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小 結(jié) 時光飛逝 轉(zhuǎn)眼間我們就要大學(xué)畢業(yè)了 這次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的感想 通過這次的畢業(yè)設(shè)計真的讓我學(xué)到了很多東西 在以前的學(xué)習(xí)中 我以為自己 學(xué)到了很多專業(yè)方面知識 曾經(jīng)一度的還認(rèn)為自己不錯 但是通過這次畢業(yè)設(shè) 計 使我發(fā)現(xiàn)我以前學(xué)的還不不牢固 還不夠扎實 在工廠實習(xí)的這段時間以 后 我發(fā)現(xiàn)自己了的缺陷和不足 而且還非常的缺乏經(jīng)驗 因為在學(xué)校的時候 我們接觸的都是些純理論的專業(yè)知識 并沒有與實踐聯(lián)系起來 所以我們對模 具的認(rèn)識只局限在表面上的感性的認(rèn)識 而沒有上升到理性認(rèn)識的高度 換句 話說就是還沒有真正的認(rèn)識模具這一名詞的真正含義 但是只有實踐還是不夠 的 經(jīng)驗才是最寶貴的 而對與我們這些剛剛走出大學(xué)校園的畢業(yè)生來說最缺 乏的就是經(jīng)驗了 令我印象最深刻的是在設(shè)計過程中會遇到各中各樣的棘手問題 這些問題 給我的進(jìn)度造成了一些影響 但我并沒有輕言放棄 而是查閱了大量資料反復(fù) 演算 并最終解決 繪圖過程中也會遇到麻煩 比如如何剖視才能最清晰的表 達(dá)自己的設(shè)計思路 如何去解決面臨的以前自己沒有涉及的領(lǐng)域 甚至有些參 考書上的很多東西部是標(biāo)準(zhǔn)的 幸虧有我們的指導(dǎo)老師的教導(dǎo) 使我改正了在 書上看到的不正確的知識 老師的知識真的很淵博 經(jīng)驗也特別豐富 我的作 業(yè) 老師只要看一眼就能很快發(fā)現(xiàn)我存在的問題 并對我進(jìn)行了耐心的指導(dǎo) 這次畢業(yè)設(shè)計我做的課件是柯老師給的 通過這次畢業(yè)設(shè)計 提高了我的 獨立思考分析以及解決問題的能力 在設(shè)計的整個過程中 能夠進(jìn)一步將所學(xué) 的設(shè)計軟件熟練運用 對以往學(xué)過的理論基礎(chǔ)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)和運用 溫故而知 新 對專業(yè)知識做到更進(jìn)一步的掌握 并通過此次畢業(yè)設(shè)計對專業(yè)知識有一個 拓展 了解模具專業(yè)前沿技術(shù) 以理論結(jié)合實際進(jìn)一步提高自己的動手能力 為將來進(jìn)入工作崗位打好基礎(chǔ) 這次畢業(yè)設(shè)計課題的設(shè)計面較廣 有一定難度 其特點在于 產(chǎn)品為電位 器接線片制件 因為工件較小 使得毛坯確定和模具設(shè)計難度加大 設(shè)計是按 學(xué)習(xí) 消化 吸收 創(chuàng)新的思路進(jìn)行的 通過這次畢業(yè)設(shè)計 我得到了一個工 程技術(shù)人員所必需的初步綜合訓(xùn)練 鞏固 擴(kuò)大和深化所學(xué)專業(yè)的基本能力 但由于以前對多工位級進(jìn)模的知識接觸很少 更無涉及到其設(shè)計 所以在設(shè)計 過程中不可能做的完全理想 此次設(shè)計的拉深彈頂結(jié)構(gòu)并非最佳結(jié)構(gòu) 推桿得 不到有效的導(dǎo)向 當(dāng)然 在設(shè)計中肯定還有其他誤漏和不足之處 殷切希望各 位老師及領(lǐng)導(dǎo)予以批評和指正 近四年的大學(xué)生活即將結(jié)束 想到即將離開學(xué)校 不禁感慨萬千 回首四年 來所經(jīng)過的學(xué)習(xí)歷程 是各位尊敬的前輩 老師 同學(xué)和朋友們的親切關(guān)懷 精心呵護(hù)和悉心照料下度過的 在此 我要對所有關(guān)心 愛護(hù)和幫助過我的人 的表示感激 在柯旭貴老師的精心指導(dǎo)下完成的 柯老師各方面都嚴(yán)格要求我們 在畢 業(yè)設(shè)計的過程中柯老師給予了非常具體和十分有效的關(guān)懷 指導(dǎo)和幫助 柯老 師對我們的要求 但是對我們的關(guān)懷也是無微不至 對我們出現(xiàn)的問題 遇到 的困難 老師都耐心的講解我們聽 有時候 一個問題我問了三四遍 老師并 沒有嫌煩 仍不厭其煩的講給我聽 當(dāng)我們遇到障她都會為我們作想 所以通 過這次機會我要好好的感謝我們的柯老師 老師您辛苦了 在這里 我也要向四年來一直關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的領(lǐng)導(dǎo) 同學(xué)和朋友們表示 衷心的感謝 再一次向曾經(jīng)培養(yǎng) 教育 關(guān)心和幫助過我的前輩 老師和朋友 們致以深深的謝意 南京工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 課 題 名 稱 電位器接線片沖壓工藝與模具設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 劉尚軍 指 導(dǎo) 教 師 柯旭貴 所 在 系 部 材料工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 材料成型及控制工程 模具方向 南京工程學(xué)院 2007 年 4 月 10 日 說 明 1 根據(jù)教育部對畢業(yè)設(shè)計 論文 的評估標(biāo)準(zhǔn) 學(xué)生必須撰寫 畢 業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 由指導(dǎo)教師簽署意見 教研室審查 系教學(xué) 主任批準(zhǔn)后實施 2 