筆記本電腦上殼沖壓模設(shè)計(jì)

1、12016屆屆 分 類 號: 單位代碼:10452畢業(yè) 論文 （設(shè)計(jì) ）筆記本電腦上殼沖壓模設(shè)計(jì)筆記本電腦上殼沖壓模設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號 年 級 專 業(yè) 系（院） 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 2016 年 3 月 30 日I摘 要筆記本電腦由于攜帶方便而廣受歡迎。輕量化是筆記本電腦的發(fā)展趨勢，因此外殼制造使用鎂合金材料，上殼的制造采用沖壓模具。材料確定后要查表并計(jì)算修邊余量，然后確定毛坯外形及查表得出計(jì)算公式計(jì)算尺寸，然后查表得出拉深次數(shù)，其中要確定加工工藝為落料、拉深、沖孔、修邊。設(shè)計(jì)沖裁工序時要先由公式計(jì)算沖裁力，然后查表得出頂件力系數(shù)，由公式可計(jì)算出頂件力大小，再加上沖裁力和推料

2、力就得出了壓力機(jī)要提供的力，由此選擇壓力機(jī)型號，再由公式和查表計(jì)算出落料件尺寸和精度即可。拉深工藝計(jì)算時先查表得出抗拉強(qiáng)度和系數(shù)，再由公式計(jì)算拉深力。再查表得出計(jì)算公式并計(jì)算壓邊力，將二者加起來就得到了壓力機(jī)應(yīng)提供的總壓力，由此選擇壓力機(jī)型號。設(shè)計(jì)沖孔工序時，由公式計(jì)算沖孔力、推料力和卸料力，其中的系數(shù)查表可得。關(guān)鍵詞：鎂合金；沖裁；拉深I(lǐng)IABSTRACTThe notebook computers are widely used in recent years because it is easy to carry. The development trend of notebook co

3、mputer is light weight, so the shell of computers is made by magnesium alloy material, and the manufacture of the shell use the stamping die. After the determination of the materials, look-up the table to calculate the trimming allowance, and determine the blank shape. And then according to look-up

4、table to calculate the size, check table to attain the number of drawing, determine the processing technology for falling material, drawing, punching and trimming. When design the blanking process, it needs to finish the formula calculation of blanking force and look-up table to get the top force co

5、efficient. By formula the force size together with the punch force and pushing force to attain the needed pressure force, then choose the type of press. By the formula and look-up table calculation to choose the blossoming materials size. During the drawing process calculation, the first step is loo

6、k up the table to draw the tensile strength and coefficient, and then according the formula to calculate the drawing force. Then look at the table to calculate the formula and calculate the pressure side force, then will get the total pressure of the press should be provided, which select the type o

7、f press. In the process of punching design, according to the formula to design the punching force, pushing force and unloading force. Key words: Magnesium alloy; punching; drawingIII目 錄1 緒論.11.1 選題背景及目的 .11.2 國內(nèi)外研究狀況 .21.3 課題研究方法 .21.4 論文構(gòu)成 .22 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.32.1.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析 .42.2

8、 確定毛坯形狀及尺寸 .42.2.1 計(jì)算修邊余量.52.2.2 確定盒形件的毛坯尺寸.62.6 毛坯尺寸、外形 .72.3 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算 .82.3.1 排樣方式.82.3.2 求材料利用率的大小 .82.4 確定工藝方案 .82.4.1 確定基本工序.82.4.2 比較不同加工方案.82.5 工藝計(jì)算 .92.5.1 落料工序.92.5.2 拉深工序.112.5.3 沖孔工序.122.5.4 修邊工序.122.6 沖壓工藝過程卡片 .133 拉深模設(shè)計(jì).163.1 模具的結(jié)構(gòu)形式 .163.2 計(jì)算模具的刃口尺寸 .163.2.1 計(jì)算上下模刃口尺寸.163.2.2 計(jì)算壓力中

9、心.17IV3.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇 .183.3.1 凸模的設(shè)計(jì).183.3.2 凹模的設(shè)計(jì).193.3.3 設(shè)計(jì)定位板.193.3.4 彈性壓邊圈的設(shè)計(jì).193.3.5 拉深筋的設(shè)計(jì).203.3.6 設(shè)計(jì)上下模座與導(dǎo)柱導(dǎo)套.203.3.7 出件裝置的設(shè)計(jì).203.4 模具閉合高度的計(jì)算 .213.5 裝配圖及零件圖的繪制 .213.6 壓力機(jī)的校核 .214 修邊模設(shè)計(jì).224.1 模具的結(jié)構(gòu)形式 .224.2 壓力中心計(jì)算 .224.3 零件設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .234.3.1 斜楔和滑塊的設(shè)計(jì).234.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機(jī)構(gòu).254.3.3 設(shè)計(jì)出件裝置.254.3.4 設(shè)

