筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 準(zhǔn)考證號(hào)：010610301057 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 09模具四（1）班 學(xué)生姓名： XXXXX 指導(dǎo)老師： XXXXX 完成日期： 2013年10月11日 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)建議成績(jī)：優(yōu) 良 中 及格 不及格 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日最終評(píng)定成績(jī)：優(yōu) 良 中 及格 不及格系主任簽字 年 月 日本科論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究

2、做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 本科論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 分析了筆記本電腦外殼的沖壓

3、工藝，設(shè)計(jì)了一套用于液壓機(jī)上的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的成形模。本文從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，介紹了各沖壓工序的模具結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程。提出了模具設(shè)計(jì)及制造時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。分析鎂合金AZ31的性能，存在常溫下不可拉深的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)零件進(jìn)行詳盡的分析和查閱相關(guān)技術(shù)資料，設(shè)計(jì)了在拉深過(guò)程中對(duì)模具和零件進(jìn)行加熱的拉深模，這樣就很容易的解決了上述問(wèn)題。該產(chǎn)品要在兩個(gè)方向進(jìn)行切邊，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析，如果設(shè)計(jì)成兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行切邊的復(fù)合模，則很難保證零件切邊部分的精度，所以分水平切邊和垂直切邊為兩個(gè)單獨(dú)的工序進(jìn)行，從而滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。 關(guān)鍵詞：筆記本電腦外殼，沖壓工藝，拉伸模，修邊模 IAbstract The st

4、amping process for the outer shell of the notebook PC is analyzed and a set of simply constructed forming die used on liquid-press was designed. The article introduces the structure and working process of the die on each operation from the structure and the function of the product. And the points fo

5、r attention in the design and manufacture of the dies are listed. The efficiency of magnesium AZ31 is analyzed in sheet metal forming and that it cant draw in normal temperature. The problem is resolved by heating the die and workpiece during drawing, after detailed analyzing and relative technical

6、data consulting. The product has to be trimmed in two directions. After analyzing the technic of the product, we know: If the two directions are carried out at one time, it is hard to make sure the precision. On the contrary, if we make one direction at one time, it is easy to satisfy the technical

7、requirement of the product. Key words: the outer shell of the notebook PC, stamping process, drawing die, trimming die III目 錄第一章 前言11.1 選題背景及目的11.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況11.3 課題研究方法21.4 論文構(gòu)成2第二章 沖壓工藝規(guī)程的編制32.1 沖壓件的工藝分析32.1.1 材料42.1.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析52.2 毛坯形狀、尺寸的確定62.2.1 盒形件的修邊余量62.2.2 盒形件毛坯尺寸計(jì)算72.3 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算82.3.1 排樣方式：

8、82.3.2 材料利用率計(jì)算：92.4 工藝方案的確定92.4.1基本工序的確定：92.4.2不同工藝方案的比較92.5 工藝計(jì)算102.5.1 落料工序102.5.2 拉深工序122.5.3 沖孔工序132.5.4 修邊工序132.6 沖壓工藝過(guò)程卡片14第三章 拉深模設(shè)計(jì)183.1 模具的結(jié)構(gòu)形式183.2 模具刃口尺寸計(jì)算19III3.2.1 上下模刃口尺寸計(jì)算193.2.2 壓力中心計(jì)算203.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇203.3.1 凸模的設(shè)計(jì)203.3.2 凹模的設(shè)計(jì)213.3.3 定位板的設(shè)計(jì)213.3.4 彈性壓邊圈的設(shè)計(jì)213.3.5 拉深筋的設(shè)計(jì)233.3.6 上下模座、導(dǎo)柱

9、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)233.3.7 出件裝置的設(shè)計(jì)233.4 模具閉合高度的計(jì)算243.5 裝配圖及零件圖的繪制243.6 壓力機(jī)校核24第四章 修邊模設(shè)計(jì)254.1 模具的結(jié)構(gòu)形式254.2 壓力中心計(jì)算264.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇264.3.1 斜楔和滑塊的設(shè)計(jì)264.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機(jī)構(gòu)284.3.3 出件裝置的設(shè)計(jì)284.3.4 上模座的設(shè)計(jì)284.3.5 下模座的設(shè)計(jì)294.3.6 壓料板的設(shè)計(jì)294.3.7 防磨板的設(shè)計(jì)304.3.8 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)304.4 模具閉合高度的計(jì)算304.5 裝配圖及零件的圖繪制314.6 壓力機(jī)校核31參考文獻(xiàn)32總 結(jié)33致 謝34IV第一章 前

10、言 1.1 選題背景及目的金屬鎂及其合金是迄今在工程應(yīng)用的最輕的結(jié)構(gòu)材料，常規(guī)鎂合金比鋁合金輕30%50%，比鋼鐵輕70%以上，應(yīng)用在工程中可大大減輕結(jié)構(gòu)件質(zhì)量。同時(shí)鎂合金具有高的比強(qiáng)度和比剛度，尺寸穩(wěn)定性高，阻尼減震性好，機(jī)械加工方便，尤其易于回收利用，具有環(huán)保特性。20世紀(jì)80年代以來(lái)鎂合金的研究得到飛速發(fā)展，隨著鎂合金應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大鎂合金的研究和開(kāi)發(fā)也進(jìn)入了新時(shí)代。然而鎂合金的研究和發(fā)展還很不充分，很多工作還處于摸索階段，很多有關(guān)鎂合金性能的研究還沒(méi)有得到完全發(fā)展。對(duì)鎂合金的成型技術(shù)的研究目前主要在金屬型鑄造，砂型鑄造，低壓鑄造，差壓鑄造，熔模鑄造，壓力鑄造和技?jí)鸿T造等方面，對(duì)鎂合金的