開題報告是畢業(yè)設(shè)計 論文 答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的 依據(jù)材料之一 學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計 論文 工作前期內(nèi)完成 開題報告 不合格者不得參加答辯 3 畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實事求是 逐條認(rèn)真填寫 其中的 文字表達(dá)要明確 嚴(yán)謹(jǐn) 語言通順 外來語要同時用原文和中文表達(dá) 第 一次出現(xiàn)縮寫詞 須注出全稱 4 本報告中 由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述 應(yīng)不少于 2000 字 沒有經(jīng)過整理歸納 缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材 料拼湊而成的開題報告按不合格論 5 開題報告檢查原則上在第 4 周完成 各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查 后 應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 學(xué)生姓 名 劉尚軍 學(xué) 號 205030826 專 業(yè) 材料成型及控制工程 模具設(shè)計 指導(dǎo)教 師姓名 柯旭貴 職 稱 副教授 所在系部 材料工程學(xué)院 課題來 源 工程實際 課題性質(zhì) 模具設(shè)計 課題名 稱 電位器接線片沖壓工藝與模具設(shè)計 畢業(yè)設(shè) 計的內(nèi) 容和意 義 1 內(nèi)容 1 繪制產(chǎn)品零件圖 2 查閱資料并就自己承當(dāng)?shù)恼n題方向?qū)懗鲩_題報告 3 完成產(chǎn)品的工藝設(shè)計及模具設(shè)計并繪制模具及模具零件的工程圖 4 按規(guī)定格式和要求用 Word 打印畢業(yè)設(shè)計 論文 一份 5 用 PowerPoint 或其它軟件制作答辯提綱一份 6 翻譯一篇相關(guān)的外文資料 2 意義 本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)的專業(yè)的一次總結(jié) 也是對我所學(xué)的知識的一次綜 合性的訓(xùn)練 它以點帶線 以線帶面地將整個大學(xué)四年的知識體系貫穿始終 使我對所 學(xué)知識及其各自相關(guān)性有了更深刻的理解 本課題的研究將涉及一些二維和三維的軟件的應(yīng)用 如 AUTO CAD PRO E 等 以 及 PowerPoint 軟件的應(yīng)用 這將會使我運用這些軟件的能力得到提升 同時本次畢業(yè)設(shè) 計還涉及到級進(jìn)模的相關(guān)知識 這對我來說是一個新領(lǐng)域 以為課本涉及關(guān)于級進(jìn)模的 知識比較少 而且現(xiàn)在很多公司都用級進(jìn)模 所以通過這次畢業(yè)設(shè)計對我自學(xué)能力的培 養(yǎng)是一個很好的機會 因此通過本次學(xué)習(xí)將對我進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識及靈活應(yīng)用所學(xué)知 識來解決實際問題有著深遠(yuǎn)的意義 另外 通過本次畢業(yè)設(shè)計 將使我掌握寫論文的一般步驟及方法 同時也提高了我 如何快速而有效的查閱相關(guān)信息的方法 不僅鍛煉了我在遇到困難時冷靜分析 獨立思 考及解決問題的能力 而且培養(yǎng)了我和同學(xué)相互討論 相互學(xué)習(xí)的習(xí)慣 本課題研究的是電位器接線片的沖壓成型 沖壓模具在人們的日常生活用品的生產(chǎn)中起 著越來越重要的作用 文獻(xiàn)綜 述 隨著我國電子工業(yè)的飛速發(fā)展 電子基礎(chǔ)元件中的各種沖壓零件對我國相對落后的模 具工業(yè)提出了越來越高的要求 尤其是那些形狀復(fù)雜 外形尺寸很小 原材料極薄的沖 壓件 對模具精度的要求很高 是模具工業(yè)中的難題 目前我國生產(chǎn)這類產(chǎn)品的廠家 大部 分依靠引進(jìn)模具來維持生產(chǎn) 生產(chǎn)成本較高 如何對引進(jìn)技術(shù)盡快地消化吸收 使之國產(chǎn) 化 緩和復(fù)雜模具嚴(yán)重依靠進(jìn)口的被動局面 已經(jīng)引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注 2 沖 壓 模 具 在 人 們 的 日 常 生 活 用 品 的 生 產(chǎn) 中 起 著 越 來 越 重 要 的 作 用 因此國家在沖壓模具 方面越來越多的用到多工位級進(jìn)模 本課題主要是運用多工位級進(jìn)模具來完的 多工位級進(jìn)模是指在一副模具內(nèi) 將加 工零件所需工序按一定順序分為若干工位 在每個工位上設(shè)置一定的沖壓工序 以此完 成沖壓件加工的一種精密 高效 長壽命模具 它是在連續(xù)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種 結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜 加工精度高的先進(jìn)模具之一 1 多工位級進(jìn)模不僅能有效提高沖壓件 質(zhì)量與生產(chǎn)效率 降低成本 而且能確保生產(chǎn)安全 5 電位器接線片中的彎曲和修邊是比較難的 8 1 落料展開毛坯的毛刺方向應(yīng)盡量設(shè)法安排在彎形后處于彎角內(nèi)邊 這一點對于彎 曲彎角圓角半徑較小的沖件尤為重要 對于塑性較好的銅 鋁及低碳鋼等材料 彎角半 徑小于 0 5t 時則可不必考慮毛刺方向 3 2 對于筒形拉深件來說 往往會涉及到修邊 而修邊多采用橫向切邊的方式 6 而如果要用模具來完成這種形式的加工話 在模具中就應(yīng)將沖床的垂直運動轉(zhuǎn)化為模具 刀口的水平運動 然后對工件進(jìn)行剪切修邊 9 在這種模具中 其主要的部分就是進(jìn) 行運動轉(zhuǎn)換的凸輪機械 在設(shè)計中的注意事項 下模頂內(nèi)凸輪的力要大 為防止在剪切過程中及內(nèi)凸輪傾斜 使模具的運動部分卡死 頂下打板的力不宜過大 而頂內(nèi)打板的力應(yīng)大些 以方便上模 的脫料 下刀口板與下定位板之間應(yīng)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)乃椒较蛏系幕瑒?