外文翻譯---筆記本上蓋外殼的鎂合金薄板沖壓模具設(shè)計(jì) 中文版.doc

邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）筆記本上蓋外殼的鎂合金薄板沖壓模具設(shè)計(jì)內(nèi)容提要在本研究中，在室溫下分別用實(shí)驗(yàn)方法和有限元分析對(duì)筆記本上蓋的lz91鎂合金薄板沖壓工藝制造情況進(jìn)行檢查。四操作沖壓工藝的開發(fā)消除了上蓋沖壓過程中的斷裂和褶皺缺陷。為了驗(yàn)證有限元分析，以0.6毫米厚的LZ91薄板作為毛坯，執(zhí)行了一個(gè)實(shí)際的四操作沖壓工藝過程。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和有限元結(jié)果之間，恰當(dāng)?shù)胤喜煌瑔卧械暮穸确植?，證實(shí)了有限元分析的精確性和有效性。本研究還通過成功地制造筆記本上蓋外殼論證了室溫下LZ91薄板的最優(yōu)可模鍛性。本文提出的四操作過程有助于產(chǎn)生一種有效的方法，實(shí)現(xiàn)用比目前實(shí)際要求還要少的操作程序來設(shè)計(jì)筆記本鉸鏈，也證實(shí)了筆記本外殼可以用LZ91鎂合金薄板的沖壓工藝來制造，提供了一個(gè)鎂合金在電子工業(yè)應(yīng)用中的選擇方法。關(guān)鍵字：筆記本外殼；LZ91鎂合金薄板；多操作沖壓；可模鍛性邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.緒論鎂合金由于具有重量輕和在電磁干擾阻力下有良好性能的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于電子行業(yè)的結(jié)構(gòu)部件，如手機(jī)和筆記本電腦外殼。雖然在主要的鎂合金制造過程中產(chǎn)品是進(jìn)行壓鑄的，但是由于鎂合金薄板的沖壓強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)性的生產(chǎn)力和在有效生產(chǎn)薄壁結(jié)構(gòu)單元時(shí)的性能，在工業(yè)領(lǐng)域里人們已對(duì)其產(chǎn)生興趣。在沖壓過程中，盡管由于它封閉的六角晶體結(jié)構(gòu)以至它的形成需要高溫，AZ31鎂合金（鋁3，鋅1）薄板在當(dāng)前形成過程中已被廣泛應(yīng)用。最近，鎂鋰（LZ）合金已研制成功，它可以改善室溫下鎂合金的可模鍛性。鎂合金的韌性可以通過增加鋰成分得到改善，來發(fā)展以立方體為中心的晶體結(jié)構(gòu)的坯體的形成。在本研究中，檢驗(yàn)了LZ薄板在筆記本電腦上蓋外殼的沖壓過程中的應(yīng)用。筆記本上蓋外殼的兩個(gè)鉸鏈的形成顯示在圖1的a和b中，由于邊緣和邊緣的小角落半徑之間微小的距離，鉸鏈的形成成了沖壓過程中最困難的運(yùn)行部分，這些影響在圖1的c中已表示出來。這種幾何的復(fù)雜性是當(dāng)鉸鏈的邊緣與筆記本的邊緣太接近時(shí)，由角落半徑的變化引起的，這將很容易造成鉸鏈周圍的破裂，此時(shí)需要一個(gè)多操作沖壓過程來克服這個(gè)問題。在本研究中，研究了LZ鎂合金薄板的可模鍛性，并用實(shí)驗(yàn)方法和有限元分析兩種方法開發(fā)了最優(yōu)多操作沖壓過程，來減少運(yùn)行程序的數(shù)量。圖1筆記本上蓋外殼鉸鏈的邊緣（a）鉸鏈（b）上蓋外殼（c）鉸鏈邊緣2.鎂合金薄板的力學(xué)性質(zhì)對(duì)室溫下LZ61（鋰6，鋅1）、LZ91、LZ101鎂合金薄板與高溫下AZ31薄板在拉伸實(shí)驗(yàn)中的力學(xué)性質(zhì)做比較。圖2（a）表明了LZ薄板在室溫下與AZ31薄板在室溫和200攝氏度時(shí)的應(yīng)力變化關(guān)系。據(jù)圖可知，應(yīng)力變化曲線隨著鋰的增加而降低。同時(shí)可從圖2觀察到，室溫下LZ91薄板和200攝氏度下AZ31薄板的力學(xué)性質(zhì)是很接近的，顯示了室溫下LZ101比室溫下LZ91和200攝氏度下AZ31邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）更好的延展性。由于鋰的成本非常昂貴，可選LZ91作為合適的LZ鎂合金薄板，而不選用LZ101，來反應(yīng)室溫下良好的可模鍛性?；诖?，本研究采用LZ91薄板作為筆記本上蓋外殼的毛坯，并研究其在室溫下的可模鍛性。為了判定在有限元分析中是否會(huì)發(fā)生破裂，0.6毫米的LZ91薄板形成極限圖在圖2（b）中已給出。圖2鎂合金的力學(xué)性質(zhì)（a）鎂合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（b）LZ91薄板的形成極限圖3.有限元模型模具的幾何結(jié)構(gòu)是由CAD、PRO/E軟件構(gòu)造的，并用DELTAMESH軟件修正為有限元網(wǎng)格，如圖3（a）所示。模具可視為剛體，四節(jié)點(diǎn)外殼組成部分用來構(gòu)建毛坯網(wǎng)格。從實(shí)驗(yàn)中獲得的材料性能和成形極限圖被用來做有限元模擬。其他用于初始運(yùn)行的模擬參數(shù)有：沖床速度為5毫米/秒，壓邊力為3KN，干摩擦系數(shù)為0.1。有限元軟件PAM-STAMP用來進(jìn)行分析，模擬在臺(tái)式電腦上完成。有限元模型的構(gòu)造首先用來研究鉸鏈的單操作成形過程?？紤]大批上蓋外殼的對(duì)稱性，我們只對(duì)其一半進(jìn)行模擬，如圖3（a）所示。圖3（b）所顯示的模擬結(jié)果表明破裂發(fā)生在最小厚度小于0.35毫米的邊緣的拐角處。這意味著破裂問題是非常嚴(yán)邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重的，可能無法通過擴(kuò)大邊緣的拐角半徑得到解決。進(jìn)行有限元模擬來研究影響發(fā)生破裂的參數(shù)，并提出了幾種避免破裂的方法。圖3有限元模擬（a）有限元網(wǎng)格（b）拐角處的破裂4.多操作沖壓過程設(shè)計(jì)為了避免發(fā)生破裂，多操作沖壓過程是必需的。在目前的工業(yè)實(shí)踐中，使用鎂合金薄板形成上蓋外殼通常需要至少十個(gè)運(yùn)行程序。在本研究中，我們?cè)噲D減少運(yùn)行程序數(shù)目，并提出了幾種方法來避免破裂，證明了四操作沖壓過程在破裂問題中是一個(gè)可行的解決辦法。由于文章長(zhǎng)度的限制，接下來只對(duì)兩操作和四操作沖壓過程進(jìn)行描述。4.1兩操作沖壓過程兩操作沖壓過程中的第一個(gè)運(yùn)行程序是形成側(cè)壁，如圖4（a）所示，第二個(gè)運(yùn)行程序是形成高度為5毫米的鉸鏈邊緣，如圖4（b）所示。圖4（c）顯示了從有限元模擬中得到的厚度分布，變形薄板的最小厚度為0.41毫米，而且應(yīng)力都高于成形極限，這意味著破裂是可以避免的。此外，邊緣的高度符合要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。然而