镁合金笔记本电脑外壳冲压模具设计
LZ91 镁合金笔记型电脑盖板之冲压模具设计镁合金笔记型电脑盖板之冲压 ...
LZ91鎂合金筆記型電腦蓋板之沖壓模具設計鎂合金筆記型電腦蓋板之沖壓模具設計廖建智廖建智摘要摘要近年來，因要求輕薄短小的3C產業快速發展，鎂合金逐漸受到產業界的重視，加速了鎂合金的應用，目前用於沖壓製程之鎂板以AZ31為主，然因其原子結構屬於六方最密堆積(HCP)，在常溫的成形性甚差，必須加溫至200℃以上方具備良好之成形性。
但藉由鋰元素之添加，增加了體心立方(BCC)之原子結構，由於BCC可供滑移的系統眾多，因此鎂鋰合金之常溫成形性較佳，可採用一般塑性加工方式成形。
筆記型電腦外殼因為有兩個幾何特徵比較複雜的形狀，所以在沖壓過程中更增加其困難度。
其中一個幾何特徵複雜部分是因為底部圓角半徑太小所造成，因而使衝壓過程中產生皺褶及底部圓角破裂情形，而影響此一參數設計有壓料板之力量、胚料板之尺寸大小及壓料阻條之所在位置，然而這個破裂問題是比較容易解決，從漸進式改變衝頭圓角大小、胚料板尺寸之最佳化設計及增加壓料力方式來解決。
此外，另一個幾何特徵複雜部分是因為鉸鍊凸緣之位置太過靠近邊緣造成圓角之幾何半徑變化過於劇烈所造成，因此在沖壓過程中會產生鉸鍊凸緣部分有破裂情況，而影響此一設計參數有鉸鍊凸緣與邊緣之距離位置、母模之圓角半徑、衝頭角隅半徑、模擦係數及潤滑劑，此一問題可藉由成形過程中切割局部胚料板方式來解決，至於所切割位置則需使用有限元素分析來模擬。
本研究將進行實際開設模具來進行沖壓為以驗證有限元素之分析結果，因此共開設三組模具，板材使用鎂合金LZ91薄板，模具設計製作參數完全採用有限元素分析結果，並經實際沖壓結果證實使用有限元素分析軟體來進行鎂合金LZ91薄板沖壓之模具設計之正確性。
關鍵字：鎂合金LZ91、有限元素法、筆記型電腦外殼、鉸鍊凸緣、關鍵字沖壓模具設計。
AbstractDue to its lightweight and high specific strength, magnesium alloys have been widely used for structural components. However, because of the hexagonal closed-packed (HCP) crystal structures, magnesium alloys show low ductility at room temperature, and require thermal activation to increase their formability. It is well known that ductility of magnesium alloys can be improved with addition of lithium which develops the formation of body centered-cubic (BCC) crystal structures. The BCC crystal structure gives rise to high formability at room temperature.In the present study, the forming process was examined by the finite element simulations. According to finite element simulation analysis, two features in the notebook case were found to be relatively complex geometrically and were thus more difficult to form in the stamping forming. One of the complex features was caused by the small radius of the bottom, which would cause fracture and wrinkling during the stamping forming process. The process parameters resulting in the fracture defect were blank-holder force, blank size, and the location of draw-bead. However, this fracture defect could be easily removed by changing the punch comer radius, optimum blank size, and decreasing the blank-holder force. The other geometric complexity was caused by the dramatic change in the corner radius when the flange of hinge got too close to the edge of the notebook, which would easily cause the fracturedefect around the flange of hinge during stamping forming process. Process parameters causing this defect includes the distance between the flange of hinge and the edge