內(nèi)外凸輪相對間的 運動 下打板與下模板的間隙大小 10 精密的多工位級進(jìn)模一般有十幾個工位 各 工位步距之間的誤差不超過 0 002mm 主要工作零件可以全互換 上下模刃口之間的間 隙必須均勻 在行程次數(shù) 300 400 次 分的高速沖床上工作 不會啃模 4 電位器 元件的沖壓件常用這類模具生產(chǎn) 模具使用壽命可達(dá) 3000 萬次以上 這類模具在國外 制造 全靠先進(jìn)的精密加工設(shè)備來保證模具的高精度 近年來我國雖然擁有一些精密加 工機床 但由于設(shè)備分散 不能配套使用 7 同時 目前尚未完全掌握這類設(shè)備的加工 技術(shù) 種種原因致使具有進(jìn)口精密機床的條件 也生產(chǎn)不出如此高精度的模具 鑒于這種 現(xiàn)狀 以中點軟定位簧為例 介紹了一種既能利用國內(nèi)現(xiàn)有加工技術(shù)制造 又能保證模具 的使用精度的設(shè)計方法和思路 該模具已在生產(chǎn)中投入使用 性能良好 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 2 參考文獻(xiàn) 1 高錦張 塑料成形工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2001 8 2 陳超 多工位級進(jìn)模的設(shè)計和研究 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 張正修 彎曲件連續(xù)模的排樣圖設(shè)計 機械部研究院 4 陳炎嗣 多工位級進(jìn)模具工藝設(shè)計與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 5 林清安編著 Pro Engineer Wildfire2 0 模具設(shè)計 北京 電子出版社 2005 4 6 高錦張主編 塑性成形工藝 北京 機械工業(yè)出版社 2001 8 7 王新華主編 沖壓模具設(shè)計與制造實用計算手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2003 3 8 鄭可煌主編 實用沖壓模具設(shè)計手冊 北京 宇航出版社 1990 5 9 李文宏主編 Pro Engineer Wildfire2 0鈑金設(shè)計 北京 中國鐵道出版社 2004 4 10 中國模具設(shè)計大典 南昌 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2003 1 研究內(nèi) 容 一 研究方法與思路 本 畢 業(yè) 設(shè) 計 在 老 師 的 指 導(dǎo) 下 由 以 前 所 學(xué) 模 具 知 識 結(jié) 合 模 具 設(shè) 計 手 冊 等 參 考 資 料 由 本 人 完 成 主 要 根 據(jù) 模 具 設(shè) 計 手 冊 中 介 紹 的 沖 壓 模 具 設(shè) 計 的 一 般 方 法 步 驟 模 具 設(shè) 計 中 常 用 的 公 式 與 數(shù) 據(jù) 模 具 結(jié) 構(gòu) 及 零 部 件 典 型 模 具 工 程 實 例 模 具 制 造 工 藝 中 講 解 的 沖 壓 模 工 藝 技 巧 制 造 技 術(shù) 塑 性 成 形 工 藝 及 模 具 設(shè) 計 中 介 紹 的 沖 壓 工 藝 過 程 工 藝 條 件 及 模 具 設(shè) 計 的 要 點 等 知 識 設(shè) 計 另 外 查 閱 了 大 量 的 圖 書 及 網(wǎng) 上 資 料 設(shè) 計 過 程 中 利 用 了 網(wǎng) 上 介 紹 的 國 外 先 進(jìn) 技 術(shù) 和 各 論 壇 講 解 的 模 具 常 用 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 技 巧 其 間 我 加 強 練 習(xí) 了 CAD PRO E軟 件 通 過 以 上 的 設(shè) 計 過 程 總 結(jié) 結(jié) 合 大 量 的 資 料 查 閱 完 成 了 畢 業(yè) 論 文 的 寫 作 二 工藝分析 該電位器的材料為鋁 1060 其韌性較好 毛坯尺寸的確定 由 r1 t 0 2 0 3 0 667 r2 t 0 5 0 3 1 667 得 x01 0 4 x02 0 43 表 3 1 則毛坯總長 L 總 37 0898 毛坯總寬 B 總 21 025 步距 s 22 5 L 料寬 b 23 4 搭邊 a 1 5 b 切口尺寸 A1 1 5 C1 2 8 三 排樣圖 研究計 劃 第 1 2 周 1 熟悉課題 查閱并收集有關(guān)資料 繪制產(chǎn)品零件圖 完成產(chǎn) 品圖的三維造型 2 完成工藝性分析 提出設(shè)計方案 3 完成 2000 字的外文翻譯 第 3 5 周 1 完成工藝計算 排樣設(shè)計 繪制排樣圖 二維和三維 2 完成模具零件結(jié)構(gòu)形式確定及設(shè)計 選擇設(shè)備 3 寫出開題報告 第 6 周 1 繪制模具結(jié)構(gòu)草圖 2 完善開題報告 