10、計(jì)上模座.264.3.5 下模座的設(shè)計(jì).264.3.6 壓料板的設(shè)計(jì).264.3.7 防磨板的設(shè)計(jì).274.3.8 設(shè)計(jì)導(dǎo)板.274.4 模具閉合高度的計(jì)算 .274.5 裝配圖及零件的圖繪制 .284.6 壓力機(jī)校核 .28總結(jié).29參 考 文 獻(xiàn).3011 緒論1.1 選題背景及目的鎂合金主要以鎂組成，質(zhì)地很輕，剛度和強(qiáng)度很高，超過了鋁，并且對環(huán)境沒有損害11很多常用金屬在加工時都或多或少會污染環(huán)境，很多小型加工廠為了利益不惜犧牲環(huán)境，而鎂合金在此方面有很大優(yōu)勢。鎂合金質(zhì)量較小，密度比常見金屬都要小，強(qiáng)度較大，比常用金屬都要大，加工性能好，因此對于制造小型便攜設(shè)備優(yōu)勢明顯，在保證重量小的前

11、提下，硬度也可以達(dá)到最高，而且加工成本低，受很多企業(yè)的青睞。而且鎂合金材料的外觀好看，便于上色，對產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)具有巨大優(yōu)勢2。該材料在諸多產(chǎn)業(yè)都能用到，方便加工，小到手機(jī)達(dá)到航空設(shè)備，鎂合金材料的應(yīng)用越來越廣泛。 由于鎂合金材料的諸多優(yōu)勢，所以鎂合金材料越來越受國內(nèi)外的重視，發(fā)展也很迅速，在諸多領(lǐng)域都能看到鎂合金材料的應(yīng)用。這種情況從上世紀(jì)就開始了，從對金屬鎂的研究到鎂合金的研究，全球工業(yè)做出了長足的進(jìn)步，并從中獲得的巨大的利益。上個世紀(jì)時期，全球工業(yè)還遠(yuǎn)不如現(xiàn)在發(fā)達(dá)，對鎂的研究也很局限，最初對鎂的使用大多在航空領(lǐng)域。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，鎂的產(chǎn)量也越來越大，再加上對其他行

12、業(yè)材料的要求越來越高，污染愈加嚴(yán)重，資源向著枯竭的方向發(fā)展。所以，鎂才向著其他領(lǐng)域滲透，而且應(yīng)用效果很好，尤其在汽車行業(yè)，由于鎂質(zhì)量輕，從而降低的汽車的整體重量，在保證一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上大大減輕了重量，減小了油耗，節(jié)約了大量不可再生的石油資源，從而又間接對環(huán)境做出了巨大貢獻(xiàn)。金屬行業(yè)可以代表一個國家的工業(yè)化發(fā)展水平，我國對工業(yè)化發(fā)展相當(dāng)重視，同時也就是對金屬行業(yè)的重視，由上個世紀(jì)對鋼鐵的大力發(fā)展到現(xiàn)在的各種金屬，如有色金屬，特殊金屬。每一種新興金屬材料都象征著我國工業(yè)的進(jìn)步，鎂金屬由于它的優(yōu)異的性能迅速受到各工廠企業(yè)的青睞。因此，我們應(yīng)該更加重視鎂的發(fā)展，讓鎂為全人類做出更大貢獻(xiàn)，積極研發(fā)鎂及其

13、合金迫在眉睫。但是，金屬鎂及其合金也存在著一些缺陷。全世界對鎂的需求量與日俱增，供不應(yīng)求，預(yù)計(jì)在未來對鎂的需求還會呈現(xiàn)較快增長的態(tài)勢。鎂雖然質(zhì)量輕，硬度相對較大，但是在汽車行業(yè)中硬度還是沒有達(dá)到完全安全的標(biāo)準(zhǔn)，相比其他較輕的材料，鎂合金的硬度大了很多，但是汽車在碰撞時沖擊很大，這種硬度還依然不夠安全，所以也具有兩面性3。我選擇該課題也是為了增進(jìn)對鎂及其合金的了解，為了以后研究鎂材料打下一定的基礎(chǔ)，還可增加人們對鎂金屬的重視程度，讓更多人了解鎂及其合金材料，發(fā)掘鎂金屬的更多潛力，克服其不足，讓全人類收益。目前，我國模具行業(yè)人才比較緊缺，尤其是現(xiàn)在機(jī)械模具等行業(yè)對人才的素質(zhì)和能力要求越來越高，現(xiàn)在

14、大學(xué)生的理論能2力很強(qiáng)，但是還要與實(shí)際操作接軌，做設(shè)計(jì)就是一種很好的銜接。所以我選擇該課題可以鍛煉自己的模具設(shè)計(jì)能力，為就業(yè)做好準(zhǔn)備。1.2 國內(nèi)外研究狀況全球?qū)︽V合金的需求量每年的增幅很大，自從上世紀(jì)開始，由于對金屬鎂的應(yīng)用領(lǐng)域不斷的擴(kuò)大，對鎂的重視也隨之增加，不得不擴(kuò)大對金屬鎂和鎂合金的生產(chǎn)與研發(fā)。國外一些發(fā)達(dá)國家工業(yè)比較先進(jìn)，對金屬鎂的優(yōu)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的比較早，因此比較重視金屬鎂的生產(chǎn)與研發(fā)，現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)也已經(jīng)比較成熟。歐洲和北美對金屬鎂及其合金的研制最為先進(jìn)，需求量也最大，生產(chǎn)方式也不是我們現(xiàn)階段所使用的，值得我們借鑒?，F(xiàn)在國外更多的發(fā)展鎂的合金材料，金屬鎂與不同金屬構(gòu)成的合金材料具有不同的優(yōu)

