8.2.4FLD曲線在MAZ31鎂合金板材冷成型中的應用
鎂合金板材的FLD曲線,給出了板材在雙軸應力組合下變形時,可以承受的極限應變量。根據板材成型操作中的變形過程和相應的FLD,可以方便地定出板材成型的安全操作區。
(1)用來預見工藝規程的危險程度
把衝壓中零件最危險點的應變值,標注到成型極限圖上,如落在極限曲線的下方,說明該工藝有實用的價值;如點A、B落在極限曲線的上方,該工藝注定沒有實用的價值,需改進工藝措施;如點C、D落在臨界區內,說明很危險,衝壓時廢品率會很高;如點F落在緊靠在臨界區的下方,說明有相當危險,應預調整,或在生產中對各有關條件嚴格控製;如點E在臨界區的下方,此工藝完全可行。衝壓時安全程度的大小可用安全裕度來表示。用FLD預見工藝規程的危險程度,對零件上的任一點M,其應變分別為ε1、ε2,則其安全裕度K1為,其中Z為M的成型極限點,表示成型極限圖上OM的延長線與成型曲線的交點。衝壓時,不同點的安全裕度是不同的,一般根據生產規模與廢品率要求來確定合適的安全裕度。安全裕度太小,說明工藝過程安全性差,廢品成本過高;安全裕度太高,說明設計得太保守,衝壓工藝上還有潛力可挖。
由於MAZ31鎂合金板材冷衝壓時的成型曲線水平較低,為提高生產率,生產時可以采用較低的安全裕度。這就要求采取較嚴格的工藝措施。
(2)用來確定生產中各種參數對變形效果的影響,應用鎂合金FLD圖,是使衝壓參數調整從經驗走向科學的有效手段。生產中常用的調整參數的手段有改變模具圓角、改變毛坯尺寸、改變潤滑情況、改變壓邊力等。
如零件危險點在點D處,要增加安全性,從圖上可明顯看出需增大ε2,或減小ε1,最好兼而有之。增大ε2,需降低短軸方向的流動阻力,這可由該方向上減少毛料尺寸、增大模具圓角、改善潤滑等方法來實現。減小ε1,需增加長軸方向的流動阻力,辦法是在短軸方向上增大毛料尺寸、減小模具圓角、在垂直於長軸方向上設阻力梗等實現。
如零件危險點在點C處,要增加安全性,從圖上可明顯看出需減小ε1,或減小ε2,最好兼而有之。
應用成型極限圖,能夠確定參數調整的正確方向,從而采取正確有效的措施,來提高成型能力和確定正確的衝壓工藝。
(3)可用於幫助尋找衝壓失敗的原因。
實際生產中影響生產過程穩定性的因素很多,如材料成型性能的變動、潤滑劑性能的變動、模具磨損情況、機床調整情況、工人操作情況等,這些因素集中反映在對零件的應變分布和大小上。把報廢情況下危險點的應變路線畫到成型極限圖上,有助於發現衝壓失敗的工序及其原因,從而提出改進措施。
(4)作為材料的控製標準和工具。
對於一個給定的衝壓用的板材,通過圓形網格分析,確定每種零件的臨界變形值,然後與FLD的極限應變值進行對比,確定原材料是否滿足零件成型性能要求、是否可以投產,減少不必要的風險。
(5)進行材料性能比較。
任何一種工業上衝壓用的板材,隻用單軸拉伸條件下所獲得的性能進行評價是不夠的,在單軸拉伸試驗中,材料所經受的應變是非常有限的。在FLD圖上,材料經曆了更複雜的應變曆程,因此,用FLD作為比較材料成型性能的判據顯然更全麵、接近於實際情況。