外文翻译-AZ31和 AZ61镁合金的等温板料成形.doc
空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计（全套含CAD图纸）
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李士永 陈韵珲 王建怡 机械工业出版社 2001/1/18 摘要 在工业上已经有关于镁合金板料成形的报道，但这些报道很有可能是研究 果表明， 制造出厚度为 前成形出厚度为 可采用两种模具，凸模和凹模，凹模的设置似乎利用受压的气体将板料压入凹模 型腔。这种技术从来没有在镁合金领域应用过，并且在工业制 造上有很大的潜力。由于这种伸展性能已经在 气压 成形中体现出来，所以冲压成形应该可以实现，许多冲压实验已经证明了这一点。 如 2002年注册的 关键词： 压；等温板料成形 镁合金是用于结构成形的最轻的合金，在以前，将镁合金作为机构材料的不多，这是因为商业需求和执照方法的限制。现在，镁合金压铸成形在自动化领域变得流行起来，包括在笔记本电脑和蜂状电话领域。然而，这种加工方法并不适合于制造薄壁的镁合金 结构，因为这样会造成大量的废料。大家都知道，由于镁晶体机构是密排六方，所以镁在室温下的成形 能力较差，然而镁合金的加工性能可以随着加工温度的提高得到明显的改善，如加工温度提高的 300以上。在这份报道中研究的是 的是能够实现从挤压板料中获得产品。可采用两种方法，冲压 成形 和 气压成形 ，如图 1所示。 气压成形 模的设计是利用受压的气体讲板料压入凹模型腔。这种方法有利于减少工件和冲模之间的摩擦力，所以材料的伸展性能能更好的展现出来。首先研究制品在不同部位上的应力分布，其实是描绘和构建出材料的流线结构。在另一方面， 利用凸模冲压的方法不仅材料的延伸性能不好，而且应力 分布不均匀，所以材料的失效形式和气压成形完全不同。 图 1 (a)气压成形矩形模；（ b）矩形 凸凹 模；（ c）圆柱形 凸凹 模 2. 材料和实验过程 板料成形所采用的合金是 %和 6%，最后一个数字表示含锌量为 1%。 板料成形的材料是通过将 203 762 50， 80。实验的基本工具是压力机，该压力机有一个熔炉可以提供 一个等温的条件。 对于气压成形，只需一个，宽 40 120度为 20是可以通过插入一个挤压垫成形厚度 为 8126已经成形好的板料放置在模具上，具有压边圈的盖板下放并夹紧工件，然后室腔被密封，使受压的气体将板料压到凹模底部。 在成形过程中，根据材料的形状不同所需要输入的气压也不同。有些板料标有明显的格子，以使可以通过测量格子的变形程度来确定该处的应力状态。对于冲压成形加工，矩形状的板料所用的模具也是矩形的，和气压成形的一样，但是凸模与凹模之间有 2于 圆形状的板料也是一样，模具直径为 20凹模之间有 2 具为矩形） 为了研究板料在不同的综合条件下（如成形厚度，温度，压力和加压时间）的成形能力，通过气压成形技术得到许多样品。在 410 成形的两个厚度为 8所示。和其他变形大的工件相比，这种变形小的工件只需要在较高压力下保压 90s。 对于进一步拉深深度为 12p 所示。对于这个深度，成形温 度在 310以下也能成形， 但是由于材料具有很大的流动应力，所以所需的压力更大，保压时间更长。 对于成形深度为 16行里两组成形实验，一组成功了，一组失败了，这是由于所加的压力和保压时间都不同，如图 4所示。 如图 5所示，尝试拉深深度为 20于拉深深度从来没有高于 16以这注定要失败。以上两种失败的样品的照片如图 6所示，失效的是从模具入口的的长边中间开始的。对于这些成形工艺，气压随着时间的延长而增加， 因为成形的板料是球壳表面的一部分，瞬时的外形和厚度构成一个时间函数，然后应用这个方程式计算 屈服应力值 Ie=t。 个公式可以大致的计算出以上实验的增压速率。