【正文】 1 出處： Journal of Materials Processing Technology Volume 201, Issues 1–3, 26 May 2020, Pages 247–251 10th International Conference on Advances in Materials and Processing Technologies — AMPT 2020 題目： 筆記本頂蓋的鎂合金板材沖壓模具設(shè)計 ?蔡恒光，廖浩欽 ， 陳復(fù)國 摘要： 在本文章中，對 LZ91 鎂鋰合金板材在室溫下制造筆記本頂蓋時的沖壓工藝進行了檢查，同時使用了實驗方法和有限元分析。四步工序沖壓工藝的開發(fā)，以消在沖壓頂蓋的工藝的情況下產(chǎn)生裂縫和起皺缺陷。為了驗證有限元分析，進行實際操作沖壓工藝與使用 毫米厚的 LZ91 的空白。厚度分布在不同地點之間的實驗數(shù)據(jù)和有限元計算結(jié)果吻合良好，證實了有限元分析的準確性和效率。 LZ91 板材在室溫成形性能優(yōu)越，也表明目前的筆記本頂蓋的成功制造研究。適合的四步操作過程本身操作程序數(shù)量少，比在目前的實踐要求，形成在筆記本鉸鏈的有效途徑。這也 印證了在制造筆記本蓋的情況下，可以用 LZ91 鎂合金板材的沖壓工藝生產(chǎn)。它提供了一個在電子行業(yè)替代鎂合金的應(yīng)用。 關(guān)鍵字 ?筆記本電腦情況下 。LZ91 鎂鋰合金板材 。多工序沖壓 。成形性 1. 介紹 在 EMI中 由于重量輕，性能良好，在電子行業(yè)鎂合金已被廣泛用于結(jié)構(gòu)部件，如手機和筆記本電腦。雖然現(xiàn)行的鎂合金產(chǎn)品制造過程一直壓鑄，鎂合金板材的沖壓行業(yè)，因為其有競爭力的生產(chǎn)力和有效的薄壁結(jié)構(gòu)構(gòu)件生產(chǎn)性能已制定的利益。由于它的六角形密堆積（ HCP 的形成）晶體結(jié)構(gòu)（ [陳等， 2020]和 [陳和黃，2020]），即使它需要高溫，常 用沖壓工藝中鎂合金（鋁 3％，鋅 1％）已在目前的形成過程中應(yīng)用。 最近，鎂，鋰（ LZ）合金也已研制成功，以提高鎂合金的室溫成形性。鎂合金的延展性，可以改善鋰此外，開發(fā)形成體心立方（ BCC）晶體結(jié)構(gòu)（ [Takuda等人。， 1999]， [Takuda 等。， 1999]和 [Drozd 等， 2020]）。 在本研究中，一個筆記本頂蓋使用 LZ 表的情況下的沖壓工藝進行了檢查。筆記本頂蓋的兩個鉸鏈的形成，如圖 1 所示 （ a 和 b），是由于在沖壓過程中最困難的操作之間的法蘭和圖中顯示在小角落半徑小的距離。 如圖 1（ c） 。造成這種幾何復(fù)雜 圓角半徑的一個戲劇性的變化時，鉸鏈法蘭太接近筆記本的邊緣，這很容易造成周圍的鉸鏈法蘭斷裂缺損，并要求多操作，克服這一問題。在本研究中， LZ 鎂合金板的成形性能和最佳的多工序沖壓工藝開發(fā)，以減少同時使用的實驗方法和有限元分析的操作程序。 2 圖 1 在筆記本頂蓋的鉸鏈法蘭 （ a）鉸鏈，（ b）頂蓋情況和（ c）法蘭。 2。鎂合金板材的力學(xué)性能 在室溫下進行拉伸試驗，比較其機械性能，在高溫下對 AZ31 張鎂鋰合金板材 LZ61（鋰 6％，鋅 1％）， LZ91， LZ101。圖 2（ a）顯示 LZ 表在室溫和那些對 AZ31 張在室溫和 200176。 C 的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系據(jù)悉，應(yīng)力 應(yīng)變曲線趨于增加鋰的含量較低。圖（ 2）也顯示， LZ91 板材在室溫和 AZ31 鎂板在 200176。 C 是彼此接近。 LZ101 板材在室溫下具有更延性比 LZ91 和 AZ31 在 200176。 C 由于鋰的成本是非常昂貴，而不是 LZ101 板材 LZ91 板材，可被視為一個合適的 LZ鎂合金板材在室溫下呈現(xiàn)良好的成形性。出于這個原因，本研究采用 LZ91 板材的筆記本頂蓋的空白，并試圖探討在室溫成形性 LZ91。以確定是否斷裂將發(fā)生在有限元分析，為 毫米厚的 LZ91 板材成形極限圖還建立了如圖 2（ b）所示。 圖 2 鎂合金的力學(xué)性能 （ a） 鎂合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 。 （ b） LZ91 板材的（ FLD）成形極限圖 3。有限元模型 如圖 3（ a）所示，使用軟件 DELTAMESH，由 CAD 軟件， PRO / E的模具幾何構(gòu)造， 3 被轉(zhuǎn)換成有限元網(wǎng)格。被視為剛體的工具，并采用四節(jié)點殼單元建設(shè)空白網(wǎng)。