第 7 10 周 繪制模具結(jié)構(gòu)及各設(shè)計件零件圖 第 11 周 圖形修改并進(jìn)行硬拷貝 第 12 周 編寫說明書 第 13 周 制作答辯提綱 刻錄光盤 準(zhǔn)備答辯 第 14 周 答辯 特色與 創(chuàng)新 本課題主要運用多工位級進(jìn)模具 在做畢業(yè)設(shè)計的過程中 AUTO CAD 和 Pro E 的 運用 鍛煉了我的繪圖能力 還讓我熟練了 Word 等應(yīng)用軟件的應(yīng)用 這些都是對我的 訓(xùn)練 多工位級進(jìn)模以前沒有學(xué)過 而且書上介紹的也比較少 所以做多工位級進(jìn)模對 我來說是一項創(chuàng)新 指導(dǎo)教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 教研室意見 主任簽名 年 月 日 系部意 見 教學(xué)主任簽名 年 月 日 1 鎂薄板合金成形的可鍛性和可成形性的加工技術(shù) 摘要 金屬成型和金屬成形機床的新發(fā)展 顯示了鎂薄片具有優(yōu)秀的模 鑄性能 如果工藝是在高溫下傳導(dǎo) 對鎂薄片成型的相應(yīng)的機械性 能的估價 已經(jīng)在各種各樣的溫度和應(yīng)變率的條件下進(jìn)行的單軸向 拉力的測試 鎂合金az31b az61b的拉深測試和m1在200 250溫度范 圍之間都有很好可成形性 除溫度之外 已經(jīng)研究出的極限拉延比 也影響模鑄的速度 產(chǎn)生的結(jié)果得出有可能由鎂薄片合金混合物代 替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁和鋼薄片的結(jié)論 引言 為了減少燃料消耗 一般已經(jīng)有的成就是減少汽車構(gòu)造的重量 的 增加重量輕的物資的使用 在這個條件下 鎂合金具有對工商 企業(yè)集團(tuán)有特殊的使用價值 因為他們的密度低 只有1 74 g cm3 不久的將來鎂合金將成為汽車零件模鑄的主要地材料 模具鑄件技 術(shù)允許放棄制造過程中復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu) 然而 這個部分的機械性能經(jīng)常不能滿足機械性能的必要條件 例 如耐久強度和延性 一種有希望能替換的材料 毫無疑問是將模鑄 工藝帶進(jìn)簡便化 那部分對機械性能和細(xì)粒的微觀結(jié)構(gòu)有利的沒有 氣孔的制造技術(shù) 然而 一種廣泛被應(yīng)用的模鑄技術(shù)在鎂合金的成 型的工藝中受到了限制 模鑄技術(shù)和適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)的不完善而不 得不應(yīng)用 2 3 鎂薄板金屬部件的應(yīng)用對汽車車身的構(gòu)造提供一 2 個很大的潛力 通常 汽車的車身完全由板料沖壓和表現(xiàn)大約25 飛 行器質(zhì)量組成 所以 鎂薄片替代傳統(tǒng)的材料應(yīng)用 將導(dǎo)致重量減 輕的實質(zhì) 鎂薄片的塑料性質(zhì) 鎂合金在室溫下顯示出可成形性的極限 這個六方晶體和孿晶 體的傾向是唯一的允許有限的形變 那不同地定向微晶在獨立基礎(chǔ) 滑動平面顯示出畸形 導(dǎo)致一個相互的滑動障礙 通過應(yīng) 用的溫度完善可以對模鑄品質(zhì)進(jìn)行可觀的改善 在200 225溫度范 圍里的可成型性的提高具有很好的可觀性 依靠合金成分 見文獻(xiàn) 的研究 在棱形滑動面的六方形結(jié)構(gòu)的熱活化性中發(fā)現(xiàn)了這 個效果 見文獻(xiàn) 2 1成型溫度對流動應(yīng)力的影響 一種對鎂薄片畸形性質(zhì)要求的測定的詳細(xì)研究的金屬的特征 值同樣各向異性或流動曲線見 因為在這個領(lǐng)域里的系統(tǒng)研究表明對各種各樣的鎂合金的溫度和應(yīng) 變率的可塑性的大量的調(diào)查涉及金屬成型和金屬成形機床的原理的 3 影響不是可利用的 ifum 圖1 顯示鎂 金屬az31b在不同溫度的 流動曲線 顯然那應(yīng)力和可能的拉緊力 大量地依靠在那成型溫 度上 在2008c以上溫度范圍內(nèi)流動應(yīng)力的減少隨溫度的變化而的變 化 3 鎂合金的拉深 為了要研究鎂薄片在不同的成型溫度的可模鍛性 在IFUM與 圓筒形工具系統(tǒng)中進(jìn)行拉深測試 圖3顯示在50c的溫度的拉深測試 的結(jié)果 然而那az31b在低點b01 45可能的拉深比率 拉深 30mm 合金az61b和m1顯示早的破裂 使用b01 6的拉深比率 AZ31 B 顯示與 AZ61 B 和 M 1 類似的 破裂 這些測試確定鎂合金的可 模鍛的低點溫度 4 然而 調(diào)查結(jié)果顯示鎂合金在高溫的情況下有非常好的模鍛性 發(fā)現(xiàn)在2008c溫度下az31b的成型溫度具有最大bo的拉深比率 az61b 和m1顯示鋁合金b0的最大價值提高到2 20 2 25 AlMg4 5 Mn0 4 的比較顯示鋁合金在室溫下非常容易模鍛 鎂合金的增加的拉深比率 在低點溫度與提高溫度的比較 結(jié)果表明從可拉長的測試顯示那應(yīng) 力比率在鎂合金的機械道具的重要的影響力 參考文獻(xiàn) 1 H Kehler et al Partikelversta rkte Leichtmetalle Metall Band 49 Heft 3 1995 2 E Doege K Dro der St Janssen Leichtbau mit Magnesiumknetlegierungen Blechumformung und Pra zisionsschmieden TechnischerMg Legierungen Werkstattstechnik Band 88 Heft 11 12 1998 3 E Doege K Dro der F P Hamm Sheet Metal