11、沖壓工藝研究較少。但是，鎂合金沖壓方面的應(yīng)用前景較好，除了可以減輕質(zhì)量，外觀漂亮外，特別是電磁屏蔽能力好。本文結(jié)合省自然科學(xué)基金項(xiàng)目鎂合金深加工研究，主要進(jìn)行變形鎂合金的板材成型性分析設(shè)計(jì)。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況近年來(lái)，鎂合金的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)受到世界各國(guó)的重視，尤其西方發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視變形鎂合金的研究與開(kāi)發(fā)，變形鎂合金材料已開(kāi)始向系列化發(fā)展，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。其中美國(guó)的變形鎂合金材料體系較為完備，合金系列有Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE、Mg-Li、Mg-Th等，可以加工成板、棒、型材和鍛件，并且開(kāi)發(fā)出了快速凝固高性能變形鎂合金非晶態(tài)鎂合金及鎂基復(fù)合材料等。美國(guó)與世界上最大的鎂生產(chǎn)企

12、業(yè)挪威Novsk Hydro 公司簽訂了長(zhǎng)期的合作關(guān)系。日本也開(kāi)始著重研究鎂的新合金、新工藝、開(kāi)發(fā)超強(qiáng)高變形鎂合金材料和可冷壓加工的鎂合金板材。英國(guó)開(kāi)發(fā)出了Mg-Al-B擠壓鎂合金用于Magnox核反應(yīng)堆燃料罐。以色列最近研制出了用在航天飛行器上、兼具優(yōu)良力學(xué)性能和耐蝕性能的變形鎂合金1。我國(guó)變形鎂合金材料的研制與開(kāi)發(fā)仍處于起步階段，缺少高性能鎂合金板、棒和型材，國(guó)防軍工、航天航空用高性能鎂合金材料仍依靠進(jìn)口，民用產(chǎn)品尚未進(jìn)行大力開(kāi)發(fā)，因此，研究和開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良、規(guī)格多樣的變形鎂合金材料顯得十分重要。 1.3 課題研究方法鎂合金在常溫下的塑性很低，因此不適于常溫下沖壓成形。鎂合金在熱態(tài)下具有較好

13、的塑性，甚至在一些不利于其他材料成形的應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)下也可以成形，但變形速度不宜太大。鎂合金板材在250左右拉深時(shí)其拉深比超過(guò)鋁合金和低碳鋼板的常溫拉深成形極限。在175鎂合金板形件拉深的拉深比可達(dá)2.0，225可達(dá)3.0。本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)鎂合金AZ31板材加熱時(shí)的拉深性能來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，鎂合金AZ31板材拉深成形時(shí)主要工藝參數(shù)有拉深力、成形速度、坯料溫度、模具預(yù)熱溫度、潤(rùn)滑方式、模具圓角、模具間隙、壓邊力等，這些因素對(duì)坯料的拉深成形結(jié)果均有不同程度的影響2。 1.4 論文構(gòu)成(1)選題背景和研究方法和。(2)沖壓工藝規(guī)程 通過(guò)對(duì)工件的工藝分析和工藝計(jì)算，考慮經(jīng)濟(jì)性和可行性的前提下，確定工藝

14、方案。(3)進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 拉深模設(shè)計(jì)和修邊模設(shè)計(jì)。(4)設(shè)計(jì)總結(jié) 總結(jié)本次設(shè)計(jì)之后所得到的收獲和改進(jìn)意見(jiàn)。第二章 沖壓工藝規(guī)程的編制 2.1沖壓件的工藝分析沖壓件的零件圖如圖2.1所示圖2.1 零件圖圖2.2 立體圖 2.1.1 材料制件材料為鎂合金AZ31,料厚為1mm,其化學(xué)成分及拉伸力學(xué)性能如表1.1所示:表1.1 鎂合金AZ31化學(xué)成分合 金 Mg Al Mn Zn Zr Min Si AZ31B 剩余 2.5-3.5 0.20-1.0 0.6-1.4 - 0.10 合 金Cu Ni Fe Ca 其 他 雜 質(zhì) AZ31B0.05 0.005 0.005 0.04 0.30 鎂合金具有

15、比重輕，比強(qiáng)度高，阻尼性及切削加工性能好，導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子、通訊、家用電器、航空航天、計(jì)算機(jī)、紡織設(shè)備、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、軍工等行業(yè)。鎂合金管材、棒材、型材、線材拉伸力學(xué)性能應(yīng)達(dá)到表1.2所列最低。表1.2 鎂合金的拉伸力學(xué)性能要求合 金狀 態(tài)產(chǎn) 品標(biāo)定厚度或直徑/mm管材標(biāo)定橫截面積/ mm²或直徑/mm抗拉強(qiáng)度min/MPa0.2%屈服強(qiáng)度min/mm伸長(zhǎng)率(50mm或4D) min/ %D、EAZ31F棒、型£6.30所有2401457線 材>6.30-40.00所有2401507>40.00-60.00所有235

