工艺参数影响分析结果竞新集2020

本文对凸模圆角半径Rp=0.5 mm、1 mm、2 mm、4 mm、8 mm 的五组试样进行冲压成形研究，直壁圆角半径Rc=6 mm，压边力F=9800 N，板材温度Tb=250℃，凸模温度Tp=100℃，凸模圆角半径（Rp）越大，最大冲压成形深度越大，镁合金的冲压成形性能越好［1］。凹模直壁圆角半径Rc=1 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm、11 mm，在Rc=7 mm 时最大冲压成形深度达到最大值。

图1　凸模、凹模间隙对冲压成形性能的影响图

凸模、凹模间隙Z=0.80 mm、0.88 mm、0.96 mm、1.04 mm、1.12 mm、1.20 mm（1 t、1.1 t、1.2 t、1.3 t、1.4 t、1.5 t，t 为板材厚度）时的成形情况如图1 所示。当Z=0.8 mm 时，板材与模具间阻力很大，破裂集中在凹模圆角处；当Z=0.88 mm 时，冲压成形深度最大，成形质量最好。当凸模、凹模间隙Z 大于0.96 mm 时，板材的贴模性差，冲压形状不理想、成形精度不高，难以控制冲压件外形尺寸误差［2］。将板材、凸模、凹模、压边圈温度分别设定为50℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃。从图2 可见，当T0=250℃时镁合金手机外壳达到最大冲压成形深度。

图2　温度对冲压成形性能的影响

图3　冲压速度对冲压成形性能的影响

冲压速度v=0.1 mm/s、1 mm/s、5 mm/s、10 mm/s、20 mm/s 时，冲压成形情况如图3 所示，当冲压速度v=0.1 mm/s 时，板材能够完全进入冲压模具，此时板材的冲压性能最好，试验和模拟得到的镁合金最佳冲压速度都是v=0.1 mm/s。当v=1 mm/s 时，镁合金板材的冲压成形性能最差，板材未能完全进入冲压模具，在冲压成形初期就发生破裂。这是由于镁合金板材的变形速度增大，流动应力增大，断裂抗力受冲压速度影响较小，使板材在冲压成形初期就发生破裂。当v>5 mm/s时，随着冲压速度的增大，最大冲压速度有所提高，但还是比v=0.1 mm/s 时的冲压成形性能要差。在DEFORM［3］有限元模拟中，分别对比了摩擦系数为0.08、0.12、0.25、0.40、0.70 的五组冲压成形性能，结果（如图4 所示）显示，镁合金的冲压成形性能随摩擦系数增大而降低。当压边力F=0 N、4900 N、9800 N、19600 N、29400 N（0 t，0.5 t，1 t，2 t，3 t）时，压边力对镁合金手机外壳冲压成形性能的影响如表1 所示。

图4　摩擦系数对冲压成形性能的影响(www.xing528.com)

表1　压边力对冲压成形性能的影响