Forming ofMagnesium Alloys Proceedings of the IMA Conference on MagnesiumMetallurgy Clermont Ferrand France October 1996 4 H J Bargel G Schulze Werkstoffkunde VDI Verlag GmbH Du sseldorf 1988 5 C S Roberts Magnesium and Its Alloys Wiley New York 1960 6 G Siebel in Beck Ed Technology of Magnesium and Its Alloys Hughes London 1940 7 N N Magnesium and Magnesium Alloys Ullmann s Encyclopediaof Industrial Chemistry Reprint of Articles from 5th Edition VCH Weinheim 1990 8 E Doege K Dro der Processing of magnesium sheet metals by deepdrawing and stretch forming Mat Tech 7 8 1997 19 23 9 E Doege K Dro der St Janssen Umformen von Magnesiumwerkstoffen DGM Fortbildungsseminar Clausthal Zellerfeld Oktober1998 pp 28 30 10 L Taylor H E Boyer in E A Durand et al Eds MetalsHandbook 8th Edition Vol 4 American Society of Metals Cleveland OH 1969 1 Sheet metal forming of magnesium wrought magnesium wrought alloys formabilityand process technology Abstract New developments at the for Metal Forming and Metal Forming Machine Tools show that magnesium sheets possess excellent forming behavior if the process is conducted at elevated temperatures For the evaluation of mechanical properties relevant for forming of magnesium sheets uni axial tensile tests have been carried out at various temperatures and strain rates Deep drawing tests with magnesium alloys AZ31B AZ61B and M1 show very good formability in a temperature range between 200 and 2508C Besides temperature the influence of forming speed on limit drawing ratio has been investigated The obtained results lead to the conclusion that it is possible to substitute conventional aluminum and steel sheets by using magnesium sheet metal wrought alloys 1 Introduction In order to reduce fuel consumption general efforts have been made to decrease the weight of automobile constructions by an increased use of lightweight materials In this framework magnesium alloys are of special interest because of their low density of 1 74 g cm3 Presently magnesium alloys for the use as automobile parts are mainly processed by die casting The die casting technology allows the manufacturing of parts with complex geometry However the mechanical properties of these parts often do not meet the requirements concerning the mechanical properties e g endurance strength and ductility A promising alternative has to be seen in components that are manufactured by forming processes The parts manufactured by this technology are characterized by advantageous mechanical properties and fine grained microstructure without pores 1 However a widespread use of forming technologies for the processing of magnesium alloys