16、1507>60.00-130.00所有2201407空心型 材所 有所有2201108管 材0.70-6.30£1502201408本次所做的筆記本電腦外殼沖壓模設(shè)計(jì)所用材料應(yīng)為鎂合金AZ31型材，它為中強(qiáng)合金，可焊，良好的成型性2.1.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析如表1.3所示 表1.3 工藝性分析表分析項(xiàng)目沖壓件的形狀尺寸工藝性允許值分析結(jié)論拉深工藝性形狀圓角半徑拉深壓邊盒形,形狀規(guī)則無(wú)尖角R3t/D×100=0.38>1.5t=1.5<<3形狀相對(duì)簡(jiǎn)單。工藝結(jié)構(gòu)大于允許最小值。拉深容易起皺,需要壓邊。 此零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有拉深這一工

17、藝過(guò)程，液壓機(jī)沒(méi)有固定的行程，不會(huì)因薄板的厚度的變化而超載，特別是對(duì)于需要很大的施力行程加工時(shí)，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，并且液壓機(jī)下面可以原有的液壓機(jī)頂缸，用來(lái)頂出零件，所以選用液壓機(jī)。 2.2毛坯形狀、尺寸的確定筆記本電腦外殼的拉深是屬于盒形件的拉深，盒形件是一種非回轉(zhuǎn)體零件，它的側(cè)壁是由兩對(duì)長(zhǎng)度分別為A-2r和B-2r的直邊及四個(gè)半徑為r的轉(zhuǎn)角所構(gòu)成。盒形件拉深時(shí)，由于其幾何形狀的非回轉(zhuǎn)性，變形沿壁周向的分布是不均勻的；直邊區(qū)域變形量小，圓角區(qū)域變形量大，變形分布非常復(fù)雜。盒形件拉深時(shí)，圓角部分近似圓筒形件的拉深，直邊部分近似板料彎曲，但是，直邊部分并不是單純的彎曲變形。由于圓角部分的材料要圖向直

18、邊流動(dòng)，因而直邊部分也產(chǎn)生了 2.3 盒形件形狀橫向壓縮、縱向伸長(zhǎng)的變形。而圓角部分，由于直邊的存在，金屬的流動(dòng)，使圓角部分的變形程度大為減小。2.2.1 盒形件的修邊余量當(dāng)盒形件的高度小而對(duì)上口要求不高時(shí)，才可免去修邊工序。一般情況下，盒形件在拉深后都需要修邊，所以在確定毛坯尺寸和進(jìn)行工藝計(jì)算之前，應(yīng)在工件高度或凸緣寬度上加修邊余量。H0/r=18/3=6H0 圖紙要求的盒形件高度H 修邊余量H 記入修邊余量的工件高度r 盒形件側(cè)壁間的圓角半徑 圖2.4 盒形件修邊余量 查文獻(xiàn)5表4-24得 H=(0.030.05)H0取 H=0.05H0=0.0518=0.9則 H= H0+H=18.9

19、2.2.2 盒形件毛坯尺寸計(jì)算 r/(B-H)=3/(260-18.9)=0.012<0.22 查文獻(xiàn)5圖4-57可知此盒形件屬于a區(qū)，即角部圓角半徑較小的低盒形件。拉深特點(diǎn)：只有微量的材料從盒形件的圓角處轉(zhuǎn)移到側(cè)壁上去，而幾乎沒(méi)有增補(bǔ)側(cè)壁的高度。其毛坯尺寸計(jì)算步驟如下： (1)計(jì)算壁部展開(kāi)長(zhǎng)度： l=H+0.57r底由于筆記本電腦外殼兩側(cè)不是對(duì)稱的，且是一段圓弧，所以，側(cè)壁就取圓弧長(zhǎng)度，兩側(cè)統(tǒng)一取H=22mm l1=22+0.573=23.71mm l2=18.9+0.573=20.61(2)按拉深計(jì)算角部毛坯半徑R當(dāng)r=r底時(shí) R1=(2rH1)1/2=(2323.71)1/2=12

20、mm R2=(2rH2)1/2=(2320.61)1/2=11mm 統(tǒng)一取R=12mm 圖2.5 毛坯尺寸計(jì)算方法(3)從ab線段的中心向半徑為R的圓弧引切線。(4) 在直線與切線的交接處，用半徑為R的圓弧，光滑連接，即可得出毛坯外形。 按上述方法計(jì)算出毛坯尺寸及外形為：H/B=18.9/260=0.073t/D100=1/293100=0.34r/B=3/260=0.0115查文獻(xiàn)5表4-26 H/B1=0.3/0.85=0.255H/B1< H/B, 所以可以一次拉成 圖核算角部的拉深系數(shù) 2.6 毛坯尺寸、外形對(duì)于低盒形件,由于圓角部分對(duì)直邊的影響較小,圓角處的變形最大,故變形程度

21、用圓角處的假想系數(shù)來(lái)表示：m=r/ky式中 r 角部的圓角半徑 ky毛坯圓角部分的假想半徑當(dāng)r=r底時(shí)，拉深系數(shù)可以用H/r的比值來(lái)表示，本產(chǎn)品r=r底，所以 m=1/(2H/r)1/2=0.28查文獻(xiàn)5表4-27 t/D100=1/293100=0.34 r/B1=3/293=0.01 m1=0.310.85=0.26m>m1 所以可以一次拉成 2.3 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算 2.3.1 排樣方式：為使模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單以及送料方便，故選用尺寸為1000750mm,厚1.0mm的鎂板，每塊生產(chǎn)6件。 2.3.2 材料利用率計(jì)算： 2.4工藝方案的確定 2.4.1基本工序的確定：該零件加工的

22、基本工序確定為落料、拉深、沖孔、修邊。對(duì)于本產(chǎn)品，如果省去切口工序，即在落料時(shí)把切口部分的材料去掉，毛坯外形為，圖2.7 毛坯外形圖顯然，如果這樣則可以省去一道工序，但是，在以后的拉深過(guò)程中，各邊會(huì)發(fā)生很大變形，不能保證零件的尺寸精度要求，所以此種方法不能用，切口工序必須有，且應(yīng)該放在后面的工序中。顯然不能先沖孔在拉深，否則孔很容易變形。若先拉深后沖孔，則能保證成形后尺寸要求。按照常理，落料拉深完全可以做成復(fù)合模，但由于鎂合金在拉深時(shí)必須加熱，且在拉深過(guò)程中，需要設(shè)置拉深筋、拉深坎，所以不宜使用落料拉深復(fù)合模。 2.4.2不同工藝方案的比較方案一：落料-拉深-沖孔-修邊方案二：落料拉深復(fù)合模-

23、沖孔 -修邊方案三：落料、拉深、沖孔級(jí)進(jìn)模 -修邊方案四：落料（切口部分材料落料先切去）-拉深沖孔復(fù)合模比較以上四種方案，顯然，方案四中落料時(shí)省去切口工序，將導(dǎo)致精度不能達(dá)到要求，而且在拉深過(guò)程中需要加熱，并且拉深速度比較慢，所以不宜設(shè)計(jì)復(fù)合模，所以方案四不宜選用。方案三 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模可以省去工序，使生產(chǎn)效率提高，但是它存在和方案四相同的問(wèn)題，那就是拉深時(shí)需要加熱，且拉深速度較慢，這樣加熱時(shí)所有的零件一起加熱浪費(fèi)資源，而且，成本過(guò)高，所以也不宜選用。方案二 也是由于拉深時(shí)需要加熱，不宜選用復(fù)合模。方案一 設(shè)計(jì)單工序模，雖然這樣效率雖然不是最高，但從節(jié)約資源的角度和從科研方面來(lái)講都是最好的，所以選

24、用方案一。 2.5. 工藝計(jì)算 2.5.1 落料工序落料工序采用平刃口落料力F落=1.3F0=1.3Lt=1.32(339+297) 1140=252616N=252.6KN其中 t 材料厚度 ，單位為mm；材料抗剪強(qiáng)度， 單位為Mpa;L沖裁周長(zhǎng) ，單位為mm；卸料力F卸=K3 F落查文獻(xiàn)3表2-10得 K3=0.08F卸=0.08252.6=20.2KN所以 F總= F落+ F卸=252.6+20.2=272.8KN所以選擇Y32-100型液壓機(jī)落料時(shí)凸、凹模工作部分的尺寸與公差確定凸、凹模尺寸及制造的原則：(1)落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖孔尺寸取決于凸模尺寸。(2)根據(jù)刃口的磨損規(guī)律

25、，如果刃口磨損后尺寸變大，則刃口應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸，如果刃口磨損后尺寸減少，則刃口應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸。(3)在選擇凸凹模尺寸公差時(shí)，既要保證工件的精度要求和合理的沖裁間隙，又不能使凸凹模的尺寸精度過(guò)高。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的沖裁模具一般采用凸凹模分開(kāi)加工落料件尺寸D0-Dd=(D-x)0dDp=(D-Zmin)0-p= (D-x- Zmin) 0-p式中Dd、Dp分別為落料件凹模和凸模尺寸工件公差p、d分別為凹模、凸模制造公差x磨損系數(shù)工件精度為IT14 取x=0.5，對(duì)直邊部分查文獻(xiàn)3表2-6 得 p=0.035mmd=0.050mm查文獻(xiàn)8附表1 得 1=1.3 mm2

26、=1.4 mm表1-2-20 Zmin=0.01 mmDd1=（293-0.51.3）0+0.05=292.350+0.05Dp1=（292.35-0.1）0-0.035=292.250-0.035Dd2=(340-0.51.4) 0+0.05=339.30+0.05Dp2=(339.3-0.1)0-0.035=339.20-0.035圓角部分D0=24 D0'=22查文獻(xiàn)3 得 p=0.02 mmd=0.025 mm查文獻(xiàn)8附表1 1=2=0.52 mm表1-2-20 Zmin=0.1 mmDd0=(24-0.50.52) 0+0.025=23.740+0.025 Dp0=(23.7

27、4-0.1)0-0.02=22.640-0.02Dd0'=(22-0.50.52) 0+0.025=21.740+0.025Dp0'=(21.74-0.1)0-0.02=21.640-0.02 2.5.2 拉深工序拉深時(shí)需要加熱到300，用來(lái)提高鎂合金的拉深性能，常溫下，鎂合金不能拉深。查文獻(xiàn)9附表A2得 300時(shí)其抗剪強(qiáng)度 =3550Mpa抗拉強(qiáng)度 b=3050 Mpa查文獻(xiàn)8表1-4-29 盒形件一次拉深時(shí)的拉深力F拉 F拉=(2A+2B-1.72r)tbK4其中 A、B盒形件的長(zhǎng)與寬r盒形件圓角半徑t材料厚度b抗拉強(qiáng)度 單位(Mpa)K4系數(shù)H/B=18.9/260=0.

28、07r/B=3/260=0.0115t/D100=1/297100=0.33查文獻(xiàn)80表1-4-33 得 K4=0.7所以F拉=（2260+2305-1.723）1500.7=39369N40KN查文獻(xiàn)8表1-4-26 得壓邊力 F壓=APA壓邊圈下的坯料面積P單位壓邊力由文獻(xiàn)8表1-4-28 得 P=3F壓=（293340-260305）3=60960 N61 KN總壓力F總= F拉+ F壓=40 KN +61 KN =101KN所以選擇Y32-100型液壓機(jī) 2.5.3 沖孔工序沖孔力F沖=1.3Lt=1.3814+4(15+13)/21140=99008N99KN推料力F推=n K推F沖

29、=50.05599=27.23KN卸料力F卸=K卸 F沖=0.0499=3.96 KNn=5 是同時(shí)留在凹模刃口內(nèi)廢料的片數(shù)查文獻(xiàn)3表2-10得 K推=0.055 K卸=0.04F總=F沖+F推+F卸=99+27.23+3.96=130 KN所以選擇Y32-100型壓力機(jī) 2.5.4 修邊工序?qū)τ诠P記本電腦外殼兩端的缺口，可以通過(guò)切口工序完成，切口又分兩個(gè)方向進(jìn)行，水平方向和垂直方向，并且切口1、2之間的距離只有5mm，切口3的長(zhǎng)度較大，所以不能一次切成，要先在切口1、3的水平方向切一次，然后再切1、3的垂直方向，再在切口2上水平垂直方向一次切成。此時(shí)修邊工序才算完成。切邊力的計(jì)算： 圖2.8

30、 修邊順序(1)第一次切邊 F切=1.3Lt 式中：F切切邊力（N）L工件輪廓周長(zhǎng)（mm）t-材料厚度（mm）-材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）則F切=1.3×780×1.0×140141960N=142（KN）(2)第二次切邊F切=1.3Lt則F切=1.3×724×1.0×140131768N=132（KN）(3)第三次切邊F切= F切1+F切2=1.3×（80×2+18×2）×1×140+1.3×（80×2+4×2）×1×140=64792

31、N =65KN選擇J31-2500型閉式單點(diǎn)壓力機(jī) 2.6沖壓工藝過(guò)程卡片表1.4 沖壓工藝過(guò)程卡片湖南大學(xué)沖壓工藝卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱筆記本電腦外殼沖壓件零件名稱材料板料規(guī)格毛坯尺寸毛坯可制件數(shù)材料技術(shù)要求共3頁(yè)鎂合金AZ311.075010002933406第1頁(yè)工序號(hào)工序名稱工序簡(jiǎn)圖設(shè)備模具工時(shí)0下料剪板機(jī)1落料Y32-100型液壓機(jī)落料模2拉深Y32-100型液壓機(jī)拉深模3沖孔Y32-100型液壓機(jī)沖孔模4斜楔修邊模J312500壓力機(jī)修邊模5垂直修邊模J312500壓力機(jī)修邊模垂直斜楔修邊復(fù)合模J312500壓力機(jī)水平垂直修邊復(fù)合模第三章 拉深模設(shè)計(jì) 3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式因

32、為制件材料較薄，為保證制件平整，采用彈性壓邊裝置。為方便操作和取件及保證壓邊力均勻，壓力機(jī)采用液壓機(jī)。在設(shè)計(jì)時(shí)，彈性壓邊圈裝在下模的拉深模，這種模具的特點(diǎn)就是可選用壓力大的彈簧，橡皮或氣墊，用以增大壓邊力，同時(shí)壓邊力是可調(diào)的，以滿足拉深件的要求。其結(jié)構(gòu)形式為：圖3.1 拉深模裝配圖拉深過(guò)程中主要是要滿足拉深時(shí)的外形尺寸，拉深過(guò)程中的問(wèn)題是可能會(huì)出現(xiàn)起皺，并且對(duì)于這類覆蓋件拉深時(shí)，毛坯各處的變形程度相差很大，需要采用拉深筋來(lái)控制毛坯各段流入凹模的阻力，亦即調(diào)整毛坯周邊各邊的徑向拉應(yīng)力。拉深筋在毛坯周邊的布置，與零件的幾何形狀、變形特點(diǎn)和拉深程度有關(guān)。在變形程度大、徑向拉應(yīng)力也大的圓角處，可不設(shè)或

33、少設(shè)拉深筋。直邊處則設(shè)13條拉深筋，以增大變形阻力，從而調(diào)整送料阻力和進(jìn)料阻力。對(duì)于加熱時(shí)進(jìn)行拉深，要對(duì)毛坯和模具一起進(jìn)行加熱，只對(duì)毛坯進(jìn)行加熱的而對(duì)模具不加熱的沖壓只可用于變形程度不大的情況。因?yàn)楫?dāng)只對(duì)毛坯進(jìn)行加熱時(shí)，毛坯有加熱爐送至冷模具上開(kāi)始沖壓，毛坯的溫度將有70到150度的降低，所以要想讓毛坯拉深時(shí)的溫度符合要求，則毛坯就需要加熱到更高的溫度。由于鎂合金拉深性能不好，所以拉深時(shí)對(duì)毛坯和模具一起進(jìn)行加熱。 3.2. 模具刃口尺寸計(jì)算 3.2.1 上下模刃口尺寸計(jì)算由于零件一次可以拉成，所以凸模的尺寸就是零件的內(nèi)部尺寸。盒形件拉深時(shí)的間隙直邊部分和圓角部分是不相等的，直邊部分一般取z/2

34、=(11.1)t。直邊部分 z/2=1.1t=1.1mm 圖3.2凸凹模間隙 圓角部分的間隙求法如圖3.3所示5此零件要求外形尺寸，所以計(jì)算圓角部分的間隙要用b)圖。rp=(0.414rB+0.1t)/0.414式中 rp凸模的圓角半徑；rB=rd-Z/2本次設(shè)計(jì)中 rB=4-1.1=2.9mmrp=(0.4142.9+0.11)/0.414=3.24mm所以凸模圓角半徑 rp=3.24mm 取rp=3.5mm a)工件要求內(nèi)形尺寸 b)工件要求外形尺寸 圖3.3 盒形件圓角部分間隙 3.2.2 壓力中心計(jì)算為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相重合。否則沖壓

35、時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊歪斜，引起凸凹模間隙不均和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞。在拉深過(guò)程中，壓力是不均勻的，并且此零件的幾何形狀不是完全對(duì)稱的，所以壓力中心的計(jì)算比較麻煩，又因?yàn)榇肆慵茖?duì)稱，所以就近似把它的幾何中心定義為壓力中心。 3.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇 3.3.1 凸模的設(shè)計(jì)(1) 凸模尺寸凸模尺寸26030585mm(2) 凸模強(qiáng)度校核由于凸模屬于不規(guī)則零件，所以要按凸模工作端面尺寸計(jì)算，分為兩種情況，即凸模端面寬度B大于沖裁件厚度t如圖3.4a)和端面寬度B小于或等于沖裁件厚度t如圖b)。沖裁件厚度只有1mm，所以屬于圖3.4a)所示的情況。查文獻(xiàn)11，則需核算刃

36、口接觸強(qiáng)度應(yīng)力k，因此此時(shí)接觸應(yīng)力k應(yīng)大于平均應(yīng)力0。圖3.4 計(jì)算凸模強(qiáng)度時(shí)所取的面積k=Lt/Fk式中 L沖件輪廓長(zhǎng)度(mm)t沖件材料厚度(mm)沖件材料抗剪強(qiáng)度(N/mm2)Fk接觸面積(mm2)取接觸面積寬度為t/2k凸模刃口接觸應(yīng)力凸模材料許用應(yīng)力 取=1800N/mm2k=(3052+2602)150/(3051+2601)=100<=1800所以強(qiáng)度符合條件(3) 凸模的結(jié)構(gòu)形式因?yàn)橥鼓Ｅc模座接觸面積較大，所以直接用螺釘固定，如圖所示，因?yàn)橥鼓Ｋ芰Σ⒉皇呛艽?，所以直接把凸模固定在下模座上，并以底面止扣定位，使整體結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單。圖3.5 凸模 3.3.2 凹模的設(shè)計(jì)1)

37、凹模的形狀及尺寸凹模形狀如圖所示，根據(jù)模具實(shí)際結(jié)構(gòu)的需要，現(xiàn)設(shè)計(jì)其尺寸為40040070mm，為防止壓手 應(yīng)h1大于20mm以上。圖3.6 凹模2) 凹模的刃口形式采用平刃口，特點(diǎn)是刃磨后刃口尺寸不變。 3.3.3 定位板的設(shè)計(jì)定位板的作用是對(duì)于單個(gè)毛坯的外輪廓進(jìn)行定位，定位板與坯料定位面的配合可采用H9/h9的間隙配合，查文獻(xiàn)8表1-2-42得:h=t+2=1+2=3mm所以定位板的尺寸為4004003mm，與壓邊圈配做。 3.3.4 彈性壓邊圈的設(shè)計(jì)由于筆記本電腦外殼的圓角部分的半徑較小，在拉深過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)起皺的情況，為保證正常生產(chǎn)，需要加壓邊圈，壓邊力的大小對(duì)拉深力有很大影響，壓邊力

38、太大會(huì)增加危險(xiǎn)斷面的拉應(yīng)力，導(dǎo)致拉裂或嚴(yán)重變薄，太小則防皺效果不好。壓邊裝置有剛性和彈性兩種，本次設(shè)計(jì)采用彈性壓邊裝置，彈性壓邊裝置的壓邊力系由底油缸、彈簧或橡皮產(chǎn)生，其中，油缸壓邊力不隨凸模行程變化，壓邊效果較好，彈簧和橡皮壓邊力都隨行程增大而上升，對(duì)拉深不利，所以選用油缸壓邊裝置。彈性壓邊裝置的尺寸根據(jù)模具的實(shí)際需要設(shè)為4004008mm，與凸模間隙配合。 3.3.5 拉深筋的設(shè)計(jì)毛坯各處的變形程度相差很大，需要采用拉深筋來(lái)調(diào)整，拉深筋的結(jié)構(gòu)和位置對(duì)覆蓋件的拉深成形的質(zhì)量有極其重要的影響，拉深筋的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生的阻力密切相關(guān)，不合理的結(jié)構(gòu)，將使筋的作用不能正常發(fā)揮。拉深筋合理的位置應(yīng)同時(shí)滿足下