of the notebook, die corner radius, punch comer radius, friction coefficient, and lubricity. This fracture defect around the flange of hinge was eliminated through local trim of blank during the stamping forming process. As for the optimum position distance of local trim blank, it was determined based on the finite element simulation results.To validate the finite element simulation results, an actual stamping process for producing notebook cases was performed. Three sets of tooling were machined to the profiles according to the finite element simulation results. The LZ91 sheets were then stamped into the shapes of notebook cases with the process parameters determined above. The experiment results have validated the finite element analysis for the process design for stamping LZ91 magnesium alloy sheets.Key Words : Magnesium Alloy AZ31、Finite Element Method、notebook case、flange of hinge、Die Design for Stamping。
笔记本电脑上壳冲压模设计解析
分类号:单位代码:10452 毕业论文（设计）笔记本电脑上壳冲压模设计姓名学号年级专业系（院）机械工程学院指导教师2016年3月30日摘要笔记本电脑由于携带方便而广受欢迎。
轻量化是笔记本电脑的发展趋势，因此外壳制造使用镁合金材料，上壳的制造采用冲压模具。
材料确定后要查表并计算修边余量，然后确定毛坯外形及查表得出计算公式计算尺寸，然后查表得出拉深次数，其中要确定加工工艺为落料、拉深、冲孔、修边。
设计冲裁工序时要先由公式计算冲裁力，然后查表得出顶件力系数，由公式可计算出顶件力大小，再加上冲裁力和推料力就得出了压力机要提供的力，由此选择压力机型号，再由公式和查表计算出落料件尺寸和精度即可。
拉深工艺计算时先查表得出抗拉强度和系数，再由公式计算拉深力。
再查表得出计算公式并计算压边力，将二者加起来就得到了压力机应提供的总压力，由此选择压力机型号。
设计冲孔工序时，由公式计算冲孔力、推料力和卸料力，其中的系数查表可得。
关键词：镁合金；冲裁；拉深ABSTRACTThe notebook computers are widely used in recent years because it is easy to carry. The development trend of notebook computer 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 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 coefficient. 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 look 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 of 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; drawing目录1绪论 (1)1.1选题背景及目的 (1)1.2国内外研究状况 (2)1.3课题研究方法 (2)1.4论文构成 (2)2冲压工艺规程的编制 (3)2.1冲压件的工艺分析 (3)2.1.1材料 (3)2.1.2结构工艺性分析 (4)2.2确定毛坯形状及尺寸 (4)2.2.1计算修边余量 (5)2.2.2确定盒形件的毛坯尺寸 (6)2.6毛坯尺寸、外形 (7)2.3排样设计及材料利用率计算 (8)2.3.1排样方式 (8)2.3.2求材料利用率的大小 (8)2.4确定工艺方案 (8)2.4.1确定基本工序 (8)2.4.2比较不同加工方案 (8)2.5工艺计算 (9)2.5.1落料工序 (9)2.5.2拉深工序 (11)2.5.3冲孔工序 (12)2.5.4修边工序 (12)2.6冲压工艺过程卡片 (13)3拉深模设计 (16)3.1模具的结构形式 (16)3.2计算模具的刃口尺寸 (16)3.2.1计算上下模刃口尺寸 (16)3.2.2计算压力中心 (17)3.3零件设计及标准件选择 (18)3.3.1凸模的设计 (18)3.3.2凹模的设计 (19)3.3.3设计定位板 (19)3.3.4弹性压边圈的设计 (19)3.3.5拉深筋的设计 (20)3.3.6设计上下模座与导柱导套 (20)3.3.7出件装置的设计 (20)3.4模具闭合高度的计算 (21)3.5装配图及零件图的绘制 (21)3.6压力机的校核 (21)4修边模设计 (22)4.1模具的结构形式 (22)4.2压力中心计算 (22)4.3零件设计和标准件的选用 (23)4.3.1斜楔和滑块的设计 (23)4.3.2滑块返回行程的复位机构 (25)4.3.3设计出件装置 (25)4.3.4设计上模座 (26)4.3.5下模座的设计 (26)4.3.6压料板的设计 (26)4.3.7防磨板的设计 (27)4.3.8设计导板 (27)4.4模具闭合高度的计算 (27)4.5装配图及零件的图绘制 (28)4.6压力机校核 (28)总结 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1 选题背景及目的镁合金主要以镁组成，质地很轻，刚度和强度很高，超过了铝，并且对环境没有损害[1]很多常用金属在加工时都或多或少会污染环境，很多小型加工厂为了利益不惜牺牲环境，而镁合金在此方面有很大优势。
AZ31B镁合金笔记本外壳冲压工艺技术研究
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2018年第07期·57·文章编号：2095－6835（2018）07－0057－03AZ31B 镁合金笔记本外壳冲压工艺技术研究高孝书，赵雪妮（陕西科技大学，陕西西安710021）摘要：研究了AZ31B 镁合金笔记本外壳冲压成形工艺，分析了单工艺参数和多工艺参数对冲压成形性能的影响，确定了工艺参数对冲压成形深度影响的先后顺序。
研究表明，采用正交优化后的工艺参数组合能显著提高AZ31B 镁合金笔记本外壳的冲压成形性能。
关键词：AZ31B 镁合金；笔记本外壳；冲压；正交优化中图分类号：TG27文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2018.07.057本文选用1.0mm 厚AZ31B 镁合金板材作为研究对象，运用DEFORM 和DYNAFORM 有限元数值模拟与热冲压试验相结合的手段，研究了影响冲压成形性能的单工艺参数以及多工艺参数的组合。
1单工艺参数的影响分析1.1凸模圆角的影响本文研究了凸模圆角半径R p =0.75mm 、1.5mm 、3mm 、6mm 、12mm 的冲压成形情况，直壁圆角半径R c =4mm ，压边力F =9800N ，板材温度T b =250℃，凸模温度T p =100℃，由图1和图2可见，凸模圆角半径（R p ）越大，最大冲压成形深度越大，镁合金的冲压成形性能越好。
1.2凹模直壁圆角的影响如图2所示，凹模直壁圆角半径R c =1mm 、3mm 、5mm 、7mm 、9mm 、11mm 、13mm ，冲压成形深度总体上随凹模直壁圆角半径的增大而增大，在R c =9mm 时，最大冲压成形深度达到最大值，继续增大凹模直壁圆角半径，冲压成形性能降低，从而验证了Chen Fuh-kuo 等提出存在最佳凹模直壁圆角半径的论断。
1.3凸凹模间隙的影响运用DEFORM 对凸凹模间隙Z =1.0mm 、1.1mm 、1.2mm 、1.3mm 、1.4mm 、1.5mm 的成形情况进行模拟计算。
冲压模-笔记本电脑壳上壳模具设计
g si nt he i rb ei n ga re go od f(a)(b)图2.1 工件形状示意图t he i rb ei n ga re go od fo ”半圆形转轮示意图由于弯曲时有部分需要用到滑块使工件能够在竖直方向上弯曲，滑块做水平方向上的运动滑块斜锲斜面与竖直方向的夹角为，则机械效率为α=1QS PS)2tan(tan ϕαα+i rb ei n ga re go od fo 图4.3模具压力中心示意图表4.1模具压力中心数据表基本图形长度各基本要素压力中学L/mmX Y=4501L 240421.5=3002L 720421.51200421.5dAl l t h i ng si nt 图5.1前导板an dAl l t h i ng si nt he i rgo od fo r图5.2垫板图5.3凸模固定板5.3卸料零件的设计e ga re go od fo rs o 图5.3卸料板卸n=45.30610=4.53Ne i r b e i n g a re gme an dAl l t h i n g s i n t h e i r b e i n g a re go od fo rs o。
镁合金制笔记本壳工艺设计
实施思路
通过对零件尺寸及结构分析，综合 考虑经济性、笔记本减重及生产效率， 制定出该零件的工艺流程图。此外，结 合AZ91D镁合金材料特性，通过数值模 拟优化制定该挤压铸造成型工艺，以优 化后的成型工艺为基础，设计并制造相 应的模具，完成试验试制及检测。
工艺流程图
团队水平及项目进展
本团队三名成员均是12级学生,我们积极参加各类 学科竞赛（大学生英语竞赛、数学竞赛、“刘鼎杯” 课外学术大赛、数学建模培训等创新活动），有一定 的动手能力。 我们是大二的学生，还没有机会接触专业课，专 业知识有些欠缺。目前我们正利用课外时间学习铸造 工艺方面的知识，以及三维建模软件Pro/E、铸造模 拟软件Magma，以弥补专业知识方面的欠缺。
（1）重量轻 （4）铸模生产率
（2）良好的抗冲
击和抗压缩能力 （3）良好的铸造 性能
高 （5）高散热性 （6）良好的电磁 扰屏障
项目介绍
以联想Y450笔记本底壳为研究对象，采用AZ91D
镁合金，综合考虑笔记本减重、尺寸精度要求、材 料力学性能和成型工艺等因素; 利用三维造型软件设计出笔记本外壳的三维模型； 分析壳体结构特点，设计多种铸造工艺方案； 使用铸造模拟软件模拟壳体铸造成型及凝固过程， 改进工艺参数，确定最优工艺方案，设计相应的模 具，生产出合格的笔记本外壳。
项目负责人： 成员： 指导教师：
1.