15、點(diǎn)，常見的可以與鎂構(gòu)成合金的金屬有 Al，Zr，Li 等。中國鎂資源相當(dāng)豐富。上個世紀(jì)我國的工業(yè)發(fā)展水平還相對落后，對鎂的發(fā)展相對較晚，因此，對鎂的研發(fā)相對一些發(fā)達(dá)國家還處于落后水平，但是隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，我國的工業(yè)水平已經(jīng)處于世界的前列，對鎂合金的研發(fā)和生產(chǎn)水平已經(jīng)日趨成熟，現(xiàn)在我國已經(jīng)是鎂資源生產(chǎn)量最大的國家。從最初應(yīng)用在軍事領(lǐng)域到現(xiàn)在家家可見，由此可見我國對鎂的研發(fā)投入的人力和財(cái)力也是相當(dāng)巨大的。全國范圍內(nèi)不同省市的研發(fā)生產(chǎn)水平也大不相同，在同業(yè)較發(fā)達(dá)的省市興建的生產(chǎn)基地，生產(chǎn)方法也不斷改進(jìn)，生產(chǎn)效率也越來越高，不但節(jié)省原材料還可以減少排放，鎂合金的優(yōu)勢也越來越明顯。現(xiàn)在鎂與鋼和鋁

16、已經(jīng)同等重要了，是 21 世紀(jì)最重要的新興金屬材料。1.3 課題研究方法室溫時的鎂合金塑性極低，因此，室溫時不適合加工。鎂合金在高溫狀態(tài)下有良好的可塑性，在一些材料不容易形成的條件下，它也能成型，但變形速度不應(yīng)過大。本設(shè)計(jì)是依據(jù)鎂合金AZ31材料加熱時的拉深情況來進(jìn)行的，鎂合金AZ31材料在拉深過程中的參數(shù)有拉深力、坯料溫度、模具圓角、間隙、壓邊力等，在坯料的拉深過程中，這些參數(shù)都可以產(chǎn)生或多或少的影響2。1.4 論文構(gòu)成(1)選題背景和研究方法。(2)沖壓工藝規(guī)程 經(jīng)過綜合計(jì)算，再綜合經(jīng)濟(jì)性等諸多因素，最終決定工藝方案。(3)設(shè)計(jì)模具 包括拉深模及修邊模。(4)總結(jié)。32 沖壓工藝規(guī)程的編制

17、2.1 沖壓件的工藝分析沖壓件的零件圖如圖 1 所示圖 1 零件圖2.1.12.1.1 材料材料所用材料為鎂合金AZ31,其厚度為1mm,表 1 是它的成分組成和拉伸力學(xué)性能:表 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 4鎂合金的管材、棒材、型材、線材拉伸力學(xué)性能為表 2 所示最低4。表 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

18、截面積/ mm或直徑/mm抗拉強(qiáng)度min/MPa0.2%屈服強(qiáng)度min/mm伸長率(50mm 或4D) min/ %D、E棒、型6.30所有24014576.30-40.00所有240150740.00-60.00所有2351507線 材60.00-130.00所有2201407空心型 材所 有所有2201108AZ31F管 材0.70-6.301502201408本設(shè)計(jì)的筆記本電腦上殼模具用的是鎂合金AZ31材料，它為中強(qiáng)合金，焊接性和成形性也非常好。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 3 所示表 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

19、半徑拉深壓邊盒形,形狀規(guī)則無尖角R3t/D100=0.381.5t=1.53形狀相對簡單。工藝結(jié)構(gòu)大于允許最小值。拉深容易起皺,需要壓邊。加工產(chǎn)品時，采取了拉深這一過程，而液壓機(jī)的行程是可以變化的，具有很大優(yōu)勢。而且頂缸安裝在液壓機(jī)下邊，零件可以被頂出，所以液壓機(jī)是一個比較好的選擇。2.2 確定毛坯形狀及尺寸筆記本上殼的拉深工藝按照盒形件的規(guī)律進(jìn)行設(shè)5計(jì)計(jì)算，而盒形件的側(cè)面是由長度分別是 A-2r 及 B-2r 的兩對直邊和四個半徑為 r 的圓角組成的。盒形件的拉深沿壁的變形是按非平均分布的；盒形件在拉深的時直邊區(qū)域并能只按照彎曲變形。因在直邊區(qū)域同時產(chǎn)生了橫向壓縮以及縱向變形。而圓角區(qū)域，因

