筆記本電腦殼上殼沖壓模設(shè)計(jì),筆記本,腦殼,沖壓,設(shè)計(jì) HUNAN UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 設(shè)計(jì)（論文）題目 鎂合金筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 薄 鳳 俠 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 材料成型與控制工程00-1班 指導(dǎo)老師 黃 長(zhǎng) 清 系主任(院長(zhǎng)) 陳 振 華 評(píng)閱人 2004年 6 月 15 日 開(kāi) 題 報(bào) 告 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 一、論文題目 二、 文 獻(xiàn) 綜 述 金屬鎂及其合金是迄今在工程中應(yīng)用的最輕的結(jié)構(gòu)材料，其具有在體積相同時(shí)比鋁合金輕36%，比鋅合金輕73%，比鋼輕77%的優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用中減重效果較顯著，像手機(jī)外殼、筆記本電腦外殼這些零件都需要這種材料，并且其加工能量?jī)H為鋁的70%。被譽(yù)為21世紀(jì)重要的商用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。 鎂合金研究開(kāi)發(fā)的第一次熱潮始于第一次世界大戰(zhàn)前，直到20世紀(jì)60年代中期，驅(qū)動(dòng)力主要是鎂合金在軍工和航空工業(yè)中的應(yīng)用。當(dāng)時(shí)的研究方向主要是加Ag固溶強(qiáng)化以提高強(qiáng)度，加Li一得到高韌性合金，主要針對(duì)砂型和金屬型鑄件，壓鑄鎂合金主要是美國(guó)的AZ91和德國(guó)的AZ81。從20世紀(jì)60年代后期到80年代后期是鎂合金開(kāi)發(fā)的第二階段，由于汽車(chē)和飛機(jī)制造業(yè)的需要，提高鎂合金的高溫強(qiáng)度是這一時(shí)期的重點(diǎn)。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。 三、選 題 背 景 及 其 意 義 四、設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 目 的 與 要 求 設(shè)計(jì)模具裝配圖1張，要求CAD繪圖。 繪制全部零件圖，并注明各個(gè)零件的材料、尺寸、公差、表面粗糙度和熱處理等技術(shù)要求。 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（約1.2萬(wàn)字），打印成冊(cè)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按給定形式編寫(xiě)和裝訂，字號(hào)統(tǒng)一為小4，字體為宋體。設(shè)計(jì)圖紙可以單獨(dú)裝訂。全部畢業(yè)論文件匯總袋裝。 五、設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 由于鎂為密排六方結(jié)構(gòu)，在室溫下滑移系較少，塑性變形能力差，故在塑性加工時(shí)應(yīng)采用熱加工方式。鎂合金AZ31的沖壓也不能在常溫下進(jìn)行，試驗(yàn)室已成功的拉深鎂合金AZ31的易拉罐，壁厚為0.7mm，在加熱190度時(shí)，拉深70mm；加熱到250度時(shí)，拉深75mm ，這是鎂合金AZ31應(yīng)用于沖壓的一個(gè)成功的試驗(yàn)，通過(guò)這個(gè)試驗(yàn)可以反求得到一組有關(guān)鎂合金AZ31沖壓性能的數(shù)據(jù)。 筆記本電腦外殼屬于盒形件，本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)拉深過(guò)程，筆記本電腦外殼應(yīng)屬于低盒形件拉深。對(duì)于低盒形件，圓角部分的影響相對(duì)較小，圓角處的變形最大，所以防止起皺和拉裂是關(guān)鍵。 通過(guò)分析筆記本電腦外殼的特征和對(duì)鎂合金AZ31性能的了解，經(jīng)過(guò)討論，初步確定工藝方案為： 落料—拉深—沖孔—切口—整形—修邊 由于筆記本電腦外殼深度較淺，面積較大，所以估計(jì)可以一次拉深成型。 六、工 作 特 色 及 其 難 點(diǎn), 采 取 的 解 決 措 施 在拉深過(guò)程中，四個(gè)圓角處容易起皺，應(yīng)加拉深筋。 鎂合金在低溫下的塑性變形能力差，要加熱才能進(jìn)行拉深。 拉深時(shí)要使用壓邊圈，壓邊力要適中，注意防止拉裂。 鎂的拉深極限和拉深過(guò)程中的回彈問(wèn)題也是要考慮的。 七、論 文 的 工 作 量 及 進(jìn) 度 安 排 2004.3.1—2004.3.26： 搜集資料和確定工藝方案 性能方面的資料和有關(guān)沖壓工藝方面的資料，主要有《 機(jī)械工程材料》、《特種鑄造及有色金屬》、《沖壓工藝學(xué)》、《沖模技術(shù)》等。 2004.3.27—2004.4.30： 對(duì)零件的毛坯尺寸，沖裁力計(jì)算，壓力機(jī)選擇及畫(huà)模具裝配圖和各零件圖。 2004.5. 1—2004.5.14: 寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2004.5.15—2004.6.1: 檢查修改說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū) （全日制本科生） 課題名稱(chēng) 鎂合金筆記本電腦外殼沖壓模 設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)、班級(jí) 材料成型與控制工程00－1班 學(xué)生 薄 鳳 俠 指導(dǎo)老師 黃 長(zhǎng) 清 系主任(院長(zhǎng)) 陳 振 華 2004年 6 月15 日 V 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鎂合金筆記本電腦外殼沖壓模具設(shè)計(jì) 摘 要 分析了筆記本電腦外殼的沖壓工藝，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 