筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計畢業(yè)論文

1、 準(zhǔn)考證號：準(zhǔn)考證號：010610301057010610301057 本本科科生生畢畢業(yè)業(yè)論論文文（設(shè)設(shè)計計） 筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計系系 別：別： 機電工程系機電工程系 專專 業(yè)：業(yè)： 模具設(shè)計與制造模具設(shè)計與制造 班班 級：級： 0909 模具四（模具四（1 1）班）班 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： XXXXXXXXXX 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： XXXXXXXXXX 完成日期：完成日期： 20132013 年年 1010 月月 1111 日日 指導(dǎo)教師評語建議成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日最終評定成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格系主任簽字 年

2、月 日本科論文原創(chuàng)性申明本科論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨立進(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）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識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)書本科論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(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)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(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)院江西科技學(xué)

3、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 日摘要摘要 分析了筆記本電腦外殼的沖壓工藝，設(shè)計了一套用于液壓機上的結(jié)構(gòu)簡單的成形模。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)及工作過程。提出了模具設(shè)計及制造時應(yīng)注意的事項。分析鎂合金 AZ31 的性能，存在常溫下不可拉深的問題，通過對零件進(jìn)行詳盡的分析和查閱相關(guān)技術(shù)資料，設(shè)計了在拉深過程中對模具和零件進(jìn)行加熱的拉深模，這樣就很容易的解決了上述問題。該產(chǎn)品要在兩個方向進(jìn)行切邊，

4、通過對產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析，如果設(shè)計成兩個方向同時進(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單獨的工序進(jìn)行，從而滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：筆記本電腦外殼，沖壓工藝，拉伸模，修邊模 AbstractAbstract The stamping 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 introduc

5、es the structure and working process of the die on each operation from the structure and the function of the product. And the points for 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

6、 temperature. The problem is resolved by heating the die and workpiece during drawing, after detailed analyzing and relative technical 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 t

7、ime, 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 requirement of the product. Key words: the outer shell of the notebook PC, stamping process, drawing die, trimming die 目目 錄錄第第一章一章 前言前言.11.1 選題背景及目的.11.2 國內(nèi)外研究狀況.11.

8、3 課題研究方法.21.4 論文構(gòu)成.2第第二章二章 沖壓工藝規(guī)程的編制沖壓工藝規(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 盒形件毛坯尺寸計算 .72.3 排樣設(shè)計及材料利用率計算.82.3.1 排樣方式： .82.3.2 材料利用率計算： .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 .1

9、32.6 沖壓工藝過程卡片.14第第三章三章 拉深模設(shè)計拉深模設(shè)計.183.1 模具的結(jié)構(gòu)形式.183.2 模具刃口尺寸計算.193.2.1 上下模刃口尺寸計算 .193.2.2 壓力中心計算 .203.3 零件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)件選擇.203.3.1 凸模的設(shè)計 .203.3.2 凹模的設(shè)計 .213.3.3 定位板的設(shè)計 .213.3.4 彈性壓邊圈的設(shè)計 .213.3.5 拉深筋的設(shè)計 .233.3.6 上下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計 .233.3.7 出件裝置的設(shè)計 .233.4 模具閉合高度的計算.243.5 裝配圖及零件圖的繪制.243.6 壓力機校核.24第第四章四章 修邊模設(shè)計修邊模設(shè)計.2

10、54.1 模具的結(jié)構(gòu)形式.254.2 壓力中心計算.264.3 零件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)件選擇.264.3.1 斜楔和滑塊的設(shè)計 .264.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機構(gòu) .284.3.3 出件裝置的設(shè)計 .284.3.4 上模座的設(shè)計 .284.3.5 下模座的設(shè)計 .294.3.6 壓料板的設(shè)計 .294.3.7 防磨板的設(shè)計 .304.3.8 導(dǎo)板的設(shè)計 .304.4 模具閉合高度的計算.304.5 裝配圖及零件的圖繪制.314.6 壓力機校核.31參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).32總總 結(jié)結(jié).33致致 謝謝.34第一章第一章 前言前言 1.11.1 選題背景及目的選題背景及目的金屬鎂及其合金是迄今在工程應(yīng)用

11、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。同時鎂合金具有高的比強度和比剛度，尺寸穩(wěn)定性高，阻尼減震性好，機械加工方便，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)用面的不斷擴大鎂合金的研究和開發(fā)也進(jìn)入了新時代。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有得到完全發(fā)展。對鎂合金的成型技術(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，壓力鑄造和技壓鑄造等方面，對鎂合金的沖壓工藝研究較少。但是，鎂合金沖壓方面的應(yīng)用前景

12、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。 1.21.2 國內(nèi)外研究狀況國內(nèi)外研究狀況近年來，鎂合金的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)受到世界各國的重視，尤其西方發(fā)達(dá)國家十分重視變形鎂合金的研究與開發(fā)，變形鎂合金材料已開始向系列化發(fā)展，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展。其中美國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。美國與世界上最大的鎂生產(chǎn)企業(yè)挪威 Novsk Hy

13、dro 公司簽訂了長期的合作關(guān)系。日本也開始著重研究鎂的新合金、新工藝、開發(fā)超強高變形鎂合金材料和可冷壓加工的鎂合金板材。英國開發(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。我國變形鎂合金材料的研制與開發(fā)仍處于起步階段，缺少高性能鎂合金板、棒和型材，國防軍工、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)行大力開發(fā)，因此，研究和開發(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。 1.31.3 課題研究方法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

14、好的塑性，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左右拉深時其拉深比超過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)計主要是根據(jù)鎂合金 AZ31 板材加熱時的拉深性能來進(jìn)行模具設(shè)計，鎂合金AZ31 板材拉深成形時主要工藝參數(shù)有拉深力、成形速度、坯料溫度、模具預(yù)熱溫度、潤滑方式、模具圓角、模具間隙、壓邊力等，這些因素對坯料的拉深成形結(jié)果均有不同程度的影響2。 1.41.4 論文構(gòu)成論文構(gòu)成(1)選題背景和研究方法和。(2)沖壓工藝規(guī)程 通過對工件的工藝分析和工藝計算，考慮經(jīng)

15、濟性和可行性的前提下，確定工藝方案。(3)進(jìn)行模具設(shè)計 拉深模設(shè)計和修邊模設(shè)計。(4)設(shè)計總結(jié) 總結(jié)本次設(shè)計之后所得到的收獲和改進(jìn)意見。第二章第二章 沖壓工藝規(guī)程沖壓工藝規(guī)程的編制的編制 2.12.1 沖壓件的工藝分析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 F

16、e Ca 其 他 雜 質(zhì) AZ31B0.05 0.005 0.005 0.04 0.30 鎂合金具有比重輕，比強度高，阻尼性及切削加工性能好，導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽能力強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子、通訊、家用電器、航空航天、計算機、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/ mm或直徑/mm抗拉強度min/MPa0.2%屈服強度min/mm伸長率(50mm 或4D) min/ %D、E棒、型6.30所有24014576.30-40.0

17、0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本次所做的筆記本電腦外殼沖壓模設(shè)計所用材料應(yīng)為鎂合金 AZ31 型材，它為中強合金，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。 此零件的設(shè)

18、計過程中，有拉深這一工藝過程，液壓機沒有固定的行程，不會因薄板的厚度的變化而超載，特別是對于需要很大的施力行程加工時，具有明顯的優(yōu)點，并且液壓機下面可以原有的液壓機頂缸，用來頂出零件，所以選用液壓機。 2.22.2 毛坯形狀、尺寸毛坯形狀、尺寸的確定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)壁是由兩對長度分別為 A-2r 和 B-2r 的直邊及四個半徑為 r 的轉(zhuǎn)角所構(gòu)成。盒形件拉深時，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，圓角部分近似圓筒形件的拉深，直邊部分近似板料彎曲，

19、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邊流動，因而直邊部分也產(chǎn)生了 2.3 盒形件形狀橫向壓縮、縱向伸長的變形。而圓角部分，由于直邊的存在，金屬的流動，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上口要求不高時，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

20、H=0.05H0=0.0518=0.9則 H= H0+H=18.9 2.2.2 盒形件毛坯尺寸計算 r/(B-H)=3/(260-18.9)=0.0120.22 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：只有微量的材料從盒形件的圓角處轉(zhuǎn)移到側(cè)壁上去，而幾乎沒有增補側(cè)壁的高度。其毛坯尺寸計算步驟如下： (1)計算壁部展開長度： l=H+0.57r底由于筆記本電腦外殼兩側(cè)不是對稱的，且是一段圓弧，所以，側(cè)壁就取圓弧長度，兩側(cè)統(tǒng)一取 H=22mm l1=22+0.573=23.71mm l2=18.9+0.573=20.61(2)按拉深計算角部毛坯半徑

21、R當(dāng) r=r底時 R1=(2rH1)1/2=(2323.71)1/2=12mm R2=(2rH2)1/2=(2320.61)1/2=11mm 統(tǒng)一取 R=12mm 圖 2.5 毛坯尺寸計算方法(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/B1m1 所以可以一次拉成 2.32.3 排樣設(shè)計及材料利用率計算

22、排樣設(shè)計及材料利用率計算 2.3.1 排樣方式：為使模具設(shè)計簡單以及送料方便，故選用尺寸為 1000750mm,厚 1.0mm 的鎂板，每塊生產(chǎn) 6 件。 2.3.2 材料利用率計算： 2.42.4 工藝方案工藝方案的確定的確定 2.4.1 基本工序的確定：該零件加工的基本工序確定為落料、拉深、沖孔、修邊。對于本產(chǎn)品，如果省去切口工序，即在落料時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，在以后的拉深過程中，各邊會發(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

23、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必須加熱，且在拉深過程中，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-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)合模比較以上四種方案，顯然，方案四中落料時省去切口工序，將導(dǎo)致精度不能達(dá)到要求，而且在拉深過程中需要加熱，并且拉深速度比較慢，所以不宜設(shè)計復(fù)合模，所以方案四不宜選用。方案三 設(shè)計級進(jìn)?？梢允∪スば?，使生產(chǎn)效率提高，但是它存在和

24、方案四相同的問題，那就是拉深時需要加熱，且拉深速度較慢，這樣加熱時所有的零件一起加熱浪費資源，而且，成本過高，所以也不宜選用。方案二 也是由于拉深時需要加熱，不宜選用復(fù)合模。方案一 設(shè)計單工序模，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講都是最好的，所以選用方案一。 2.5.2.5. 工藝計算工藝計算 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；材料抗剪強度， 單位為Mpa;L沖裁周長 ，單位為mm；卸料力F卸=K3 F落查文獻(xiàn)3表 2-10 得

25、 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 型液壓機落料時凸、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，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，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高。對于簡單形狀的沖裁模具一般采用凸凹模分開加工落料件尺寸 D0-Dd=(D

26、-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=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-

27、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=(23.74-0.1)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 拉深工序拉深時需要加熱到 300，用來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

28、表 A2 得 300時其抗剪強度 =3550Mpa抗拉強度 b=3050 Mpa查文獻(xiàn)8表 1-4-29 盒形件一次拉深時的拉深力 F拉 F拉=(2A+2B-1.72r)tbK4其中 A、B盒形件的長與寬r盒形件圓角半徑t材料厚度b抗拉強度 單位(Mpa)K4系數(shù)H/B=18.9/260=0.07r/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

29、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 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=50.05599=27.23KN卸料力F卸=K卸 F沖=0.0499=3.96 KNn=5 是同時留在凹模刃口內(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 2.5.4 修

30、邊工序?qū)τ诠P記本電腦外殼兩端的缺口，可以通過切口工序完成，切口又分兩個方向進(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。此時修邊工序才算完成。切邊力的計算： 圖 2.8 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（mm）t-材料厚度（mm）-材料的抗剪強度（Mpa）則 F切=1.37801.0140141960N=142（KN）(2)第二次切邊F切=1.3Lt則 F切=1.37241.014

31、0131768N=132（KN）(3)第三次切邊F切= F切 1+F切 2=1.3（802+182）1140+1.3（802+42）1140=64792N =65KN選擇 J31-2500 型閉式單點壓力機 2.62.6 沖壓工藝過程卡片沖壓工藝過程卡片表 1.4 沖壓工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號湖南大學(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AZ311.075010002933406第 1 頁工序號工序名稱工序簡圖設(shè)備模具工時0下料剪板機1落料Y32-100型液壓機落料模2拉深Y32-100型液壓機拉深模3沖孔Y32-100

32、型液壓機沖孔模4斜楔修邊模J312500壓力機修邊模5垂直修邊模J312500壓力機修邊模垂直斜楔修邊復(fù)合模J312500壓力機水平垂直修邊復(fù)合模第三章第三章 拉深模設(shè)計拉深模設(shè)計 3.13.1 模具的結(jié)構(gòu)形式模具的結(jié)構(gòu)形式因為制件材料較薄，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，壓力機采用液壓機。在設(shè)計時，彈性壓邊圈裝在下模的拉深模，這種模具的特點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：01020304050607080911121415161810238131719? 45H7/r6? 60H7/

33、r6? 45H6/h5258H7/h6268H7/k7202123? 10H7/s622圖 3.1 拉深模裝配圖拉深過程中主要是要滿足拉深時的外形尺寸，拉深過程中的問題是可能會出現(xiàn)起皺，并且對于這類覆蓋件拉深時，毛坯各處的變形程度相差很大，需要采用拉深筋來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。對于加熱時進(jìn)行拉深，要對毛坯和模具一起進(jìn)行加熱，只對毛坯進(jìn)行加熱的而對模具不加熱的沖壓

34、只可用于變形程度不大的情況。因為當(dāng)只對毛坯進(jìn)行加熱時，毛坯有加熱爐送至冷模具上開始沖壓，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，所以拉深時對毛坯和模具一起進(jìn)行加熱。 3.2.3.2. 模具刃口尺寸計算模具刃口尺寸計算 3.2.1 上下模刃口尺寸計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=(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

35、形尺寸，所以計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 3.3 盒形件圓角部分間隙 3.2.2 壓力中心計算為了保證壓力機和模具正常地工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心線相重合。否則沖壓時會使沖模與壓力機滑塊歪斜，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。在拉深過程

36、中，壓力是不均勻的，并且此零件的幾何形狀不是完全對稱的，所以壓力中心的計算比較麻煩，又因為此零件近似對稱，所以就近似把它的幾何中心定義為壓力中心。 3.33.3 零件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)件選擇零件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)件選擇 3.3.1 凸模的設(shè)計(1) 凸模尺寸凸模尺寸 26030585mm(2) 凸模強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，則需核算刃口接觸強度應(yīng)力 k，因此此時接觸應(yīng)力 k應(yīng)大于平均

37、應(yīng)力 0。t/2BtBtFkF1b)a)2圖 3.4 計算凸模強度時所取的面積k=Lt/Fk式中 L沖件輪廓長度(mm)t沖件材料厚度(mm)沖件材料抗剪強度(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所以強度符合條件(3) 凸模的結(jié)構(gòu)形式因為凸模與模座接觸面積較大，所以直接用螺釘固定，如圖所示，因為凸模所受力并不是很大，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)趨于簡單。圖 3.5 凸模 3.3.2 凹模的設(shè)計1) 凹模的形狀及尺

38、寸凹模形狀如圖所示，根據(jù)模具實際結(jié)構(gòu)的需要，現(xiàn)設(shè)計其尺寸為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，特點是刃磨后刃口尺寸不變。 3.3.3 定位板的設(shè)計定位板的作用是對于單個毛坯的外輪廓進(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)計由于筆記本電腦外殼的圓角部分的半徑較小，在拉深過程中可能會出現(xiàn)起皺的情況，為保證正常生產(chǎn)，需要加壓邊圈，壓邊力的大小對拉深力有很大影響，壓

39、邊力太大會增加危險斷面的拉應(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)模具的實際需要設(shè)為 4004008mm，與凸模間隙配合。 3.3.5 拉深筋的設(shè)計毛坯各處的變形程度相差很大，需要采用拉深筋來調(diào)整，拉深筋的結(jié)構(gòu)和位置對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

40、滿足下列條件(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)，否則會起外皺，如果在 dj之外設(shè)置一平面壓邊圈并單獨施加平面壓邊力，則壓筋時外皺可以避免。 (2)不起內(nèi)皺 圖 3.7 拉深筋誘發(fā)外皺由經(jīng)驗得知，筋的阻力隨著位置的外移而呈上升趨勢，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，但阻力過大又會造成內(nèi)部的拉裂，在筋結(jié)構(gòu)已定的情況下，通過調(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,

41、硬度為HRC28-32,材料為 HT200。上模座尺寸為 A40040055，下模座尺寸為A40040065。在安裝模具時，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，或使導(dǎo)柱間距不一樣。所以模座上的兩個導(dǎo)柱的直徑不一樣，其中一個的導(dǎo)柱直徑為 45mm,導(dǎo)套直徑為 60mm，另一個導(dǎo)柱直徑為 50mm 導(dǎo)套直徑為 65mm。 3.3.7 出件裝置的設(shè)計出件裝置的結(jié)構(gòu)如圖所示，這樣的設(shè)計模柄就要選用中間有孔的，以方便打料桿從中間孔中通過，其出件過程就是打料桿 1 和卸料板 2 把工件敲出來。圖 3.8 卸料裝置 3.43.4 模具閉合高度模具閉合高度的計算的計算H=H1+H2+H3+H4

42、=55+70+85+65=275mm其中，H1為上模座高，H2為凹模高，H3為凸模高，H4為下模座高。 3.53.5 裝配圖及零件圖裝配圖及零件圖的繪制的繪制在 A1圖紙上按比例 1:1 繪制裝配圖,在 A4圖紙上繪制零件圖。 3.63.6 壓力機校核壓力機校核表 2.1 壓力機的校核校核內(nèi)容壓力機參數(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滿足要求第四章第四章 修邊模設(shè)計修邊模設(shè)計 4.14.1 模具的結(jié)構(gòu)形式模具的結(jié)構(gòu)形式修邊模包括單純

43、的修邊模和修邊沖孔復(fù)合模，修邊模根據(jù)鑲塊的運動方式可以分為三種基本類型：垂直修邊模 修邊鑲塊與壓力機滑塊的運動方向一致作垂直運動的修邊模斜楔修邊模 修邊鑲塊作水平或傾斜運動的修邊模垂直斜楔修邊模 一些修邊鑲塊作垂直方向運動，而另一些修邊鑲塊最水平或傾斜方向運動的修邊模在本次設(shè)計中，如果從經(jīng)濟方面考慮，則應(yīng)選擇垂直斜楔修邊模，但是由于其中一個切口尺寸過大，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，但是工件的精度保證了，設(shè)計時，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，再考慮經(jīng)濟性。其結(jié)構(gòu)形式為：AA? 8H7/s6? 5H7/h6? 10H7/

44、h601020304050607080910111213141516171819202122232425220660圖 4.1 修邊模裝配圖設(shè)計修邊模時，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)計時須注意的問題：采用鑄造的上模、下模、壓料板防止壓料板的掉落，需設(shè)置壓料板安全機構(gòu)對于承受水平推力的模具要同時使用導(dǎo)柱和背靠塊設(shè)置支承器，保護彈性元件部工作時處于自由狀態(tài)設(shè)置模具的起吊裝置 4.24.2 壓力中心計算壓力中心計算由于零件形狀基本對稱,其幾何中心就是壓力中心，無需計算壓力中心。 4.34.3 零件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)件選擇零件設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)件選擇4.3.1 斜楔和滑塊

45、的設(shè)計(1)斜楔和滑塊的行程關(guān)系斜楔和滑塊配對應(yīng)用，交直運動為水平運動或傾斜運動，從而擴大沖模的行程，根據(jù)零件的需要，本次設(shè)計是把垂直運動轉(zhuǎn)換為水平運動，其運動簡圖如圖 4.2 所示。斜楔 1 向下推動滑塊 2 沿水平向右移。121斜楔 2 滑塊圖 4.2 斜楔、滑塊運動方式對于水平斜楔機構(gòu)的行程關(guān)系,如下:滑塊的運動行程 S 就是加工時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

46、大小，同時對力的傳遞和效率也有很大的影響。作水平運動時取 =500，為了平衡水平運動的斜楔的反側(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 斜楔的有效行程 S 應(yīng)大于滑塊行程 S1，滑塊作水平運1動的斜楔角度 一般可取 40。 滑塊的長度尺寸 L2應(yīng)當(dāng)保證當(dāng)斜楔開始推動滑塊時，2推動的合力作用線處于滑塊長度之內(nèi)（如圖 4.6 所示） 。 合理的滑塊高度 H2應(yīng)小于滑塊長度 L2，一般可取3L2：H2=(21)：1 圖 4.6 滑塊尺寸關(guān)系圖

47、為了保證滑塊運動的平穩(wěn)，滑塊的寬度 B2一般應(yīng)小于或等于滑塊的長度 L2的 2.54倍。 斜楔尺寸 H1,L1基本上可按不同模具的結(jié)構(gòu)要求 5進(jìn)行設(shè)計，但必須有可靠的擋塊，以保證斜楔正常工作。 對于大型模具，滑塊寬度 B2與斜楔寬度 B1及所需的斜楔數(shù)量可通過查文獻(xiàn)11表614-40 獲得。 4.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機構(gòu)斜楔滑塊在進(jìn)行修邊時，由于卸料力和滑塊重力或其它因素所產(chǎn)生的力會把凸?？ㄗ?，工作完畢后，滑塊不能自動回到初始位置，為了使滑塊回到初始位置，必須設(shè)置復(fù)位機構(gòu)。復(fù)位機構(gòu)分為彈簧復(fù)位機構(gòu)和返楔復(fù)位機構(gòu)。返楔復(fù)位機構(gòu)就是在壓力機回程時靠返楔機構(gòu)將滑塊回到初始位置。本次零件復(fù)位機構(gòu)

48、的設(shè)計采用反楔復(fù)位機構(gòu)，其特點就是結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 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)位機構(gòu)4.3.3 出件裝置的設(shè)計由于工件是開口端朝下放在修邊模上的，工作時壓料板先壓著工件，然后修邊，工作后，工件留在凸模上，工件與凸模之間無任何間隙，而且有時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)，會使其變形，對下道工序產(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)計是靠氣缸推動推桿把工件推出。4.3.4 上模座的設(shè)計其結(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，

49、防止壓料板掉下來碰傷工件或操作者。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, 防止壓料板掉下來碰傷工件或操作者。螺紋 2的作用是當(dāng)壓料板裝入或取出模具時的起吊裝置，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

50、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)計的材料采用 T8A,硬度為 52-56HRC。其尺寸設(shè)計原則如下：防磨板寬度：導(dǎo)向面應(yīng)選在被導(dǎo)向滑動零件輪廓的直線或最平滑的部位，一般取4-8 處，且前后左右對稱分布。防磨板的總寬度應(yīng)為內(nèi)側(cè)滑動零件輪廓全長的 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。防磨板長度：防磨板的長度只能長，不能短。因為當(dāng)上模下降接觸毛坯之前要預(yù)先有一定的長度。防磨板的尺寸隨零件的不同而不同，序號為 04，其尺寸為 251005mm，序號為08，尺寸為 752228mm，序號為 23，尺寸為 25505mm，序號為 35，尺寸為351005mm。 4.3.8 導(dǎo)板的設(shè)計導(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。 4.44.4 模具閉合高度模具閉合高度的計算的計算H閉=H1+H2+H3=95+120+10= 225 mm其中 H