20、為存在著直邊，及流動的金屬，讓圓角區(qū)域的變形量大大降低。2.2.12.2.1 計(jì)算修邊余量計(jì)算修邊余量如果盒形件的高度比較低，并且對上口精度的要求也比較低，就可以不做修邊。除此之外，經(jīng)拉深后盒形件要進(jìn)行修邊，因此要先計(jì)算修邊余量。圖 2 盒形件的修邊余量計(jì)算修邊余量公式為H0/rH式中 -H0；修邊余量 -H； - H； -r ；得，6=18/3=H0/r查文獻(xiàn)5表 4-24 得 0.05)H0(0.03=H取0.9=180.05=0.05H0=H則6 18.9=H+H0 =H2.2.22.2.2 確定盒形件的毛坯尺寸確定盒形件的毛坯尺寸0.220.012=18.9)-3/(260=H)-r/

21、(B 查文獻(xiàn)5圖 4-57 得到該盒形件在a區(qū)，也就是屬于低盒形件。此時從盒形件的圓角處流動到側(cè)壁上的就只有少量材料，側(cè)壁的高度也就幾乎沒有增加。計(jì)算毛坯尺寸的方法如下： (1)確定壁部的展開長度： 0.57+H=lr因?yàn)楣P記本電腦上殼兩邊是非對稱的，屬于一條圓弧，因此，圓弧的長度可當(dāng)作側(cè)壁長度。圖 3 毛坯尺寸計(jì)算方法兩邊統(tǒng)一取22mm=H23.71mm=30.57+22=l1 20.61=30.57+18.9=l2(2)按拉深工藝確定角部毛坯半徑 Rr=r， 12mm=23.71)3(2=(2rH1)=R11/21/2711mm=20.61)3(2=(2rH2)=R21/21/212mm=

22、R。 (3)以 ab 的中心點(diǎn)為起點(diǎn)做一條直線與半徑等于 R 的弧上相切。(4)在直線和切線的交接的地方，半徑等于 R 的圓弧平滑相連，就得到毛坯形狀6。 圖 4 計(jì)算角部的拉深系數(shù)由上述分析方法得到的毛坯尺寸和形狀如下：0.073=18.9/260=H/B0.34=1001/293=100t/D0.0115=3/260=r/B查文獻(xiàn)55表 4-26，0.255=0.3/0.85=H/B1故，H/B, m，因此可一次拉成。2.3 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算2.3.12.3.1 排樣方式排樣方式為了便于模具設(shè)計(jì)和送料，即選用尺寸為750mm 1000,厚度為1.0mm的鎂板，一塊可加工出 6 件。

23、2.3.22.3.2 求材料利用率的大小求材料利用率的大小2.4 確定工藝方案2.4.12.4.1 確定基本工序確定基本工序加工工序設(shè)計(jì)成落料、拉深、沖孔、修邊等四道工序。圖 5 毛坯外形對于本產(chǎn)品，如果除去切口工序，也就是在落料時除去切口部分的材料，毛坯外形如圖 5 所示。這樣就可以減少一項(xiàng)工序，不過再次拉深時，每個邊的變形量都會變得較大，達(dá)不到產(chǎn)品的精度要求，因此不能用該方案，而且切口工序應(yīng)該安排在后面。若沖孔后再拉深也不行，孔就會容易變形。如將拉深工藝加在沖孔前，就可以達(dá)到成形以后的精度要求。根據(jù)常規(guī)情況，也可以將落料拉深設(shè)計(jì)為復(fù)合模，不過因?yàn)殒V合金在拉深時一定要加熱，并且還要設(shè)計(jì)拉深筋

24、、拉深坎，因此不應(yīng)設(shè)計(jì)為復(fù)合模。92.4.22.4.2 比較不同加工方案比較不同加工方案方案一：落料-拉深-沖孔-修邊方案二：落料拉深復(fù)合模-沖孔 -修邊方案三：落料、拉深、沖孔級進(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)合模對比上述四個方案，可得第四種方案中落料時未添加切口過程，會產(chǎn)生達(dá)不到精度預(yù)期的現(xiàn)象，且在拉深過程中還需要加熱，再加上拉深速度很慢，因此不適合使用復(fù)合模，因此不適合采納第四種方案。方案三 設(shè)計(jì)成級進(jìn)模使生產(chǎn)效率被大大提升了，不過與第四種方案類似的缺點(diǎn)還依舊未解決，這樣就會導(dǎo)致加熱時全部零件就會同時加熱而產(chǎn)生浪費(fèi)，再加上成本也較高，因此也不適合采用第三種方

25、案。方案二 因?yàn)槔顣r同樣應(yīng)該加熱，不合適設(shè)計(jì)成復(fù)合模。方案一 單工序模雖然不能使效率達(dá)到最大，但是從節(jié)約資源及科研等來說都是最好的選擇，因此方案一最佳。2.5 工藝計(jì)算2.5.12.5.1 落料工序落料工序落料工序采用平刃口落料力；mm為單位， 沖裁周長 -L Mpa;單位為 材料抗剪強(qiáng)度，- ；mm為單位 材料厚度 -t 其中252.6KN=252616N=140 1 297)+(339 2 1.3=1.3Lt=1.3F0=F落 ,卸料力 3FK=F查文獻(xiàn)3表 2-10，得0.08=K320.2KN=252.6 0.08=F因此 272.8KN=20.2+252.6=F +F =F因此選用

26、 Y32-100 型液壓機(jī)。落料時凸、凹模工作部分的尺寸及公差確定凸、凹模尺寸和公差的原則：(1)落料件和沖孔的尺寸分別通過凹模的尺寸和凸模的尺寸確定。10(2)分析刃口的磨損情況可知，當(dāng)刃口經(jīng)磨損后尺寸增大時,刃口就應(yīng)該取近似或與產(chǎn)品相等的最小極限尺寸，若刃口經(jīng)過磨損的尺寸變小，刃口就應(yīng)該取近似或與產(chǎn)品相等的最大極限尺寸。對于有著簡單形狀的沖裁模具則通常采用凸凹模分開加工的方法。落料件尺寸 D0-d0d)x-(D=Dp-0minp-0minp ) Z-x-(D =)Z-(D=D式中 -x - -DpDddp 工件精度為 IT14 取0.5=x，對直邊部分0.050mm=d查文獻(xiàn)8附表 1 得

27、， mm 1.4=mm 1.3=21查表 1-2-20，mm 0.01= Zmin，0.03-00.035-0p200.05+00.05+d20.035-00.035-0p10+0.050+0.05d1339.2=0.1)-(339.3=D339.3=1.4)0.5-(340=D292.25=）0.1-292.35（=D292.35=）1.30.5-293（=D圓角部分22=D 24=D00查文獻(xiàn)3 ，得mm 0.025=mm 0.02=dp查文獻(xiàn) 8附表 1，mm 0.52= 21查表 1-2-20，mm 0.1=Zmin，110.02-00.02-0p000.025+00.025+d00.

28、02-00.02-0p0 0+0.0250+0.025d021.64=0.1)-(21.74=D21.74=0.52)0.5-(22=D22.64=0.1)-(23.74=D23.74= 0.52)0.5-(24=D2.5.22.5.2 拉深工序拉深工序鎂合金拉深時應(yīng)加熱到300，此時拉深性能便可以得到改善，而室溫時不宜進(jìn)行拉深工藝。查文獻(xiàn)9附表 A2 可知300時其抗剪強(qiáng)度50Mpa35=，抗拉強(qiáng)度Mpa 5030=b。查文獻(xiàn)8表 1-4-29，盒形件一次拉深時的拉深力 F拉 4bK1.72r)t-2B+(2A=F式中， 0.33=1001/297=100t/D0.0115=3/260=r/

29、B0.07=18.9/260=H/B-K(Mpa) -t -r-BA4b查文獻(xiàn)8表 1-4-33，得0.7=K4。所以40KN39369N= 0.7501）31.72-3052+2602（=F拉查文獻(xiàn)8表 1-4-26，得壓邊力 AP=F式中 A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3=P，KN 61N 60960=3305260-340293=F12總壓力101KN= KN 61+ KN 40=F +F =F因此選用 Y32-100 型液壓機(jī)2.5.32.5.3 沖孔工序沖孔工序沖孔力99KN99008N=140113)/2+4(1+4811.3=1.3Lt=F推料力27

30、.23KN=990.0555=FKn =F卸料力KN 3.96=990.04=F K=F其中 5=n。查文獻(xiàn)10表 2-10 得0.04=K 0.055=KKN 130=3.96+27.23+99=F+F+F=F因此選用 Y32-100 型壓力機(jī)。2.5.42.5.4 修邊工序修邊工序用切口工序能夠加工筆記本電腦上殼兩邊的缺口，而切口1和2之間的間距又僅僅有5mm，由于切口3較長，因此應(yīng)首先在切口1、3的水平方向切一次，之后再切1、3的垂直方向，最后在切口2上水平垂直切一次。修邊工序就算結(jié)束了。圖 6 修邊順序計(jì)算切邊力： (1)第一次切邊 131.3Lt=F）Mpa度（材料的抗剪強(qiáng)- ）mm

31、材料厚度（-t ）mm（輪廓周長工件L ）N力（切邊F式中：切則KN142=141960N1401.07801.3=F（(2)第二次切邊1.3Lt=F則KN 132=131768N1401.07241.3=F(3)第三次切邊65KN= 64792N= 14011）24+280（1.3+1401）218+280（1.3= F+F =F2切1切切選用 J31-2500 型閉式單點(diǎn)壓力機(jī)。2.6 沖壓工藝過程卡片表 4 沖壓工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號臨沂大學(xué)沖壓工藝卡片產(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 頁鎂合金AZ311.07501000293

32、3406第 1 頁工序號工序名稱工序簡圖設(shè)備模具工時140下料剪板機(jī)工序號工序名稱工序簡圖設(shè)備模具工時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153沖孔Y32-100 型液壓機(jī)沖孔模工序號工序名稱工序簡圖設(shè)備模具工時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16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173 拉深模設(shè)計(jì)3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式由于制件的材料比較薄，使用彈性壓邊裝置可以保持制件的平整性。壓力機(jī)采用液壓機(jī)，以便于操作和出件和使壓邊力分布平勻。設(shè)計(jì)模具過程中，在下模的拉深模設(shè)置有彈性壓邊圈。 其結(jié)構(gòu)形式為

33、：01020304050607080911121415161810238131719? 45H7/r6? 60H7/r6? 45H6/h5258H7/h6268H7/k7202123? 10H7/s622圖 7 拉深模裝配圖在拉深過程中，一定要滿足拉深時的外形尺寸，拉深有可能起皺，而且這種覆蓋件拉深過程中，應(yīng)該使用拉深筋。由于圓角部分的變形和徑向拉應(yīng)力都很大，因此拉深筋可以少加甚至不加。而直邊部分加 13 根拉深筋。 3.2 計(jì)算模具的刃口尺寸3.2.13.2.1 計(jì)算上下模刃口尺寸計(jì)算上下模刃口尺寸零件只經(jīng)一次拉深過程，因此凸模的尺寸和零件的內(nèi)部尺寸相同。盒形件直邊區(qū)域通常取1.1)t(1=

34、z/2直邊區(qū)域 1.1mm=1.1t=z/218圖 8 凸凹模間隙求圓角部分的間隙的方法如圖 9 所示5該零件對外形尺寸有一定的要求，因而根據(jù) b)圖求圓角區(qū)域的間隙值。40.1t)/0.41+(0.414rB=rp -r p角半徑Z/2-r=rdB本設(shè)計(jì)中，2.9mm=1.1-4=rB3.24mm=1)/0.4140.1+2.9(0.414=rp所以凸模圓角半徑3.24mm=r p，3.5mm=rp。凸模凸模凹模凹模 a)工件要求內(nèi)形尺寸 b)工件要求外形尺寸圖 9 盒形件圓角部分間隙3.2.23.2.2 計(jì)算壓力中心計(jì)算壓力中心應(yīng)保證沖模壓力中心和壓力機(jī)滑塊中心線處在同一直線上，避免壓力機(jī)

35、和模具不能正常地工作的情況。拉深時，壓力分布并非均勻，同時該零件的外觀圖形也非對稱19圖形，因此計(jì)算壓力中心時會有些繁瑣。 3.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇3.3.13.3.1 凸模的設(shè)計(jì)凸模的設(shè)計(jì)(1) 凸模尺寸凸模尺寸85mm 305 260(2) 校核凸模強(qiáng)度因?yàn)橥鼓Ｊ欠且?guī)則的，所以應(yīng)根據(jù)凸模工作端面的尺寸進(jìn)行計(jì)算。沖裁件厚度為1mm，因而是圖 10 中 a）圖的情況。查文獻(xiàn)11可知，應(yīng)該校核刃口接觸強(qiáng)度應(yīng)力k，這時平均應(yīng)力0小于接觸應(yīng)力k。t/2BtBtFkF1b)a)2圖 10 計(jì)算凸模強(qiáng)度時所取的面積 /FLt=kk式中： 2k2k21800N/mm= - -t/2)(mm -F)(N

36、/mm-(mm)-t(mm) -L 1800= 100=1) 260+1 50/(305 1 2) 260+2 (305=k因此滿足強(qiáng)度條件。(3) 凸模的結(jié)構(gòu)形式由于凸模與模座的接觸面的面積相對很大，因此要用螺釘進(jìn)行固定，如圖 10，由于凸模的受力并非特別大，只要將凸模固定到下模座上就可以了，同時將底面止扣定20位，使整體結(jié)構(gòu)變得更簡單12。圖 11 凸模3.3.23.3.2 凹模的設(shè)計(jì)凹模的設(shè)計(jì)1) 凹模的形狀和尺寸凹模外形如圖 111313，按照模具構(gòu)造的真實(shí)情況，將其尺寸設(shè)為70mm 400 400，為了不壓到手，1h應(yīng)該要大于20mm。圖 12 凹模2) 凹模的刃口形式為讓刃磨后刃口

37、尺寸不變可以使用平刃口。3.3.33.3.3 設(shè)計(jì)定位板設(shè)計(jì)定位板定位板具有將一個毛坯外輪廓進(jìn)行定位的效果，定位板與坯料定位面間宜使用H9/h9的間隙配合，查文獻(xiàn)8表 1-2-42 得:3mm=2+1=2+t=h因此定位板的尺寸就是3mm 400 400，并與壓邊圈配做。3.3.43.3.4 彈性壓邊圈的設(shè)計(jì)彈性壓邊圈的設(shè)計(jì)當(dāng)工件圓角部分的半徑很小時，拉深時就易發(fā)生起皺的現(xiàn)象，為保證拉深后的質(zhì)量，此時就應(yīng)該使用壓邊圈，壓邊力過大或過小都不好，過大時可使危險(xiǎn)面的拉應(yīng)力增大，容易拉裂，相反過小則達(dá)不到預(yù)期的防皺目的。壓邊裝置使用彈性壓邊裝置，由于油缸壓邊效果比較好，而彈簧和橡皮的壓邊力21都與行程

38、成正比，拉深效果不好，因此選用油缸壓邊裝置。根據(jù)諸要素彈性壓邊裝置的尺寸設(shè)定為8mm 400 400，與凸模間隙配合。3.3.53.3.5 拉深筋的設(shè)計(jì)拉深筋的設(shè)計(jì)毛坯各處的變形量差別較大，因此布置拉深筋來調(diào)整。 拉深筋的布置原則14(1)不起外皺若在 dj之外安有平面壓邊圈，且單獨(dú)施加平面壓邊力，那么當(dāng)壓筋時可以不起外皺。 (2) 不起內(nèi)皺圖 13 拉深筋誘發(fā)外皺一般情況下，筋所受阻力的大小隨位置的外移而增加，結(jié)構(gòu)不變時便可以為阻力和位置具有一定的函數(shù)關(guān)系。(3)不拉裂加大越大消除起皺的效果越好，不過阻力過大就可能破壞其內(nèi)部，當(dāng)筋的結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定的時候，可以改變位置參數(shù)來避免破壞的發(fā)生。3.3

39、.63.3.6 設(shè)計(jì)上下模座與導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì)上下模座與導(dǎo)柱導(dǎo)套模座與導(dǎo)柱導(dǎo)套全部都使用標(biāo)準(zhǔn)件。模座選用81-GB2855.5,硬度為32-HRC28,材料為HT20015。上模座尺寸為55 400 A400，下模座尺寸為65 400 A400。在安裝模具時，要打上和模記號，也可以使導(dǎo)柱間隔有所不同。其中一對導(dǎo)柱與導(dǎo)套直徑分別是45mm 和60mm，另外一對的導(dǎo)柱與導(dǎo)套的直徑分別是50mm 和65mm16。3.3.73.3.7 出件裝置的設(shè)計(jì)出件裝置的設(shè)計(jì)出件裝置的結(jié)構(gòu)如圖 14 所示，出件時也就是用打料桿 1 及卸料板 2 將工件頂下來。22圖 14 卸料裝置3.4 模具閉合高度的計(jì)算275mm

40、=65+85+70+55=H+H+H+H=H4321，其中，H1是上模座高度，H2是凹模高度，H3是凸模高度，H4是下模座高度。3.5 裝配圖及零件圖的繪制用1A圖紙以 1:1 的比例畫出裝配圖,用4A圖紙畫出零件圖。3.6 壓力機(jī)的校核表 5 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)論動梁最大行程600遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可以將零件放進(jìn)取出動梁至工作臺面最大距離Hmax=900Hmin=230H=275滿足105minmaxHHH工作臺尺寸586950下模座尺寸為560560滿足要求234 修邊模設(shè)計(jì)4.1 模具的結(jié)構(gòu)形式修邊模包括兩種，一種是單純的修邊模，另一種是修邊沖孔復(fù)合模，按照鑲塊的運(yùn)動情況將修

41、邊模分為以下三個不同種類：垂直修邊模：修邊鑲塊與壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動方向一致作垂直運(yùn)動的修邊模；斜楔修邊模：修邊鑲塊作水平或傾斜運(yùn)動的修邊模；垂直斜楔修邊模：一些修邊鑲塊作垂直方向運(yùn)動，而另一些修邊鑲塊最水平或傾斜方向運(yùn)動的修邊模。設(shè)計(jì)中由于一些經(jīng)濟(jì)因素，垂直斜楔修邊模就最合適了，不過因?yàn)楫?dāng)中某個切口尺寸較大，若使用垂直斜楔修邊模，產(chǎn)品的精度就很難被保障。因此可以在垂直修邊模前增加斜楔修邊模，雖然多了一項(xiàng)工序，不過產(chǎn)品的精度得到保障，設(shè)計(jì)模具時，應(yīng)將工件品質(zhì)放在第一位，其次考慮經(jīng)濟(jì)因素。其結(jié)構(gòu)形式為：AA? 8H7/s6? 5H7/h6? 10H7/h60102030405060708091011

42、1213141516171819202122232425220660圖 15 修邊模裝配圖修邊模設(shè)計(jì)時的一些注意事項(xiàng)：（1）采用鑄造的上模、下模、壓料板（2）防止壓料板的掉落，需設(shè)置壓料板安全機(jī)構(gòu)（3）對于承受水平推力的模具要同時使用導(dǎo)柱和背靠塊（4）設(shè)置支承器，保護(hù)彈性元件部工作時處于自由狀態(tài)（5）設(shè)置模具的起吊裝置4.2 壓力中心計(jì)算根據(jù)零件幾何形狀的對稱性,它的壓力中心也是幾何中心，沒必要特別計(jì)算。244.3 零件設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選用4.3.14.3.1 斜楔和滑塊的設(shè)計(jì)斜楔和滑塊的設(shè)計(jì)(1)斜楔與滑塊的行程關(guān)系斜楔和滑塊配對使用，使沖模的行程增加，這里是將垂直運(yùn)動轉(zhuǎn)換成水平移動，如圖 1