Design of the Stamping Die for the Magnesium AZ31 Outer Shell of the Notebook PC Author: Bo Fengxia Tutor : Huang Changing Abstract 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 introduces 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 can’t draw in normal 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 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 requirement of the product. Key words: the outer shell of the notebook PC, stamping process, drawing die, trimming die 目 錄 1 緒論……………………………….…………………………………………….…1 1.1 選題背景及目的…………………………………….……..…………………1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況…………………………………….………………………..1 1.3 課題研究方法………………………………….……………………………..2 1.4 論文構(gòu)成………………………………….…………...……………………...2 2 沖壓工藝規(guī)程的編制 ………………………………….……………………..3 2.1 沖壓件的工藝分析 …………………………………………………………3 2.1.1 材料 ………………………………………………………………….4 2.1.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析 ……………………………………………………5 2.2 毛坯形狀、尺寸的確定 ……………………………………………………6 2.2.1 盒形件的修邊余量 ………………………………….………………6 2.2.2 盒形件毛坯尺寸計(jì)算 ……………………………………………….7 2.3 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算 ……….………………………………….…..8 2.3.1 排樣方式 ……………….………………….………………………...8 2.3.2 材料利用率計(jì)算 ……….…………………………………………...9 2.4 確定工藝方案 ……………………………………………………………….9 2.4.1基本工序的確定 ………………………………….…………………9 2.4.2不同工藝方案的比較 ……………………………………………….9 2.5 工藝計(jì)算 ……………………………………………………………………10 2.5.1 落料工序 …………………………………………………………...10 2.5.2 拉深工序 …………………………………………………………...11 2.5.3 沖孔工序 ……………………………………………………………12 2.5.4 修邊工序 ……………………………………………………………13 2.6 沖壓工藝過(guò)程卡片 ………………………………………………………...14 3 拉深模設(shè)計(jì) ……………………………………….…………………………..17 3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式 ……………………………………….………………….17 3.2 模具刃口尺寸計(jì)算 …………………………………….…………………18 3.2.1 上下模刃口尺寸計(jì)算 …………………….……………………….18 3.2.2 壓力中心計(jì)算 ……………………………………………………..19 3.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇 …………………………………………………..19 3.3.1 凸模的設(shè)計(jì) …………………………..……………………………19 3.3.2 凹模的設(shè)計(jì)…………………………………..….………………….21 3.3.3 定位板的計(jì) ………………………………...……………………...21 3.3.4 彈性壓圈的設(shè)計(jì) …………………………...………………………21 3.3.5 拉深筋的設(shè)計(jì)……………………………………………………….22 3.3.6 上下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) …………………….……………….22 3.3.7 出件裝置的設(shè)計(jì) …………………………………………………..22 3.4 模具閉合高度的計(jì)算 ……………………………………………………...23 3.5 繪制裝配圖及零件圖 ……………………………….……………………..23 3.6 壓力機(jī)校核 ………………………………………….……………………..23 4 修邊模設(shè)計(jì) ……………………………………….…………………………...24 4.1 模具的結(jié)構(gòu)形式 ………………………………………..…………………24 4.2 壓力中心計(jì)算 …………………………………….……………………….25 4.3 零件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件選擇…………………………….………………………25 4.3.1 斜楔和滑塊的設(shè)計(jì) ………………………………………………..25 4.3.2 滑塊返回行程的復(fù)位機(jī)構(gòu) ………………….…………………….27 4.3.3 出件裝置的設(shè)計(jì) ……………………………….…………………..27 4.3.4 上模座的設(shè)計(jì) ……………………………………………………...28 4.3.5 下模座的設(shè)計(jì) ………………………………………………………28 4.3.6 壓料板的設(shè)計(jì) ………………………………………………………28 4.3.7 防磨板的設(shè)計(jì) …………………………….