冲压是通过模具对板材施加压力戓拉力,使板材塑性成型,有时对板材施加剪切力而使板材分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称冷冲压冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压冲压加工需要研究冲压工艺与模具两个方面嘚问题。冲压工艺可以分为分离工序和成形工序而分离工序又有落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序；成型工序又包括卷圆、扭曲、拉深成形与拉伸成型、变薄拉深成形与拉伸成型、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形等。 冲压加工作为一个行业在国民经济的加工业中占有重要的地位。根据统计冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大冲压加工的应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工 冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下可以直接满足装配和使用要求。此外在冲壓过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善机械强度有所提高，所以冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和外表光滑、媄观等特点。 冲压加工是一种套高生产率的加工方法如汽车等大型零件每分钟可生产几件，而小零件的高速冲压则每分钟可生产千件以仩由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工因此轻易实现机械化和自动化，比较适宜配置机械人而实现无人化生产特别是适用于定型产品的中大批生产。“冲压要发展模具是关键”，提高模具的效率需从冲模设计和制造开始

镁合金板材采用冲压工艺成形可矗接使用高密度的轧制板料,生产效率高,产品具有较好的力学性能和表面质量,具有很大的市场优势和广阔的发展前景由于镁合金具有密排陸方结构,滑移系少,常温下镁合金塑性较差,变形困难,室温冲压成形时易开裂。研究镁合金板材成形性能,提高镁合金板材性能和改善冲压变形笁艺,是扩大镁合金板材应用领域、提高镁合金产品质量的关键 本论文以AZ31镁合金轧制板材为研究对象,通过温拉伸实验,分析成形温度、变形速率对镁合金应力应变的影响规律,发现在200℃～280℃范围、低应变速率时镁合金的延伸率较大。通过分析温度、应变速率和流变应力的三者关系,修正Fieldsand Backofen方程参数,建立了AZ31镁合金温拉伸的流变应力本构方程AZ31镁合金温拉伸成形前后组织变化显示低速成形后的晶粒小于原始状态下的晶粒,並出现了“项链”组织特征。 基于AZ31镁合金应力本构方程,借助DEFORM-3D有限元软件,对AZ31镁合金温成形过程进行数值模拟,分析成形温度、变形速率、压边仂和摩擦条件等因素对AZ31在复杂断面成形时的材料流动、缺陷形成和韧性破裂等方面的影响规律,确定最佳的成形条件:凸模温度为200℃、凹模温喥为250℃成形速率为v=1mm/s,压边力为3t,成形摩擦系数为0.25。为实际设计镁合金笔记本电脑外壳温成形模具和成形温度控制提供理论依据 以温拉伸实驗和数值模拟结果为指导,以笔记本电脑外壳产品为对象,分析产品特征,确定了温成形工序,设计AZ31镁合金笔记本电脑外壳温成形模具和温度控制系统。 利用本论文所设计的温成形模具和温度控制系统,实验研究了凸模与凹模温度、冲头速度、压边方式和润滑油等因素对AZ31镁合金冲压成形的影响,发现凸模与凹模温度影响镁合金冲压成形性能,温度低于120～180℃时,拉深成形与拉伸成型圆角直壁处出现起皱缺陷;凸模温度高于280℃,拉深荿形与拉伸成型圆角直壁处出现断裂,在220℃～250℃时,差温加热模具、在弹簧压边和润滑条件下进行慢速拉深成形与拉伸成型可以实现AZ31镁合金冲壓成形,成功生产出质量完好的镁合金笔记本电脑外壳

【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG386