(4)设计总结 总结本次设计之后所得到的收获和改进意见。
2 冲压工艺规程的编制
2.1 冲压件的工艺分析 冲压件的零件图如图 2.1 所示
图 2.1 零件图
图 2.2 立体图
2.1.1 材料 制件材料为镁合金 AZ31,料厚为 1mm,其化学成分及拉伸力学性能如表 1.1 所示:
表 1.1
镁合金 AZ31 化学成分 Zr
此零件的设计过程中，有拉深这一工艺过程，液压机没有固定的行程，不会因薄板 的厚度的变化而超载，特别是对于需要很大的施力行程加工时，具有明显的优点，并且 液压机下面可以原有的液压机顶缸，用来顶出零件，所以选用液压机。
2.2 毛坯形状、尺寸的确定 笔记本电脑外壳的拉深是属于盒形件的拉 深，盒形件是一种非回转体零件，它的侧壁是由 两对长度分别为 A-2r 和 B-2r 的直边及四个半径 为 r 的转角所构成。盒形件拉深时，由于其几何 形状的非回转性，变形沿壁周向的分布是不均匀 的；直边区域变形量小，圆角区域变形量大，变 形分布非常复杂。盒形件拉深时，圆角部分近似 圆筒形件的拉深， 直边部分近似板料弯曲， 但是， 直边部分并不是单纯的弯曲变形。由于圆角部分 的材料要图向直边流动，因而直边部分也产生了
当 r=r 底时 R1=(2rH1)1/2=(2ｘ3ｘ23.71) =12mm
1/2
R2=(2rH2)1/2=(2ｘ3ｘ20.61)1/2=11mm 统一取 R=12mm (3)从 ab 线段的中心向半径为 R 的圆弧引切线。 (4) 在直线与切线的交接处，用半径为 R 的圆弧，光滑连接，即可得出毛坯外形。 按上述方法计算出毛坯尺寸及外形为：
合 金
Mg
Al
Mn
Zn Min
Si
AZ31B 合 金 AZ31B
剩余 Cu 0.05
2.5-3.5 Ni 0.005
0.20-1.0 Fe 0.005
0.6-1.4 Ca 0.04
其 他 杂 质 0.30
0.10
镁合金具有比重轻，比强度高，阻尼性及切削加工性能好，导热性好、电磁屏蔽能 力强等优点，广泛应用于汽车工业、电子、通讯、家用电器、航空航天、计算机、纺织 设备、印刷设备、包装设备、军工等行业。 镁合金管材、棒材、型材、线材拉伸力学性能应达到表 1.2 所列最低。
确定凸、凹模尺寸及制造的原则： (1)落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔尺寸取决于凸模尺寸。 (2)根据刃口的磨损规律，如果刃口磨损后尺寸变大，则刃口应取接近或等于工件 的最小极限尺寸， 如果刃口磨损后尺寸减少， 则刃口应取接近或等于工件的最大极 限尺寸。 (3)在选择凸凹模尺寸公差时，既要保证工件的精度要求和合理的冲裁间隙，又不
落
查文献[3]表 2-10 得
K3=0.08
F 卸=0.08ｘ252.6=20.2KN 所以 F 总= F 落+ F 卸=252.6+20.2=272.8KN 所以选择 Y32-100 型液压机 落料时凸、凹模工作部分的尺寸与公差
此处省去NNNNN需要更多更完整的图纸和说明书请联系 秋 3053703061
图 2.4 盒形件修边余量
查文献[5]表 4-24 得 △H=(0.03~0.05)H0
取
△H=0.05H0=0.05ｘ18=0.9 H= H0+△H=18.9
则
2.2.2 盒形件毛坯尺寸计算 r/(B-H)=3/(260-18.9)=0.012<0.22 查文献[5]图 4-57 可知此盒形件属于П a 区，即角部圆角半径较小的低盒形件。拉深 特点： 只有微量的材料从盒形件的圆角处转移到侧壁上去， 而几乎没有增补侧壁的高度。 其毛坯尺寸计算步骤如下： (1)计算壁部展开长度： l=H+0.57r 底 由于笔记本电脑外壳两侧不是对称的，且 是一段圆弧，所以，侧壁就取圆弧长度， 两侧统一取 H=22mm l1=22+0.57ｘ3=23.71mm l2=18.9+0.57ｘ3=20.61 (2)按拉深计算角部毛坯半径 R
本次所做的笔记本电脑外壳冲压模设计所用材料应为镁合金 AZ31 型材，它为中强 合金，可焊，良好的成型性 2.1.2 结构工艺性分析 零件的结构工艺性分析如表 1.3 所示
表 1.3 工艺性分析表 分析项目 形状 圆角半径 冲压件的形状尺寸 盒形,形状规则无尖角 R3 >1.5t=1.5 工艺性允许值 分析结论 形状相对简单。 工艺结构大于允许 拉深工艺性 最小值。 拉深容易起皱 , 需要 拉深压边 t/D×100=0.38 <<3 压边。
1 绪论