….…………………….29 4.3.8 導(dǎo)板的設(shè)計(jì) ………………………………….………………………29 4.4 模具閉合高度的計(jì)算 …………………………………………………….…29 4.5 裝配圖及零件圖的繪制 ………………………………………………….….30 4.6 壓力機(jī)校核 …………………………………………………………………..30 設(shè)計(jì)總結(jié) …………………………………………………………………………31 致謝 ………………………………………………………………………………32 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………33 、 專(zhuān)業(yè)定做機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì) QQ834308595 第36頁(yè) 1 緒論 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)。 2 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) AZ31B 0.05 0.005 0.005 0.04 0.30 鎂合金具有比重輕，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(chē)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/MPa 0.2%屈服強(qiáng)度min/mm 伸長(zhǎng)率(50mm或4D) min/ %D、E AZ31 F 棒、型 ￡6.30 所有 240 145 7 線 材 >6.30-40.00 所有 240 150 7 >40.00-60.00 所有 235 150 7 >60.00-130.00 所有 220 140 7 空心型 材 所 有 所有 220 110 8 管 材 0.70-6.30 ￡150 220 140 8 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 R3 t/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=6 H0— 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=(0.03~0.05)H0 取 △H=0.05H0=0.05ｘ18=0.9 則 H= H0+△H=18.9 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Пa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(chēng)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+0.57ｘ3=23.71mm l2=18.9+0.57ｘ3=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=(2ｘ3ｘ23.71)1/2=12mm R2=(2rH2)1/2=(2ｘ3ｘ20.61)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=0.073 t/Dｘ100=1/293ｘ100=0.34 r/B=3/260=0.0115 查文獻(xiàn)[5]表4-26 H/B1=0.3/0.85=0.255 H/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/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1000ｘ750mm,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， 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-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)?？梢允∪スば颍股a(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=1.3Ltτ=1.3ｘ2ｘ(339+297) ｘ1ｘ140=252616N=252.6KN 其中 t— 材料厚度 ，單位為[mm]； τ—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=0.08 F卸=0.08ｘ252.6=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，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△)0δd Dp=(D-Zmin)0-δp= (D-x△- Zmin) 0-δp 式中 Dd、Dp—分別為落料件凹模和凸模尺寸 △—工件公差 δp、δd—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 δp=0.035mm δd=0.050mm 查文獻(xiàn)[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 圓角部分 D0=24 D0'=22 查文獻(xiàn)[3] 得 δp=0.02 mm δd=0.025 mm 查文獻(xiàn)[8]附表1 △1=△2=0.52 mm 表1-2-20 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 Dp0'=(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 τ=35~50Mpa 抗拉強(qiáng)度 σb=30~50 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)tσbK4 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 σb—抗拉強(qiáng)度 單位(Mpa) K4—系數(shù) H/B=18.9/260=0.07 r/B=3/260=0.0115 t/Dｘ100=1/297ｘ100=0.33 