39、列條件(1)起外皺圖3.7是壓筋瞬間狀態(tài)。包筋所用材料來(lái)自外緣，就外緣變形而言，其性質(zhì)純屬不帶壓邊圈情況下的拉深，應(yīng)滿足不用壓邊圈的判據(jù)，否則會(huì)起外皺，如果在dj之外設(shè)置一平面壓邊圈并單獨(dú)施加平面壓邊力，則壓筋時(shí)外皺可以避免。 (2)不起內(nèi)皺 圖3.7 拉深筋誘發(fā)外皺由經(jīng)驗(yàn)得知，筋的阻力隨著位置的外移而呈上升趨勢(shì)，在結(jié)構(gòu)一定的情況下，阻力近是位置的函數(shù)。(3)不拉裂阻力的增大雖然可以消除內(nèi)皺，但阻力過(guò)大又會(huì)造成內(nèi)部的拉裂，在筋結(jié)構(gòu)已定的情況下，通過(guò)調(diào)整位置參數(shù)可以避免。 3.3.6 上下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)模座選用標(biāo)準(zhǔn)模座，導(dǎo)柱導(dǎo)套也選用標(biāo)準(zhǔn)的。模座選用GB2855.5-81,硬度為HRC28

40、-32,材料為HT200。上模座尺寸為A40040055，下模座尺寸為A40040065。在安裝模具時(shí)，模具的方向容易產(chǎn)生誤差，防止的辦法就是打上和模記號(hào)，或使導(dǎo)柱間距不一樣。所以模座上的兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑不一樣，其中一個(gè)的導(dǎo)柱直徑為45mm,導(dǎo)套直徑為60mm，另一個(gè)導(dǎo)柱直徑為50mm導(dǎo)套直徑為65mm。 3.3.7 出件裝置的設(shè)計(jì)出件裝置的結(jié)構(gòu)如圖所示，這樣的設(shè)計(jì)模柄就要選用中間有孔的，以方便打料桿從中間孔中通過(guò)，其出件過(guò)程就是打料桿1和卸料板2把工件敲出來(lái)。圖3.8 卸料裝置 3.4模具閉合高度的計(jì)算H=H1+H2+H3+H4=55+70+85+65=275mm其中，H1為上模座高，H2為凹

41、模高，H3為凸模高，H4為下模座高。 3.5裝配圖及零件圖的繪制在A1圖紙上按比例1:1繪制裝配圖,在A4圖紙上繪制零件圖。 3.6 壓力機(jī)校核表2.1 壓力機(jī)的校核校核內(nèi)容壓力機(jī)參數(shù) 模具參數(shù)結(jié)論動(dòng)梁最大行程600遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可以將零件放進(jìn)取出動(dòng)梁至工作臺(tái)面最大距離Hmax=900Hmin=230H=275滿足工作臺(tái)尺寸586×950下模座尺寸為560×560滿足要求第四章 修邊模設(shè)計(jì) 4.1 模具的結(jié)構(gòu)形式修邊模包括單純的修邊模和修邊沖孔復(fù)合模，修邊模根據(jù)鑲塊的運(yùn)動(dòng)方式可以分為三種基本類型：垂直修邊模 修邊鑲塊與壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動(dòng)方向一致作垂直運(yùn)動(dòng)的修邊模斜楔修邊模 修邊鑲塊

42、作水平或傾斜運(yùn)動(dòng)的修邊模垂直斜楔修邊模 一些修邊鑲塊作垂直方向運(yùn)動(dòng)，而另一些修邊鑲塊最水平或傾斜方向運(yùn)動(dòng)的修邊模在本次設(shè)計(jì)中，如果從經(jīng)濟(jì)方面考慮，則應(yīng)選擇垂直斜楔修邊模，但是由于其中一個(gè)切口尺寸過(guò)大，如果選擇垂直斜楔修邊模，則工件的精度難以得到保證。所以應(yīng)該先選擇斜楔修邊模，再用垂直修邊模，這樣雖然工序多了一個(gè)，但是工件的精度保證了，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，再考慮經(jīng)濟(jì)性。其結(jié)構(gòu)形式為：圖4.1 修邊模裝配圖設(shè)計(jì)修邊模時(shí)，應(yīng)做到定位方便、可靠、安全，這樣才能保證零件修邊的尺寸、位置準(zhǔn)確。修邊模設(shè)計(jì)時(shí)須注意的問(wèn)題：采用鑄造的上模、下模、壓料板防止壓料板的掉落，需設(shè)置壓料板安全機(jī)構(gòu)對(duì)于承受水平

43、推力的模具要同時(shí)使用導(dǎo)柱和背靠塊設(shè)置支承器，保護(hù)彈性元件部工作時(shí)處于自由狀態(tài)設(shè)置模具的起吊裝置 4.2 壓力中心計(jì)算由于零件形狀基本對(duì)稱,其幾何中心就是壓力中心，無(wú)需計(jì)算壓力中心。 4.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇4.3.1 斜楔和滑塊的設(shè)計(jì)(1)斜楔和滑塊的行程關(guān)系斜楔和滑塊配對(duì)應(yīng)用，交直運(yùn)動(dòng)為水平運(yùn)動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)，從而擴(kuò)大沖模的行程，根據(jù)零件的需要，本次設(shè)計(jì)是把垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4.2所示。斜楔1向下推動(dòng)滑塊2沿水平向右移。圖4.2 斜楔、滑塊運(yùn)動(dòng)方式對(duì)于水平斜楔機(jī)構(gòu)的行程關(guān)系,如下:滑塊的運(yùn)動(dòng)行程S就是加工時(shí)所需的水平方向的行程量，零件取出和放入的操作量的總和。下面是水平斜