43、5?；瑝K2被斜楔1沿著水平向右推動。121斜楔 2 滑塊圖 16 斜楔、滑塊運(yùn)動方式以下所示分別為水平斜楔的結(jié)構(gòu)圖、行程圖以及加工受力圖。圖 17 結(jié)構(gòu)圖25圖 18 行程圖其計(jì)算公式為tg=S3/S1F/cos=Q圖 19 受力圖當(dāng)水平運(yùn)動時取 =500，取8mm=S,則9.53mm=tg50 8=S3取10mm=S3。在右邊的滑塊的尺寸是35 222 70mm，在左邊的滑塊的尺寸是35 132 70mm。(2) 斜楔和滑塊的尺寸設(shè)計(jì)滑塊行程1S應(yīng)該小于斜楔的有效行程S，滑塊作水平運(yùn)動時的斜楔角度 通常1為 40。26 滑塊的長度尺寸2L的數(shù)值應(yīng)該使滑塊被斜開始推進(jìn)的時候，推動的合力作用線2

44、應(yīng)在滑塊長度以內(nèi)（見圖 20） 。正確的滑塊高度2H應(yīng)該小于滑塊的長度 L2，通常取1 1)(2=HL223滑塊的寬度2B通常應(yīng)小于或等于滑塊長度2L的 2.5 倍，這樣可以保證滑塊運(yùn)動4的平穩(wěn)性。 斜楔尺寸1H,1L基本上可以按照不同模具的結(jié)構(gòu)要求來設(shè)計(jì)，為了使斜楔工作得5到保障，還要有可靠的擋塊。圖 20 滑塊尺寸關(guān)系圖4.3.24.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機(jī)構(gòu)滑塊返回行程的復(fù)位機(jī)構(gòu)斜楔滑塊在修邊的過程中，因某些因素所產(chǎn)生的力會使凸模被卡住，從而使滑塊未能順利返回最初的位置，這種情況就一定要安裝復(fù)位機(jī)構(gòu)。本次復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用了反楔復(fù)位機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 21 所示。圖 21 滑塊復(fù)位

45、機(jī)構(gòu)4.3.34.3.3 設(shè)計(jì)出件裝置設(shè)計(jì)出件裝置因?yàn)楫?dāng)工件放置在修邊模上時，開口端是向下的，加工時壓料板就會先壓住工件，再修邊，工作完成后，工件還凸模上，而且中間沒有一點(diǎn)間隙，而且還可能發(fā)生定位件將工件卡住的現(xiàn)象，因此，取件就非常不方便，若取件的方法不合適的話，還可能破壞工件，這樣會影響到下道工序，因此為了順利取出工件，就一定要安裝取件裝置，27本設(shè)計(jì)中取件靠的是氣缸推桿的推動作用。4.3.44.3.4 設(shè)計(jì)上模座設(shè)計(jì)上模座其結(jié)構(gòu)如圖所示圖 22 上模座其中 1 是裝置限位器的限制壓料板的移動位置，用來避免壓料板掉落砸壞產(chǎn)品及工作的人。上模座的尺寸及材料分別是 66046095mm、HT25

46、04.3.54.3.5 下模座的設(shè)計(jì)下模座的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖 22 所示圖 23 下模座 其中 1 和 5 是落廢料的孔。廢料可以在 1 和 5 中掉到下方的廢料盒里。3 的作用定出托架，即用來定件，2 和 4 具有導(dǎo)向作用。下模座的尺寸及材料為 660460120mm、HT250。4.3.64.3.6 壓料板的設(shè)計(jì)壓料板的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖所示：28圖 24 壓料板其中 1 是裝置限位器的限制壓料板的移動位置，用來避免壓料板掉落砸壞產(chǎn)品及工作的人。4.3.74.3.7 防磨板的設(shè)計(jì)防磨板的設(shè)計(jì)防磨板通常選擇優(yōu)質(zhì)工具鋼作為材料，本設(shè)計(jì)的材料選擇 T8A,以下是尺寸的設(shè)計(jì)原則：防磨板的寬度設(shè)計(jì)。導(dǎo)向面

47、通常取 48 個，而且一定要對稱。防磨板的總寬度要至少大于內(nèi)側(cè)滑動零件輪廓總長度的四分之一，總寬度確定了就以一定比例分配到各導(dǎo)向部分。防磨板的長度設(shè)計(jì)。防磨板的總長可以長一些，但是一定不可以短。這是由于在上模下降碰到毛坯之前必須預(yù)先有一定的長度。零件改變，防磨板的尺寸要隨之改變，序號是04，尺寸是251005mm，序號是08，尺寸是752228mm，序號是23，尺寸是255055mm，序號是35，尺寸是351005mm。4.3.84.3.8 設(shè)計(jì)導(dǎo)板設(shè)計(jì)導(dǎo)板導(dǎo)板對上下模起著一定的導(dǎo)向作用，用 45 鋼作為原料，硬度為高頻淬火 HRC55,導(dǎo)板的尺寸設(shè)計(jì)成32508mm。4.4 模具閉合高度的計(jì)算模具閉合高度的計(jì)算公式為321閉H+H+H=H式中 1H為上模座高度值，2H為下模座高度值，3H為斜楔行程。故模具閉合高度為mm 225 =10+120+95=H+H+H=H321閉294.5 裝配圖及零件的圖繪制用1A圖紙畫出比例為 1:1 的裝配圖, 零件圖在4A圖紙上畫出。 4.6 壓力機(jī)校核表 6