1笔记本外壳压铸模具的设计
利用固定在压边间隙的这种刚性压边装置所提供的压边力FP来压紧整个镁合金板料,可以通过调节置于压边圈与凹模之间间隙板的厚度D来有效地控制压铸过程中的压边力,而压边圈与凹模则利用底缸的油压来顶紧不至于松弛。实验过程中可以通过调整上缸与下缸的油压来获得不同的压铸速度和压边力。基于CAD智能技术系统所涉及的这一套模具,可以智能化、人性化的控制整个模具实验过程,保证了模具设计的精度和质量,可以大大节约生产周期,提高生产效率。
2对压铸件模具设计的检测分析
2.1拉伸性能检测
笔记本外壳要求具有优良的表面质量以及一定的力学性能,现对压铸成形的外壳做了力学性能的测试,如图4所示。拉伸试验在室温下进行,试样选取方向与板材长度方向一致如图4(a)所示的白色虚线框,拉伸速度为0.6mm/min,根据试样尺寸计算得到应变速率约为5.4×10-4s-1。选取4种材料作对比,分析AZ31镁合金压铸件的应力应变曲线,如图4(b)可知AZ31镁合金在25℃和200℃时相同应变下,25℃的应力较大,屈服强速也较高,这是因为低温镁合金压铸成形时变形困难,塑性差所需要的临界屈服应力就较大,而高温下的变形大部分滑移系启动,塑性得到改善,变形比较容易,所需的临界屈服应力就越小。
2.2压铸件硬度的检测
硬度的检测也是衡量笔记本外壳压铸件的表面质量的一种手段,在压铸成形之后,由于压边力的大小以及压边速率的不同都会导致外壳表面质量的优劣。采用MH-6L型维式硬度计测量压铸件表面的显微硬度,在1个样品上选取N个点求其平均值,得到变化的直方图如图5。沿着笔记本外壳的长度方向测量了14组数据,硬度大致分布在44~49HR范围。可见硬度值分布的比较均匀,说明笔记本外壳压铸成形后的制品具有良好的表面质量,对后期的模具设计具有一定的质量保证。
2.3基于CAD技术的有限元分析
对压铸成形后的笔记本外壳压铸件进行了有限元模拟。通过对笔记本外壳3D建模以及有限元分析,实验结果表明,断裂发生在外壳圆角的法兰处,最小厚度小于0.35mm,这意味着断裂问题非常严重,不仅只是通过扩大圆角的法兰半径的方法去解决。这种有限元模拟对法兰断裂的问题进行了仿真研究并得到了良好的效果。然而一些学者已经提出了避免断裂的方法为解决压铸缺陷提供了基础。
3压铸模具设计总结构图
对以上CAD技术系统的结构分析,能够有效地指导笔记本外壳压铸件模具的设计总体结构图,设计结果如图7。通过图7中的模具可以很好地解决压铸件模具尺寸的稳定性,一次合格率可以达到93%以上,提高了实际批量生产的效率。
4结束语
在笔记本外壳压铸件的模具设计过程中,应用CAD技术系统对压铸件进行了流动模拟分析,在模具制造及试模之前,通过CAD技术分析比较了不同的方案,能够有效而快捷地找出压铸制品的成形缺陷及相关原因,从而能够为模具结构设计的优化以及压铸成形工艺方案的确定提供有效的指导作用。
作者:顾海 单位:紫琅职业技术学院机电工程系