本文選題：AM50鎂合金　切入點：座椅骨架　出處：《長春工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：座椅骨架目前主要由鋼板沖壓焊接而成,隨著整車對座椅輕量化要求的日益提高,熱塑性塑料成型骨架、鎂合金骨架以及碳纖維增強復合材料骨架成為現階段座椅骨架用材料的重要開發(fā)方向。熱塑性塑料成型骨架成本低,但機械性能和回收性能差;碳纖維增強復合材料骨架的機械性能優(yōu)異,但價格昂貴且無法回收;鎂合金骨架的成本居中,具有良好的機械性能,可回收利用,依托鑄造工藝可實現復雜結構的集成化,成為座椅骨架用材料的新方向。本文從輕量化和工藝可行性的角度出發(fā),將國產某型乘用車前排座椅的原鋼板沖壓焊接結構采用AM50鎂合金集成鑄件取代。首先,確定了采用高壓鑄造工藝一次成型該座椅骨架鑄件,實現復雜造型,在保證座椅骨架原有強度和硬度的條件下實現座椅的減重;其次,根據汽車正常行駛和碰撞時座椅的受力情況以及座椅骨架設計方案的結構評估結果,在座椅骨架不同部位取樣,對本體試樣進行顯微組織的觀察與分析、晶粒尺寸的測量、力學性能測試和斷口分析,以觀察不同區(qū)域的顯微組織和力學性能的差異化,并對差異化產生的原因進行分析與討論;第三,依據上述分析結果對AM50鎂合金汽車座椅骨架的結構進行再設計、模具的設計及工藝的設計與優(yōu)化,從而制造出符合要求的鎂合金汽車座椅骨架,為輕量化鎂合金座椅骨架鑄件提供結構設計及工藝優(yōu)化的開發(fā)依據。本文主要研究結果如下:(1)將座椅骨架的結構設計、模擬和工藝開發(fā)緊密結合,實現了替代鋼板沖焊部件的整體集成AM50鎂合金座椅骨架的結構優(yōu)化和集成設計;(2)汽車座椅骨架選用AM50鎂合金,采用高壓鑄造工藝一次成型,減少了零件數量,提升了整體精度,工藝上減少了裝配過程,不需要焊接,消除了焊縫撕裂的風險,節(jié)約時間,鑄件擁有更多的自由度,可實現復雜的造型及減輕座椅骨架的重量,最終所得座椅骨架各個部分鑄件的質量為:坐盆的質量為922g,左右兩個側板的質量分別為423g和407g,靠背的質量為1476g,總體減重達到49.6%;(3)根據汽車正常行駛和碰撞過程中座椅骨架實際受力情況,并結合座椅骨架設計方案的結構評估結果以及鑄件的實際鑄造工藝和性能分析結果,在座椅骨架不同部位取樣,利用光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)等對座椅骨架不同部位進行顯微組織分析,用Image Pro Plus軟件對壓鑄成形后不同部位AM50鎂合金的晶粒尺寸等進行研究,并對不同部位的力學性能進行檢測與分析,發(fā)現座椅骨架不同區(qū)域的顯微組織和力學性能存在差異,分析認為此差異化的產生,一方面是由于座椅鑄件結構復雜、壁厚不均,鎂合金液在鑄件各區(qū)域凝固時的冷卻速度不同,各區(qū)域的晶粒尺寸存在差異導致;另一方面,高壓鑄造時,熔融鎂合金液在型腔不同部位的充型順序存在差異,使得鎂合金液的凝固順序存在差異,導致座椅各區(qū)域組織和性能存在差異。本論文的研究結果表明,利用高壓鑄造工藝生產鎂合金座椅骨架時,必須與鑄件的受力分析相結合,進行座椅壓鑄模具的優(yōu)化設計,保證產品的性能滿足要求。
[Abstract]:The seat frame is mainly composed of steel plate stamping and welding, with the increasing demand for lightweight vehicle seat, thermoplastic plastic molding skeleton, the framework of magnesium alloy and carbon fiber reinforced composite material skeleton has become the seat frame with an important development direction of the material. The thermoplastic moulding skeleton of low cost, but the mechanical properties and the recovery of poor performance; carbon fiber reinforced composite materials reinforced with excellent mechanical properties, but the price is expensive and can not be recovered; magnesium alloy skeleton cost center, has good mechanical properties, Recyclable use, relying on the casting process can realize the integration of complex structure, a seat frame with new material. In this paper, lightweight and process the perspective of feasibility, the welding of a certain type of domestic passenger car seat in the front row of the original stamping steel structure using AM50 magnesium alloy casting integrated replaced. First of all, the high Pressure casting molding of the seat frame castings, complex shape, so as to ensure that the strength and hardness of the original seat seat frame under the condition of weight loss; secondly, according to the normal running of the vehicle and the collision force and the structure of the seat seat frame design scheme evaluation results in sampling in different parts of the seat frame, were observed. With the analysis of the microstructure of the bulk sample grain size measurement, mechanical test and fracture analysis, to observe the differences of microstructure and mechanical properties of different regions, and the differences of the reasons were analyzed and discussed; third, according to the analysis results of structure of AM50 magnesium alloy automobile seat frame again design, design and optimization of mold design and process, so as to meet the requirements of manufacturing magnesium alloy automobile seat frame, lightweight magnesium alloy seat frame castings Provide the design and optimization of structure development basis. The main results of this paper are as follows: (1) the seat frame structure design, combining simulation and process development, realize the structure optimization of steel plate punching welding parts replacement integrated AM50 magnesium alloy seat frame and integrated design; (2) automobile seat frame with AM50 magnesium alloy, forming a high pressure casting process, reduce the number of spare parts, improve the overall accuracy, process reduces the assembly process, without welding, eliminating the risk of weld tear can save time, casting has more degrees of freedom, can realize complex shape and reduce the weight of the seat frame, the quality of the final seat the various parts of the casting framework as: the quality of bidet is 922g, the quality of about two side plates are respectively 423g and 407g, a mass of 1476g, the overall weight reached 49.6%; (3) according to the normal line Driving and collision process of the seat frame actual stress, combined with the evaluation results of the seat frame structure design and casting the actual casting process and performance analysis results in different parts of the seat frame, sampling, using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) microstructure analysis of different parts of the seat chair frame, with Image Pro Plus the software of die casting AM50 magnesium alloy after different parts of the grain size, and the detection and analysis of mechanical properties of different parts of the seat frame, found that the microstructure of different regions and differences in performance analysis that this difference is due to the production, a seat casting complex structure, wall thickness both, the cooling speed of magnesium alloy castings during solidification of liquid in each region is different, the grain size of the regional differences result; on the other hand, high pressure casting, molten magnesium alloy The filling sequence of liquid gold in different parts of the cavity are different, the solidification sequence of liquid magnesium alloy are different, leading to the existence and performance of the seat area organization difference. The results show that the production of magnesium alloy seat frame by using high pressure casting process, must be combined with the stress analysis of castings, optimization design seat of die-casting mould, ensure product performance meet the requirements.

【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U463.836;TG249.2

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7 明s，

本文編號：1711022