從實驗中獲得的材料特性和成形極限圖中使用的有限元模擬。在初始運行中使用的其他模擬參數(shù)為：沖壓力 5 毫米 /秒，壓邊力 3千牛，庫侖摩擦系數(shù)為 。采用有限元軟件 PAM_STAMP 進行分析，并在臺式電腦上進行模擬。 圖 3 有限元模擬 （ a） 有限元網(wǎng)格和（ b）在角落斷裂。 首次構(gòu)建了有限元模型研究的一個鉸鏈的形成過程。由于對稱性，只有 一個頂蓋的情況下的一半是模擬，如圖 3（ a）所示。仿真結(jié)果如圖 3（ b）所示，表明斷裂發(fā)生在法蘭的角落，最小厚度小于 毫米。這意味著斷裂問題非常嚴重，是只通過擴大在法蘭圓角半徑是不能解決的。對有限元模擬進行研究的參數(shù)，影響斷裂的發(fā)生以及避免斷裂，提出了幾種方法。 4. 多工序沖壓工藝設(shè)計 為了避免發(fā)生斷裂，多工序沖壓過程是必需的。在當前的工業(yè)實踐中，形成頂蓋的情況下，使用鎂合金板材，通常需要至少十步的運作程序。在本研究中，嘗試了 減少 運作程 序。對避免斷裂，提出了幾種方法，斷裂問題的一個可行的解決方案是四 個操作沖壓工藝。為了限制這個文件的長度，在下面只對兩個操作和四個操作沖壓工藝進行了描述。 兩步操作沖壓工藝 第一是在兩個操作沖壓工藝側(cè)壁形成如圖 4（ a） ，第二是在圖 4（ b）提出的鉸鏈法蘭成型，鉸鏈法蘭的高度為 5 毫米。圖 4（ c）所示的厚度分布的有限元模擬得到。變形板材的最小厚度為 毫米及以上的成形極限圖的菌株。這意味著可避免斷裂 缺 損。此外，法蘭的高度符合要達到的目標。然而，這個過程是產(chǎn)生起皺缺陷的關(guān)鍵，如圖 4（ d）所示，法蘭上的鉸鏈，導(dǎo)致在隨后的修剪操作中出現(xiàn)問題。因此，即使兩個操作沖壓工藝 解決在角落和底部的鉸鏈法蘭斷裂問題，更好的形成過程仍有望解決鉸鏈法蘭起皺。 4 圖 4 兩個操作沖壓工藝 （ a） 形成的側(cè)壁，（ b）鉸鏈，（ c）厚度分布和（ d）皺紋的形成 四步操作沖壓工藝 如圖 5（ a）所示，四部操作在本研究中提出的形成過程三個側(cè)壁和慷慨的角半徑的鉸鏈法蘭成形開始。由于側(cè)壁接近法蘭開放和圓角半徑大于所需的法蘭成功形成無斷裂。成功地避免了這樣的過程，同時形成兩個幾何特征的難度，但增加了一張白紙的物質(zhì)流。下一步是修剪外側(cè)壁的空白，并校準所需的圓角半徑 4毫米到 毫米的值。鉸鏈，從而形成，如圖 5（ b）所示。第三步是開放的一面折疊，使側(cè)壁可以圍繞其周邊完成，如圖 5（ c）所示。研究修剪額外的表外側(cè)壁在第二步第三步的效果。當額外的工作表不修剪，在拐角處的厚度為 毫米，如圖 5（ d）所示。提高到 毫米厚度的角落，如圖 5（ e）所示。如果修剪在第二個步驟實施。在第三步的折疊過程中產(chǎn)生過多的物質(zhì)，然后根據(jù)零件設(shè)計，修剪掉。最后一步是醒目的過程，是適用于校準所有的圓角半徑設(shè)計值。在最終產(chǎn)品的角落的最小厚度為 毫米，和所有株以上的成形極限圖。這是要注意，圖 5（ ac）只顯示一個鉸鏈的形成。相同的設(shè)計概念，然后擴展到完整的頂 蓋的沖壓工藝。 5。實驗驗證 為了驗證有限元分析，進行實際操作沖壓工藝與使用 毫米厚的 LZ91 表的空白。毛坯尺寸和模具的幾何形狀設(shè)計，根據(jù)有限元模擬結(jié)果。然后制造一個完善的產(chǎn)品無斷裂和皺紋，如圖 6（ a）所示。為了進一步驗證了有限元分析定量，厚度，在完善的產(chǎn)品的鉸鏈周圍的角落，如圖 6（ b）所示，進行測量和對比獲得的有限元模擬，如表 1 所列。表 1 中可以看出，實驗數(shù)據(jù)和有限元計算結(jié)果是一致的。四步操作過程的有限元分析的基礎(chǔ)上設(shè)計，然后由實驗數(shù)據(jù)證實。 5 圖 6 完善的產(chǎn)品 （ a）無斷裂和皺紋（ b）測量厚度的位置。 表 1。測量的厚度比較 A B C D 真實值 mm mm mm mm 理論值 mm mm mm mm 誤差 % % % % 6。結(jié)束語 在目前使用的實驗方法和有限元分析對鎂合金板材成形進行了研究。首先研究了 AZ31和LZ 的成形性。研究結(jié)果表明， LZ91板材在室溫下有良好的成形性，類似于 AZ31板材成形溫度在 200176。 C。 LZ91 板材在室溫成形性能優(yōu)越，也表明在目前的筆記本頂蓋制造的成功研究。四步的操作過 程使其本身在筆記本比在目前的實踐中需要較少的操作程序，形成鉸鏈的有效途徑。 同時證明了筆記本蓋，可以用 LZ91， LZ91 鎂合金板的沖壓工藝生產(chǎn)。在電子行業(yè)它提供了一個替代鎂合金的應(yīng)用。 6 Journal of Materials Processing Technology Volume 201, Issue