is restricted because of insufficient knowledge about the forming technologies and suitable process parameters that have to be applied 2 3 Automotive body constructions offer a great potential for the application of magnesium sheet metal components In general the automotive body completely consists of sheet metal parts and represents a share of about 25 of the entire vehicle mass Therefore the substitution of conventional sheet materials by magnesium sheets would lead to essential weight savings in this application 2 2 Plastic material properties of magnesium sheets Magnesium alloys show a limited formability at room temperature This results from the fact that the hexagonal crystal structure and the low tendency to twinning only allow limited deformations The differently orientated crystallites only show a deformation on the individual base slip plane which leads to a mutual slip hindrance 4 5 A considerable improvement of the forming qualities can be achieved by applying temperature The considerable increase in formability that occurs in the temperature range from 200 to2258C depending on alloying composition was investigated by Siebel 6 The reason for this effect was found in the thermal activation of pyramid sliding planes in the hexagonal structure 7 2 1 Influence of forming temperature on flow stress A detailed evaluation of the deformation properties of magnesium sheets requires the determination of the material s characteristic values like anisotropy or flow curves 8 9 Because systematic investigations in this area are not available extensive investigations concerning the influence of temperature and strain rate on plastic properties of various magnesium alloys were performed at Institute for Metal Forming and Metal Forming Machine Tools IFUM Fig 1 displays flow curves of magnesium sheet material AZ31B at different temperatures determined in the uniaxial tensile test according to EN 10002 part 5 It is obvious that the stresses and possible strains largely depend on the forming temperature The decrease of flow stresses in the temperature range above 2008C attributes to temperature dependent relaxation 3 3 Deep drawing of magnesium alloys In order to investigate the formability of magnesium sheets deep drawing tests at different forming temperatures were carried out at IFUM with a cylindrical tool system Fig 3 shows the results of deep drawing tests at a temperature of 50C Whereas the deep drawing of the alloy AZ31B using a low drawing ratio of b0 1 45 was possible drawing depth 30 mm the alloys AZ61B and M1 showed early fracture Using drawing ratio of b0 1 6 AZ31B showed fracture similar to