传统的笔记本外壳所用材料多为铝合金、镀锌 钢板和合成塑料。
2. 笔记本电脑在携带和使用时会受到外力冲击, 在
规定的厚度尺寸下,外壳对液晶屏的保护起着重要作 用。
3.笔记本在工作时，其中的各个组件会产生热量，
因此，对外壳材料的散热性提出了更高的要求。
镁合金外壳的优点
AZ61镁合金挤压模具设计
一．镁合金概述及其应用前景1.1 镁镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的密度是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低和易于回收等优点。
镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
镁在自然界分布很广，资源比较丰富，镁的来源最主要的是海水、盐湖卤水中的氯化镁和光卤石以及呈碳酸盐形式的菱镁矿和白云石。
金属镁的生产方法有熔盐电解法和热还原法。
目前世界上用这两种方法生产的镁，分别占80%和20%左右。
熔盐电解法炼镁包括氧化镁的生产及电解制镁两大步；硅热还原法炼镁又有皮江法和马格尼特法两种。
镁具有很好的铸造性能和良好的加工性能。
与其它材料相比，镁的制造成本很低。
尽管每公斤镁锭的价格要比铝贵一些，但它单位体积的成本价格几乎是一样的。
镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。
镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性。
这些特性使镁压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤。
1.2 镁合金性能(1)、在实用金属中是最轻的金属镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属。
应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。
(2)、高强度、高刚性镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
应用范围:手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
镁合金压铸工艺研究及手提电脑外壳压铸模具设计材料成型及控制工程论文
单位代码02学号1101180029分类号TH6密级毕业设计说明书镁合金压铸工艺研究及手提电脑外壳压铸模具设计院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程学生姓名指导教师2015年 5 月02 日镁合金压铸工艺研究及手提电脑外壳压铸模具设计摘要通过在图书馆查阅了相关资料，对于镁合金压铸的流程及特点有了基本的认识，同时对于镁合金手提电脑外壳压铸模具设计有了一个新的认识和自己的设计方向，在对相关资料进行整理翻阅及研究了相关零件后，完成手提电脑外壳的压铸模具设计。
本说明书是以产品的工艺与性能为基础，对压铸工艺的工作流程以及模具结构进行详细的介绍，并且指出了模具设计与制造所要注意的事项。
随着压铸工艺的不断改进，镁合金压铸工艺也不断完善。
优质的压铸件对浇注系统要求很高。
设计浇注系统时，首先由压铸件的面积来确定溢流槽的面积。
为了提高铸件的质量，在金属液充型填充过程中，应该排尽型腔中的气体。
普通的浇口容易产生紊流式填充，而逐渐的质量差，其气孔和冷隔缺陷太多。
所以针对这些问题，连续的锥形双切向浇注系统能够优化设计，而且，增大浇口尺寸使浇注面积扩大从而使浇注的速度减小，这样一来充型过程比较均匀，铸件中的气孔和冷缺陷较少。
在设计优化的基础上，对动模套板、定模套板、动、定模座板，支撑板及辅助结构完成详细的设计。
然后依据实际生产的过程完成装配图。
关键词:手提电脑,镁合金,压铸模具,浇注系统Magnesium Alloy Parts of Die Casting Process And Laptops ShellDie-casting Mold DesignAuthor:WAbstractOf magnesium alloy die casting technology and laptop shell die casting die design has carried on the detailed understanding and analysis, through references and related technical data as well as parts of the structure of the analysis, design a set of laptop shell parts molding die casting mould. This manual is based on product technology and performance, working process of die casting technology and the die structure is introduced in detail, and points out the items to note mold design and manufacturing.Along with the continuous improvement of die casting process, magnesium alloy die casting technology is also constantly improving. High quality die casting of high requirement of pouring system. Design of gating system, the first by the area of the die casting to determine the area of the overflow groove. In order to improve the quality of castings, in the process