查文獻(xiàn)[80]表1-4-33 得 K4=0.7 所以 F拉=（2ｘ260+2ｘ305-1.72ｘ3）ｘ1ｘ50ｘ0.7 =39369N≈40KN 查文獻(xiàn)[8]表1-4-26 得 壓邊力 F壓=AP 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 P=3 F壓=（293ｘ340-260ｘ305）ｘ3=60960 N≈61 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=1.3Ltτ=1.3ｘ[81ｘ4+4π(15+13)/2]ｘ1ｘ140=99008N≈99KN 推料力 F推=n K推F沖=5ｘ0.055ｘ99=27.23KN 卸料力 F卸=K卸 F沖=0.04ｘ99=3.96 KN n=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=0.04 F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 對(duì)于筆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2.6 修邊順序 (1)第一次切邊 F切=1.3Ltτ 式中：F切－切邊力（N） L－工件輪廓周長(zhǎng)（mm） t-材料厚度（mm） τ-材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa） 則F切=1.3×780×1.0×140＝141960N=142（KN） (2)第二次切邊 F切=1.3Ltτ 則F切=1.3×724×1.0×140＝131768N=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 =64792N =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(chēng) 筆記本電腦外殼沖壓件 零件名稱(chēng) 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AZ31 1.0750 1000 293340 6 第1頁(yè) 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 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 J31— 2500壓力機(jī) 修邊模 5 垂直修邊模 J31— 2500壓力機(jī) 修邊模 垂直斜楔修邊復(fù)合模 J31— 2500壓力機(jī) 水平垂直修邊復(fù)合模 3 拉深模設(shè)計(jì) 3.1 模具的結(jié)構(gòu)形式 因?yàn)橹萍牧陷^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(lèi)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)或少設(shè)拉深筋。直邊處則設(shè)1~3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=(1~1.1)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=2.9mm rp=(0.414ｘ2.9+0.1ｘ1)/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(chēng)的，所以壓力中心的計(jì)算比較麻煩，又因?yàn)榇肆慵茖?duì)稱(chēng)，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260ｘ305ｘ85mm (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]，則需核算刃口接觸強(qiáng)度應(yīng)力бk，因此此時(shí)接觸應(yīng)力бk應(yīng)大于平均應(yīng)力б0。 圖3.4 計(jì)算凸模強(qiáng)度時(shí)所取的面積 бk=Ltτ/Fk≤[б] 式中 L—沖件輪廓長(zhǎng)度(mm) t—沖件材料厚度(mm) τ—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/2 бk—凸模刃口接觸應(yīng)力 [б]—凸模材料許用應(yīng)力 取[б]=1800N/mm2 бk=(305ｘ2+260ｘ2)ｘ1ｘ50/(305ｘ1+260ｘ1)=100<[б]=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) 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400ｘ400ｘ70mm，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400ｘ400ｘ3mm，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400ｘ400ｘ8mm，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HRC28-32,材料為HT200。上模座尺寸為A400ｘ400ｘ55，下模座尺寸為A400ｘ400ｘ65。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=900 Hmin=230 H=275 滿足 工作臺(tái)尺寸 586×950 下模座尺寸為 560×560 滿足要求 4 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(lèi)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(chēng),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=tgβ Q=F/cosθ1 圖4.5 工作受力圖 斜楔角β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β=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=8ｘtg50=9.53mm 取S3=10mm 右邊的滑塊尺寸為70ｘ222ｘ35mm，左邊的滑塊尺寸為70ｘ132ｘ35mm。 (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α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=(2~1)：1 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 圖4.6 滑塊尺寸關(guān)系圖 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。ぷ魍戤吅?，滑塊不能自動(dòng)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(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660ｘ460ｘ95mm 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660ｘ460ｘ120mm 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(chēng)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25ｘ100ｘ5mm，序號(hào)為08，尺寸為75ｘ222ｘ8mm，序號(hào)為23，尺寸為25ｘ50ｘ5mm，序號(hào)為35，尺寸為35ｘ100ｘ5mm。 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32ｘ50ｘ8mm。 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是上模座的高度，H2是下模座的高度，H3是斜楔行程。 4.5 裝配圖及零件的圖繪制 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。 4.6 壓力機(jī)校核 表3.1 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 滑塊行程 315 接近 可以將零件放進(jìn)取出 閉合高度 Hmax=490 Hmin=490-310=180 H=225 滿足 工作臺(tái)尺寸 1000×950 下模座尺寸為 660×460 滿足要求 設(shè)計(jì)總結(jié) 轉(zhuǎn)眼間三個(gè)月就過(guò)去了，經(jīng)過(guò)這一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)又有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，對(duì)沖壓的了解又加深了一層，同時(shí)也對(duì)自己獨(dú)立完成設(shè)計(jì)增加了一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以后走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)查閱了大量的資料，我認(rèn)識(shí)到自己對(duì)沖壓是多么的缺乏了解。更深一步的感受到?jīng)_壓過(guò)程中的工藝分析是多么重要，在前面的幾周內(nèi)都是在做工件的工藝分析，當(dāng)自己認(rèn)為分析的已經(jīng)足夠，考慮的也足夠詳細(xì)了，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)了的時(shí)候，動(dòng)起筆來(lái)，卻不知從何下手，拉深過(guò)程中的起皺，拉裂怎樣預(yù)防，怎樣取出工件，加熱的爐子應(yīng)該放在哪里，等等很多問(wèn)題都不知怎么解決。剛剛認(rèn)為拉深模的設(shè)計(jì)可以告一段落時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)原本想好的修邊模又出了問(wèn)題，原本打算設(shè)計(jì)垂直斜楔修邊復(fù)合模，卻發(fā)現(xiàn)由于一開(kāi)始沒(méi)有考慮到尺寸相對(duì)于零件太大，設(shè)計(jì)出的模具達(dá)不到工件的精度要求，根本不能設(shè)計(jì)成復(fù)合模，所以又趕著修改修邊模，所幸最后終于按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，拉深筋的位置和尺寸不能很精確的確定，因?yàn)樗屠钸^(guò)程中的很多因素有關(guān)，并且有關(guān)拉深筋方面的文獻(xiàn)資料相對(duì)比較少。雖然在沖壓過(guò)程中拉深筋的有著舉足輕重的作用，但是關(guān)于拉深筋的理論還很籠統(tǒng)，還不系統(tǒng)，沒(méi)有非常精確的公式去計(jì)算，很多時(shí)候都是靠經(jīng)驗(yàn)，所以拉深筋的最終位置需要在試制過(guò)程中確定，需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況來(lái)確定。 在我即將走向社會(huì)的時(shí)候，很慶幸自己能夠有這樣的機(jī)會(huì)使自己得到鍛煉，在鞏固專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也學(xué)習(xí)了一些其他方面的知識(shí)，并且感覺(jué)在思想上也有所進(jìn)步。比如這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)習(xí)了三維造型的軟件(UG)和模具設(shè)計(jì)與制造方面的知識(shí)，另外還進(jìn)一步學(xué)習(xí)了零件加工工藝方面的知識(shí)。我為自己能夠在大學(xué)的最后階段上一堂如此難忘的課而感到高興，四個(gè)字形容就是“受益匪淺”。有了這次經(jīng)歷，我將信心百倍的走向今后的工作崗位。 參考文獻(xiàn) [1] 余琨，黎文獻(xiàn)等．變形鎂合金的研究、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J]．中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2003,13(2):277-288. 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