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利用固定在壓邊間隙的這種剛性壓邊裝置所提供的壓邊力FP來壓緊整個(gè)鎂合金板料,可以通過調(diào)節(jié)置于壓邊圈與凹模之間間隙板的厚度D來有效地控制壓鑄過程中的壓邊力,而壓邊圈與凹模則利用底缸的油壓來頂緊不至于松弛。實(shí)驗(yàn)過程中可以通過調(diào)整上缸與下缸的油壓來獲得不同的壓鑄速度和壓邊力。基于CAD智能技術(shù)系統(tǒng)所涉及的這一套模具,可以智能化、人性化的控制整個(gè)模具實(shí)驗(yàn)過程,保證了模具設(shè)計(jì)的精度和質(zhì)量,可以大大節(jié)約生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率。
2對壓鑄件模具設(shè)計(jì)的檢測分析
2.1拉伸性能檢測
筆記本外殼要求具有優(yōu)良的表面質(zhì)量以及一定的力學(xué)性能,現(xiàn)對壓鑄成形的外殼做了力學(xué)性能的測試,如圖4所示。拉伸試驗(yàn)在室溫下進(jìn)行,試樣選取方向與板材長度方向一致如圖4(a)所示的白色虛線框,拉伸速度為0.6mm/min,根據(jù)試樣尺寸計(jì)算得到應(yīng)變速率約為5.4×10-4s-1。選取4種材料作對比,分析AZ31鎂合金壓鑄件的應(yīng)力應(yīng)變曲線,如圖4(b)可知AZ31鎂合金在25℃和200℃時(shí)相同應(yīng)變下,25℃的應(yīng)力較大,屈服強(qiáng)速也較高,這是因?yàn)榈蜏劓V合金壓鑄成形時(shí)變形困難,塑性差所需要的臨界屈服應(yīng)力就較大,而高溫下的變形大部分滑移系啟動(dòng),塑性得到改善,變形比較容易,所需的臨界屈服應(yīng)力就越小。
2.2壓鑄件硬度的檢測
硬度的檢測也是衡量筆記本外殼壓鑄件的表面質(zhì)量的一種手段,在壓鑄成形之后,由于壓邊力的大小以及壓邊速率的不同都會導(dǎo)致外殼表面質(zhì)量的優(yōu)劣。采用MH-6L型維式硬度計(jì)測量壓鑄件表面的顯微硬度,在1個(gè)樣品上選取N個(gè)點(diǎn)求其平均值,得到變化的直方圖如圖5。沿著筆記本外殼的長度方向測量了14組數(shù)據(jù),硬度大致分布在44~49HR范圍。可見硬度值分布的比較均勻,說明筆記本外殼壓鑄成形后的制品具有良好的表面質(zhì)量,對后期的模具設(shè)計(jì)具有一定的質(zhì)量保證。
2.3基于CAD技術(shù)的有限元分析
對壓鑄成形后的筆記本外殼壓鑄件進(jìn)行了有限元模擬。通過對筆記本外殼3D建模以及有限元分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,斷裂發(fā)生在外殼圓角的法蘭處,最小厚度小于0.35mm,這意味著斷裂問題非常嚴(yán)重,不僅只是通過擴(kuò)大圓角的法蘭半徑的方法去解決。這種有限元模擬對法蘭斷裂的問題進(jìn)行了仿真研究并得到了良好的效果。然而一些學(xué)者已經(jīng)提出了避免斷裂的方法為解決壓鑄缺陷提供了基礎(chǔ)。
3壓鑄模具設(shè)計(jì)總結(jié)構(gòu)圖
對以上CAD技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析,能夠有效地指導(dǎo)筆記本外殼壓鑄件模具的設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)圖,設(shè)計(jì)結(jié)果如圖7。通過圖7中的模具可以很好地解決壓鑄件模具尺寸的穩(wěn)定性,一次合格率可以達(dá)到93%以上,提高了實(shí)際批量生產(chǎn)的效率。
4結(jié)束語
在筆記本外殼壓鑄件的模具設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)用CAD技術(shù)系統(tǒng)對壓鑄件進(jìn)行了流動(dòng)模擬分析,在模具制造及試模之前,通過CAD技術(shù)分析比較了不同的方案,能夠有效而快捷地找出壓鑄制品的成形缺陷及相關(guān)原因,從而能夠?yàn)槟>呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化以及壓鑄成形工藝方案的確定提供有效的指導(dǎo)作用。
作者:顧海 單位:紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系