1.1 选题背景及目的 金属镁及其合金是迄今在工程应用的最轻的结构材料，常规镁合金比铝合金轻 30%~50%，比钢铁轻 70%以上，应用在工程中可大大减轻结构件质量。同时镁合金具有 高的比强度和比刚度，尺寸稳定性高，阻尼减震性好，机械加工方便，尤其易于回收利 用，具有环保特性。20 世纪 80 年代以来镁合金的研究得到飞速发展，随着镁合金应用 面的不断扩大镁合金的研究和开发也进入了新时代。然而镁合金的研究和发展还很不充 分，很多工作还处于摸索阶段，很多有关镁合金性能的研究还没有得到完全发展。对镁 合金的成型技术的研究目前主要在金属型铸造，砂型铸造，低压铸造，差压铸造，熔模 铸造，压力铸造和技压铸造等方面，对镁合金的冲压工艺研究较少。但是，镁合金冲压 方面的应用前景较好，除了可以减轻质量，外观漂亮外，特别是电磁屏蔽能力好。 本文结合省自然科学基金项目—镁合金深加工研究，主要进行变形镁合金的板材成 型性分析设计。 1.2 国内外研究状况 近年来，镁合金的开发和应用已经受到世界各国的重视，尤其西方发达国家十分重 视变形镁合金的研究与开发，变形镁合金材料已开始向系列化发展，产品应用领域不断 扩展。其中美国的变形镁合金材料体系较为完备，合金系列有 Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE、 Mg-Li、Mg-Th 等，可以加工成板、棒、型材和锻件，并且开发出了快速凝固高性能变 形镁合金非晶态镁合金及镁基复合材料等。美国与世界上最大的镁生产企业—挪威 Novsk Hydro 公司签订了长期的合作关系。日本也开始着重研究镁的新合金、新工艺、 开发超强高变形镁合金材料和可冷压加工的镁合金板材。 英国开发出了 Mg-Al-B 挤压镁 合金用于 Magnox 核反应堆燃料罐。以色列最近研制出了用在航天飞行器上、兼具优良 力学性能和耐蚀性能的变形镁合金[1]。 我国变形镁合金材料的研制与开发仍处于起步阶段，缺少高性能镁合金板、棒和型 材， 国防军工、 航天航空用高性能镁合金材料仍依靠进口， 民用产品尚未进行大力开发，
资源，而且，成本过高，所以也不宜选用。 方案二 也是由于拉深时需要加热，不宜选用复合模。 方案一 设计单工序模，虽然这样效率虽然不是最高，但从节约资源的角度和从科 研方面来讲都是最好的，所以选用方案一。 2.5. 工艺计算 2.5.1 落料工序 落料工序采用平刃口 落料力 F 落=1.3F0=1.3Ltτ =1.3ｘ2ｘ(339+297) ｘ1ｘ140=252616N=252.6KN 其中 t— 材料厚度 ，单位为[mm]； τ —材料抗剪强度， 单位为[Mpa]; L—冲裁周长 ，单位为[mm]； 卸料力 F 卸=K3 F
能使凸凹模的尺寸精度过高。 对于简单形状的冲裁模具一般采用凸凹模分开加工 落料件尺寸 D0-△ Dd=(D-x△)0δd Dp=(D-Zmin)0-δp= (D-x△- Zmin) 0-δp 式中 Dd、Dp—分别为落料件凹模和凸模尺寸 △—工件公差 δp、δd—分别为凹模、凸模制造公差 x—磨损系数 工件精度为 IT14 取 x=0.5，对直边部分 查文献[3]表 2-6 得 δp=0.035mm δd=0.050mm 查文献[8]附表 1 得 △1=1.3 mm △2=1.4 mm 表 1-2-20 Zmin=0.01 mm Dd1=（293-0.5ｘ1.3）+0.050=292.35+0.050 Dp1=（292.35-0.1）0-0.035=292.250-0.035 Dd2=(340-0.5ｘ1.4)+0.050=339.3+0.050 Dp2=(339.3-0.1)0-0.035=339.20-0.035 圆角部分 D0=24 查文献[3] 得 D0'=22 δp=0.02 mm δd=0.025 mm 查文献[8]附表 1 表 1-2-20 △1=△2=0.52 mm Zmin=0.1 mm Dd0=(24-0.5ｘ0.52) +0.0250=23.74+0.0250 Dp0=(23.74-0.1)0-0.02=22.640-0.02 Dd0'=(22-0.5ｘ0.52)+0.0250=21.74+0.0250
所以
m=1/(2H/r)1/2=0.28 查文献[5]表 4-27 t/Dｘ100=1/293ｘ100=0.34 r/B1=3/293=0.01 m1=0.31ｘ0.85=0.26 m>m1 所以可以一次拉成
2.3 排样设计及材料利用率计算 2.3.1 排样方式： 为使模具设计简单以及送料方便，故选用尺寸为 1000ｘ750mm,厚 1.0mm 的镁板， 每块生产 6 件。 2.3.2 材料利用率计算：
Hale Waihona Puke 因此，研究和开发性能优良、规格多样的变形镁合金材料显得十分重要。 1.3 课题研究方法 镁合金在常温下的塑性很低，因此不适于常温下冲压成形。镁合金在热态下具有较 好的塑性，甚至在一些不利于其他材料成形的应力 -应变状态下也可以成形，但变形速 度不宜太大。镁合金板材在 250℃左右拉深时其拉深比超过铝合金和低碳钢板的常温拉 深成形极限。在 175℃镁合金板形件拉深的拉深比可达 2.0，225℃可达 3.0。 本次设计主要是根据镁合金 AZ31 板材加热时的拉深性能来进行模具设计，镁合金 AZ31 板材拉深成形时主要工艺参数有拉深力、成形速度、坯料温度、模具预热温度、 润滑方式、模具圆角、模具间隙、压边力等，这些因素对坯料的拉深成形结果均有不同 程度的影响[2]。 1.4 论文构成 (1)选题背景和研究方法和。 (2)冲压工艺规程 下，确定工艺方案。 (3)进行模具设计 拉深模设计和修边模设计。 通过对工件的工艺分析和工艺计算， 考虑经济性和可行性的前提