng)用機(jī)械，對(duì)減輕、車體重量，減少耗油和行走方便特別重要。 為此，國(guó)外從上世界 80 年代開始。 用鎂合金代替鋼、鐵盒鋁合金在汽車上的應(yīng)用。 得到很快的發(fā)展，1991 年在全球汽車上采用鎂合金約

4、 4-4.5 萬 t，1998 年已達(dá) 8-9 萬 t。2008年約 30 萬 t。 有幾位工程院士呼吁科技部應(yīng)重視我國(guó)鎂合金的應(yīng)用，尤其應(yīng)大力發(fā)展在汽車、農(nóng)用機(jī)械和列車上的應(yīng)用。 鑒于此，國(guó)家科學(xué)技術(shù)部以國(guó)科發(fā)計(jì)字2007179 號(hào)文批復(fù)“鎂及鎂合金關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目立項(xiàng)，同意將其列入“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目組織實(shí)施，并在青島召開了鎂合金應(yīng)用開發(fā)研究會(huì)。 在國(guó)家 863 計(jì)劃中鎂合金的新工藝技術(shù)研究也得到了相應(yīng)發(fā)展。最近幾年鎂合金除在壓力鑄造技術(shù)攻克一些難題之外，液態(tài)模鍛技術(shù)在鎂合金成型領(lǐng)域也已開始研究并取得較快發(fā)展 ，除此之外我國(guó)目前針對(duì)汽車上的覆蓋件，采用鎂合金代替鋁板和鋼板

5、進(jìn)行了十幾個(gè)零件的開發(fā)應(yīng)用。收稿日期：20100618作者簡(jiǎn)介 ：申 東 東 （1980 ），鶴 壁 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 助教，研究方向：模具 CAD CAM CAE。2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋加強(qiáng)板零件的結(jié)構(gòu)分析圖 1 所示為汽車上的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋加強(qiáng)板零件圖。 它的形狀較復(fù)雜，與一般沖壓件相比，它有如下成形特點(diǎn)1）形狀復(fù)雜，尺寸較大。它的輪廓形狀不是一般的簡(jiǎn)單的圓筒形、圓錐形的軸對(duì)稱零件，也不是一般的盒形規(guī)則零件。2）該零件必須采用多種類型，多道工序成型，它包含有沖裁、彎曲、拉深、內(nèi)緣和外緣的翻邊。3）該類型的零件沖壓成型后，一般不再有切削加工等后續(xù)加工， 相對(duì)于其它材料沖壓件尺

6、寸精度和表面粗糙度要求高。4）鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方，滑移系少，材料的塑性變形能力低， 采用一般的沖壓變形工藝相對(duì)困難，較難達(dá)到工藝設(shè)計(jì)要求。3鎂合金的沖壓工藝參數(shù)選取鑒于鎂合金材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 鎂合金板材的沖壓工藝參數(shù)不采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的工藝參數(shù)。 對(duì)于不同沖壓工序鎂合金的工藝參數(shù)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1）沖裁間隙對(duì)于厚度小于 10mm 的鎂合金板材 ，沖 裁 單 邊 間 隙 Z 與 板 材 厚 度 T 的 比 值 ，根 據(jù)不同的情況來選取。（1）一般要求不高的零件（2）一般零件（3）要求高的零件（4）有斷面垂直度要求的2）最小彎曲半徑和彎曲回彈（1）最小彎曲半徑用下式表示：rminKwmi

7、nT最小彎曲系數(shù)如表 1 和表 2。（2）凹模洞口半徑4 防皺防裂措施采用 CAD/CAM 設(shè)計(jì)技術(shù)， 主模型被計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)體模型所代替， 實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)、 參數(shù)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中要特別注意，鎂合金在成形過程中的起皺和開裂障礙。41 防皺措施失穩(wěn)起皺實(shí)質(zhì)上是板材內(nèi)部在變形過程中的壓應(yīng)力引起的， 皺紋數(shù)量、形狀和部位是多種多樣， 要結(jié)合制件的幾何形狀、 精度要求和成型特點(diǎn)， 根據(jù)失穩(wěn)起皺力學(xué)機(jī)理及拉深對(duì)失穩(wěn)起皺的影響因素，從制件的結(jié)構(gòu)、形狀工藝和模具設(shè)計(jì)多方面采取相應(yīng)的防皺措施。 對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、 變形容易、板材厚度較大的制件，一般采用平面壓邊裝置，對(duì)于形狀復(fù)雜，變形困難的制件，則采用拉深筋和設(shè)置

8、工藝補(bǔ)充面。42 防裂措施開裂往往發(fā)生在圓角部位， 因此往往增大圓角半徑增大板料與模具的接觸表面， 合理選擇壓邊力，增大模具間隙等。模具的工作零件都采用拼嵌式鑲塊結(jié)構(gòu)，圖2 和圖3 分別為模具結(jié)構(gòu)圖和產(chǎn)品照片圖。5 結(jié)束語1）為減小能耗、保護(hù)環(huán)境，應(yīng)大力推廣鎂合金在汽車上的應(yīng)用，尤其是汽車上的覆蓋件，采用沖壓成形，外形即美觀，重量又輕；2）鎂合金固態(tài)變形較困難，覆蓋件的板料沖壓更困難。因此，應(yīng)采用不同于鋼板沖壓的特殊措施。對(duì)鎂合金沖壓工藝參數(shù)的研究， 對(duì)用鎂合金代替鋁合金和優(yōu)質(zhì)碳酸鋼板作汽車覆蓋件， 對(duì)發(fā)展鎂合金的應(yīng)用有極大的現(xiàn)實(shí)意義.參考文獻(xiàn)1 .鎂 合 金 壓 力 加 工 特點(diǎn) M. 國(guó) 外 輕 金 屬 ，1964.2 肖景容，姜奎華.沖壓工藝學(xué)M北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.3 程 永 奇 ，陳 振 華 等 . 鎂 合 金 拉 深