一种先进的压力分析和精准的建模可以绘制出一个理想的 p 图 2 图 3 图 4 图 5 图 2 410下成形出 8图 3 410和 310下成形深度为 12图 4 410下两 组输入不同的压力 6个成功，一个失败 图 5 410下成形矩形盒（ 20 图 6气压成形拉深 60在 7种气压成形件中，有些工件有明显的网格，以便测量其应力分布 ， 最初， 网格都是相同的直径为 其在成形之前印在板料表面。可以从变形的网格中看出：最大拉伸应力位于上部弯曲长边的中间位置。 （图 7） 如果板料承受不利的增压速率和温度，失效就 会从这里开始。 从第一个实验测量的应力表明，大家认为的长边中间在平面应力状态下所得到的 p 值得注意的是，在 压边圈下 的材料并没有被完全固定好，而是有滑动的趋势，如图 8所示。在高温下，板料 被 软化， 盖板上的 压边圈使板料 向内缩进，在 压力 的作用下形成一个槽。最初槽里面和外面的界限是平行的， 但是内边界的一部分向里面移动，这表明， 压边圈上 的材料即使在 夹紧 的情况下仍然被拉伸了。这种机制在成功 应用气压成形 技术中很重要。 图 7放大成形工件不同部位变形的格子，（上图） 12量凹进去的那部分尺寸；（下图）16子位于凸起的那部分， 图 8气压成形中材料的流线 气压 成形 形形状） 完成了成形厚度为 具挑战的是成形 的实现可以被认为是工业上的一次技术成就。 实验了三个工件，其中型腔的深度分别为12160作温度 在可行的范围（ 310410）内接近 330。开始的增压速率设 定在 5 490 kN/考虑到板料的厚度相对于原材料会减小三分之二。 图像显示出来所采用成形工艺的增压速率是可行的。 （图 9） 对于型腔是 126体成形工艺是可行的。只是和先前的工艺相比，需要更多的时间。对于型腔是 20形工艺没有取得成功。板料从周边轨迹处开始失效 。由于夹紧使加压气体密封是材料凹陷，所以失效开始的地方很薄。这种失效的形式和 厚度为 的失效出现在冲模的入口可以知道的是当弯曲更薄的板料时其冲模所受的压力更大。 图 9 330下从 形不同深度的矩形盒的 a） 12b)16c） 20冲压成形厚度为 对于冲压成形 厚度为 在室温下对九个工件进行了测试（ 329 5件、 435 3件 ）。 正如所预测的那样，在室温下冲压成形并没有取得成功，在 435的高温下， 3个样品都能成形。在中低温度下，除了那五个工件外，只有一个可以完成成形。这就表明，当温度不是唯一的决定因数时，其他的因数，如润滑、冲压速度、和凸凹摸之间的间隙值 对成形也有影响。这类失效的位置主要出现在转角处 （图 10） 。 在转角处冲模给板料施加一个集中的应力。这正式气体成形所能避免的。 图 10 典型冲压失效的模型样品 普遍认为， 是以为前者的含铝量比后者多，两个 295下拉深 16有一个成功了。它的加工温度比实际所需的温度相对要低一些。结果进一步说明了还有除了温度之外的影响因数。 用圆柱形冲头冲压成形深度为 168个工件中，在温度范围内达到屈服的如下所示： 8C) of 48 411 5 0 420 435 3 2 450 460 8 5 497 498 2 2 成功和失败的结果从温度中就可以很清楚的知道，但是有一个转变区域温度不是唯一的决定因数，润滑作用，材料的预处理，凸凹模之间的间隙值等等都有可能成为影响因数。 4. 结论 方法。温度是决定成形是否成功的主要因数，也有第二影响因数，如润滑，材料的预处理，冲压速度，凸凹模间隙等等。气压成形技术从未应用于镁合金，但是很有运用的潜力，运用这项技术，控制气压是最重要的技术。成形深度较浅的工件所需要的气压的量和气压速率都比成形深度较大的工件要小，气压成形失效的模具主要出现在模具入口的中间相对较薄处， 而冲压成形的失效主要是出现在冲压的边缘部分。 文献 1 E.
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