of liquid metal filling filling, should do the gases in the cavity. Ordinary gate filling prone to turbulent flow type, and quality is poor, the porosity and cold insulation defect too much. So to solve these problems, the continuous conical double tangential pouring system can optimize design, and increase the gate size that pouring area expanded so that casting speed is reduced, so that even during the filling process, the casting of the porosity and less cold defects. On the basis of design optimization, the dynamic model of plate, using the mould boards, and set the mold base plate, support plate and auxiliary structure completed the detailed design. And then according to the actual production process to complete the assembly drawing.Keywords: Notebook computers; M agnesium alloy;Die-casting die;Gating system.目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 镁合金手提电脑外壳 (1)1.3 我国镁合金压铸工艺研究现状 (2)1.4 国外镁合金压铸工艺研究现状 (3)1.5 课题研究意义 (4)2 金属压铸工艺 (5)2.1 压力铸造及薄壁铸件特点 (5)2.2 压铸临界条件 (5)2.2.1 传热临界条件 (5)2.2.2 速度临界条件 (6)2.3 压铸型设计 (6)2.4 充型过程研究 (6)2.5 压铸件的清理、浸渗、后处理和表面处理 (7)3 浇注系统及溢流系统优化设计 (8)3.1 压铸参数选择 (8)3.1.1 压铸件基本参数 (8)3.1.2 比压的确定 (8)3.1.3 压铸机参数选择与校核 (9)3.2 分型面的确定 (10)3.3 充型时间确定 (10)3.4 浇注系统的设计 (11)3.4.1 锥形双切向浇口形式设计 (12)3.4.2 镁合金材料库参数选择 (12)3.4.3 锥形双切向浇口形式的分析 (13)3.5 溢流系统设计 (14)3.5.1 溢流槽的结构形式 (14)3.5.2 溢流系统方案的分析 (14)4 模具设计 (15)4.1 模架设计 (15)4.1.1 模架的基本形式及设计重点 (15)4.1.2 设计定模座板 (15)4.1.3 设计动模座板 (15)4.1.4 设计定模镶块及动模镶块 (16)4.1.5 圆型芯的设计 (16)4.1.6 套板的设计 (16)4.1.7 支承板的设计 (17)4.1.8 导柱和导套的设计 (18)4.2 辅助机构设计 (18)4.2.1 推出机构的设计 (19)4.2.2 复位机构设计 (22)4.2.3 限位钉的设计 (22)4.2.4 压铸模具校核 (22)4.2.5 压铸模具装配 (23)5 总结 (25)参考文献 (27)1 绪论1.1 研究背景目前，国内笔记本的应用越来越普及，但是人们的环境保护意识还是相当的薄弱。
镁合金冲压模具设计研究
镁合金冲压模具设计研究【摘要】随着经济的发展和社会的进步，人们增加了对各类产品的需要。
在各类产品生产的过程中，冲压模具的设计研究是非常重要的，尤其是镁合金的冲压模具设计。
只有将镁合金冲压模具的设计得以提高才能保证产品的质量，在设计的基础上能对产品进行不断的创新，进而使产品的质量得到提高。
现阶段有很多的小商品都已经利用计算机等先进的技术进行冲压模具的设计，这种新技术的应用能够使冲压模具的设计工作更加简单、方便。
【关键词】镁合金；冲压模具；设计研究所谓冲压模具就是对材料进行冷冲压加工，使这些材料变成各类半成品或零件的一种加工过程，镁合金冲压模具是冲压模具设计中的一种。
在常温下使材料在模具的作用下进行施压，让材料产生变形或分离进而获得一些需要的零件的方法就被成为冲压。
对于镁合金的冲压模具设计很多企业已经对其进行了信息技术与计算机结合的方法进行设计，在计算机中通过多种软件的作用对材料进行冲压模具设计，能将设计的周期减少，提高设计的精度。
这种方法更有利于现代的设计理念。
1镁合金冲压模具简介进行冲压的原材料一般为带材或者板材。
在冲压的工作中，弯曲、冲切和冲孔等工作都需要在模具的作用下才能顺利完成，如果进行冲压的零件比较复杂就需要应用大量的模具。
模具的形成如果只是通过简单的组合来形成的，生产的效率相对较低，一旦要对其进行大量生产则不应使用这种方法。
镁合金冲压过程中对材料有着较高的利用率，所以在对零件进行生产的过程中浪费的现象较少，这就导致生产镁合金冲压模具的过程中将会产生很小的成本，进一步提高了经济效益。
通过镁合金冲压获得的零件无论是在精度还是在尺寸方面都将拥有极好的互换性能，使用和装配的需求都能得到相对的满足。
在镁合金冲压的作用下材料不仅在外形上存在一些变化，在内部的结构上也会进行改变，进一步提高了其机械能。
通过对零件进行冲压处理会产生轻质量的优点，在我国各行业零件生产过程中都有着十分广泛的应用。
今后我国镁合金冲压行业还会不断的发展，所以，设计人员对于镁合金冲压模具的设计研究也要不断的加强。
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(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