AZ61B and M1 These tests confirm the low formability of magnesium alloys at low temperature However the investigated magnesium alloys show very good formability at higher temperature The maximum limit drawing ratio of b0 max 2 52 was detected for AZ31B at a forming temperature of 2008C AZ61B and M1 show maximum values of approximately b0 max 2 20 up to 2 25 The values of the aluminum alloy AlMg4 5Mn0 4 are displayed for 4 comparison Due to the good formability of the aluminum alloy at room temperature the increase in limit drawing ratio with rising temperature is low compared to the magnesium alloys The results gained from the tensile tests showed the significant influence of strain rate on the mechanical properties of magnesium alloys 1 H Kehler et al Partikelversta rkte Leichtmetalle Metall Band 49 Heft 3 1995 2 E Doege K Dro der St Janssen Leichtbau mit Magnesiumknetlegierungen Blechumformung und Pra zisionsschmieden Technischer Mg Legierungen Werkstattstechnik Band 88 Heft 11 12 1998 3 E Doege K Dro der F P Hamm Sheet Metal Forming of Magnesium Alloys Proceedings of the IMA Conference on Magnesium Metallurgy Clermont Ferrand France October 1996 4 H J Bargel G Schulze Werkstoffkunde VDI Verlag GmbH Du sseldorf 1988 5 C S Roberts Magnesium and Its Alloys Wiley New York 1960 6 G Siebel in Beck Ed Technology of Magnesium and Its Alloys Hughes London 1940 7 N N Magnesium and Magnesium Alloys Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry Reprint of Articles from 5th Edition VCH Weinheim 1990 8 E Doege K Dro der Processing of magnesium sheet metals by deep drawing and stretch forming Mat Tech 7 8 1997 19 23 9 E Doege K Dro der St Janssen Umformen von Magnesiumwerkstoffen DGM Fortbildungsseminar Clausthal Zellerfeld Oktober 1998 pp 28 30 10 L Taylor H E Boyer in E A Durand et al Eds Metals Handbook 8th Edition Vol 4 American Society of Metals ol 4 American Society of Metals Cleveland OH 1969 11 K Siegert et al Superplastische Aluminiumbleche Verarbeitung mit numerischen Pressen Metall 45 Jahrgang Heft 4 1991 12 E F Emley Principles of Magnesium Technology Pergamon Press Oxford 1966 13 D Schmoeckel Temperaturgefu hrte Proze steuerung beim Umformen von Aluminiumblechen EFB Forschungsbericht Nr 55 1994 14 H Bei wa nger Warmziehen von Leichtmetallblechen Mitteilung 5 der Forschungsgesellschaft Blechverarbeitung Nr 27 1950 15 E Kursetz Die Anwendung von Wa rme bei der Herstellung von Blechformteilen aus Schwer Umformbaren Werkstoffen Ba nder Bleche Rohre Nr 5 1974 16 O Heuel Optimierung der Werkzeugtemperatur Durch Richtige Auslegung und Installation der Temperiersysteme Der Stahlformenbauer Heft 1 1992