44、楔的結(jié)構(gòu)圖、行程圖和工作受力圖，如圖4.3、4.4、4.5 圖4.3 結(jié)構(gòu)圖 圖4.4 行程圖其計(jì)算公式為S3/S=tgQ=F/cos1 圖4.5 工作受力圖斜楔角不但影響到滑塊行程的大小，同時(shí)對(duì)力的傳遞和效率也有很大的影響。作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)取=500，為了平衡水平運(yùn)動(dòng)的斜楔的反側(cè)力，在斜楔背面裝有反側(cè)塊。取S=8mm,則S3=8tg50=9.53mm取S3=10mm右邊的滑塊尺寸為7022235mm，左邊的滑塊尺寸為7013235mm。(2) 斜楔和滑塊的尺寸設(shè)計(jì) 斜楔的有效行程S應(yīng)大于滑塊行程S1，滑塊作水平運(yùn)動(dòng)的斜楔角度一般可取40º。 滑塊的長(zhǎng)度尺寸L2應(yīng)當(dāng)保證當(dāng)斜楔開(kāi)始推動(dòng)滑塊

45、時(shí)，推動(dòng)的合力作用線處于滑塊長(zhǎng)度之內(nèi)（如圖4.6所示）。 合理的滑塊高度H2應(yīng)小于滑塊長(zhǎng)度L2，一般可取L2：H2=(21)：1 圖4.6 滑塊尺寸關(guān)系圖 為了保證滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)，滑塊的寬度B2一般應(yīng)小于或等于滑塊的長(zhǎng)度L2的2.5倍。 斜楔尺寸H1,L1基本上可按不同模具的結(jié)構(gòu)要求 進(jìn)行設(shè)計(jì)，但必須有可靠的擋塊，以保證斜楔正常工作。 對(duì)于大型模具，滑塊寬度B2與斜楔寬度B1及所需的斜楔數(shù)量可通過(guò)查文獻(xiàn)11表14-40獲得。 4.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機(jī)構(gòu)斜楔滑塊在進(jìn)行修邊時(shí)，由于卸料力和滑塊重力或其它因素所產(chǎn)生的力會(huì)把凸?？ㄗ?，工作完畢后，滑塊不能自動(dòng)回到初始位置，為了使滑塊回到初始位置

46、，必須設(shè)置復(fù)位機(jī)構(gòu)。復(fù)位機(jī)構(gòu)分為彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和返楔復(fù)位機(jī)構(gòu)。返楔復(fù)位機(jī)構(gòu)就是在壓力機(jī)回程時(shí)靠返楔機(jī)構(gòu)將滑塊回到初始位置。本次零件復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用反楔復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4.7所示1滑塊2調(diào)整塊3防磨板4返楔塊5返楔滑塊6卸楔 圖4.7 滑塊復(fù)位機(jī)構(gòu)4.3.3 出件裝置的設(shè)計(jì)由于工件是開(kāi)口端朝下放在修邊模上的，工作時(shí)壓料板先壓著工件，然后修邊，工作后，工件留在凸模上，工件與凸模之間無(wú)任何間隙，而且有時(shí)候工件還被定位件卡的很緊，所以，工件取出很困難，如果取件方法不當(dāng)，會(huì)使其變形，對(duì)下道工序產(chǎn)生影響，所以要使工件順利取出，必須設(shè)置取件裝置，本次設(shè)計(jì)是靠氣缸推動(dòng)推桿

47、把工件推出。4.3.4 上模座的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖4.8所示圖4.8 上模座其中1的作用是裝置限位器的限制壓料板的下降位置，防止壓料板掉下來(lái)碰傷工件或操作者。上模座的尺寸及材料為66046095mm HT250 4.3.5 下模座的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖4.9所示圖4.9 下模座其中1、5是落廢料的孔，即切掉的廢料從1、5處落到下面的廢料盒內(nèi)。3是用來(lái)定出托架，即頂出工件，2、4是作導(dǎo)向作用的。下模座的尺寸及材料為660460120mm HT250 4.3.6 壓料板的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖4.10所示：圖4.10 壓料板其中，1是限制壓料板的下降位置, 防止壓料板掉下來(lái)碰傷工件或操作者。螺紋2的作用是當(dāng)壓料板裝

48、入或取出模具時(shí)的起吊裝置，只要在1處裝入起吊裝置就可以了。 4.3.7 防磨板的設(shè)計(jì)防磨板的作用主要是提高導(dǎo)向面的耐磨性，防磨板材料一般采用優(yōu)質(zhì)工具鋼，本次設(shè)計(jì)的材料采用T8A,硬度為52-56HRC。其尺寸設(shè)計(jì)原則如下：防磨板寬度：導(dǎo)向面應(yīng)選在被導(dǎo)向滑動(dòng)零件輪廓的直線或最平滑的部位，一般取4-8處，且前后左右對(duì)稱分布。防磨板的總寬度應(yīng)為內(nèi)側(cè)滑動(dòng)零件輪廓全長(zhǎng)的25以上，防磨板的總寬度決定后，需按比例配置在各導(dǎo)向部位。防磨板長(zhǎng)度：防磨板的長(zhǎng)度只能長(zhǎng)，不能短。因?yàn)楫?dāng)上模下降接觸毛坯之前要預(yù)先有一定的長(zhǎng)度。防磨板的尺寸隨零件的不同而不同，序號(hào)為04，其尺寸為251005mm，序號(hào)為08，尺寸為752228mm，序號(hào)為23，尺寸為25505mm，序號(hào)為35，尺寸為351005mm。 4.3.8 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)導(dǎo)板的作用是用于上下模的導(dǎo)向，所用材料為45鋼，硬度為高頻淬火HRC55,導(dǎo)板的尺寸為32508mm。 4.4 模具閉合高度的計(jì)算H閉=H1+H2+H3=95+120+10= 225 mm其中H1是上模