镁合金汽车发动机盖加强板的冲压工艺与模具研究

1、2010年第9期 农业装备与车辆工程 NO.9 2010（总第230期） AGRICULLTURAL EQUIPMENT & VENICLE ENGINEERING (Totally 230)doi: 10.3969/j.issn.1673-3142.2010.09.016镁合金汽车发电机盖加强板的冲压工艺与模具研究申东东，孟亚峰（鹤壁职业技术学院机电学院，河南 鹤壁 458030）摘要：分析了镁合金在汽车上应用的意义，介绍了镁合金汽车覆盖件冲压后的数据参数，模具设计的主要问题和防止制件废品的主要措施。关键词：镁合金;汽车发电机盖加强板；冲压工艺中图分类号：TII142.2 文献标识码：B 文

2、章编号：1673-3142（2010）09-0050-03Study on Stamping Process and Mold for Automobile Hood of Stiffeners 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 automobil

3、es is analyzcd, the technical paramcters of automotive magnesium alloy panel after stamping process is introduced, and problem in mold design and the major measures to prevent workpiece scrap are given.Keywards: magncium alloys；automobile hood stiffeners； Stamping process4引言将镁合金应用于行走机械， 如汽车、 高铁列车，尤其

4、是农用机械，对减轻、车体重量，减少耗油和行走方便特别重要。 为此，国外从上世界 80 年代开始。 用镁合金代替钢、铁盒铝合金在汽车上的应用。 得到很快的发展，1991 年在全球汽车上采用镁合金约 4-4.5 万 t，1998 年已达 8-9 万 t。2008年约 30 万 t。 有几位工程院士呼吁科技部应重视我国镁合金的应用，尤其应大力发展在汽车、农用机械和列车上的应用。 鉴于此，国家科学技术部以国科发计字2007179 号文批复“镁及镁合金关键技术开发与应用”项目立项，同意将其列入“十一五”国家科技支撑计划项目组织实施，并在青岛召开了镁合金应用开发研究会。 在国家 863 计划中镁合金的新工

5、艺技术研究也得到了相应发展。最近几年镁合金除在压力铸造技术攻克一些难题之外，液态模锻技术在镁合金成型领域也已开始研究并取得较快发展 ，除此之外我国目前针对汽车上的覆盖件，采用镁合金代替铝板和钢板进行了十几个零件的开发应用。收稿日期：20100618作者简介 ：申 东 东 （1980 ），鹤 壁 职 业 技 术 学 院 机 电 工 程 学 院 助教，研究方向：模具 CAD CAM CAE。2汽车发动机盖加强板零件的结构分析图 1 所示为汽车上的发动机盖加强板零件图。 它的形状较复杂，与一般冲压件相比，它有如下成形特点1）形状复杂，尺寸较大。它的轮廓形状不是一般的简单的圆筒形、圆锥形的轴对称零件，

6、也不是一般的盒形规则零件。2）该零件必须采用多种类型，多道工序成型，它包含有冲裁、弯曲、拉深、内缘和外缘的翻边。3）该类型的零件冲压成型后，一般不再有切削加工等后续加工， 相对于其它材料冲压件尺寸精度和表面粗糙度要求高。4）镁合金的晶体结构为密排六方，滑移系少，材料的塑性变形能力低， 采用一般的冲压变形工艺相对困难，较难达到工艺设计要求。3镁合金的冲压工艺参数选取鉴于镁合金材料的结构特点， 镁合金板材的冲压工艺参数不采用碳素结构钢的工艺参数。 对于不同冲压工序镁合金的工艺参数应特别注意以下几点：1）冲裁间隙对于厚度小于 10mm 的镁合金板材 ，冲 裁 单 边 间 隙 Z 与 板 材 厚 度

7、T 的 比 值 ，根 据不同的情况来选取。（1）一般要求不高的零件（2）一般零件（3）要求高的零件（4）有断面垂直度要求的2）最小弯曲半径和弯曲回弹（1）最小弯曲半径用下式表示：rminKwminT最小弯曲系数如表 1 和表 2。（2）凹模洞口半径4 防皱防裂措施采用 CAD/CAM 设计技术， 主模型被计算机虚拟实体模型所代替， 实现概念设计、 参数化设计。在设计过程中要特别注意，镁合金在成形过程中的起皱和开裂障碍。41 防皱措施失稳起皱实质上是板材内部在变形过程中的压应力引起的， 皱纹数量、形状和部位是多种多样， 要结合制件的几何形状、 精度要求和成型特点， 根据失稳起皱力学机理及拉深对失

8、稳起皱的影响因素，从制件的结构、形状工艺和模具设计多方面采取相应的防皱措施。 对于形状简单、 变形容易、板材厚度较大的制件，一般采用平面压边装置，对于形状复杂，变形困难的制件，则采用拉深筋和设置工艺补充面。42 防裂措施开裂往往发生在圆角部位， 因此往往增大圆角半径增大板料与模具的接触表面， 合理选择压边力，增大模具间隙等。模具的工作零件都采用拼嵌式镶块结构，图2 和图3 分别为模具结构图和产品照片图。5 结束语1）为减小能耗、保护环境，应大力推广镁合金在汽车上的应用，尤其是汽车上的覆盖件，采用冲压成形，外形即美观，重量又轻；2）镁合金固态变形较困难，覆盖件的板料冲压更困难。因此，应采用不同于钢板冲压的特殊措施。对镁合金冲压工艺参数的研究， 对用镁合金代替铝合金和优质碳酸钢板作汽车覆盖件， 对发展镁合金的应用有极大的现实意义.参考文献1 .镁 合 金 压 力 加 工 特点 M. 国 外 轻 金 属 ，1964.2 肖景容，姜奎华.冲压工艺学M北京.机械工业出版社，2000.3 程 永 奇 ，陈 振 华 等 . 镁 合 金