1442-镁合金笔记本电脑外壳冲压模具设计
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提高板材成形效率的坐标网分析法J.H. Yoon, H. Huh.机械工程学院,韩国高级科学协会和技术科学镇Daejeon 305-701,南韩摘要本篇文章是采用一种新推出的方法来对提高板材的成形效率进行分析,这种方法就是坐标网分析法。这种方法就是研究扭曲单体,即通过适当的研究规范,建立补片,包括修正后的单体。每一片都被扩展到一个三维的表面从而获得一个连续坐标的信息。在构造表面时,应包括每一个片,NURBS(非均匀有理 B样条) 表面被用来描述一个三维自由表面。以被构造表面为基础,每一个节点一般被安排成一个非常接近正方形的单体元素。计算状态函数是从它原始的网格系统映射到新的网格之内,从而对成形进行下一阶段的分析或更进一步的分析。按网格方法的分析结果与没有坐标网方法直接成行的分析结果相比较来确定哪一种方法是更有效的。 2003 Elsevier B.V. 版权所有.关键词:坐标网;变形单体;NURBS;有限元分析1. 概述随着计算机技术和数字技术的结合和快速发展,用数字模拟进行板材成形加工达到空前的繁荣。数字分析对复杂几何图形的板材成形和多级成形都可以做到。对于一个复杂的几何模型来说,尽管局部严重变形将会导致计算时间的增加和数据分析的减少。从而使分析结果更加不准确。几何网格的扭曲和严重变形对板材成形的质量有很大影响,特别是对于多级成形。当上一级成形的分析结果用于下一级成形分析时,几何网格的扭曲和变形对分析结果影响更大。这种被扭曲网格的错误表象可以通过整体的或自适应重啮合技术的网格系统的重建来避免。在模拟期间,减少单体扭曲,自适应重啮合技术被认为是一种有效的方法。但是,它仍然需要大量的计算,并且在单体的细分中也受到限制。要构造一个网格系统的有效方法已经被许多研究人员提上日程。典型的方法可能是下面几种:r-方法,h-方法,p-方法。r-方法就是在网格系统的总的自由度不变的情况下,节点被完全重排;h-方法就是在元素单体具有相同的自由度的情况下让网格的数目增加;p-方法就是通过网格系统的整体自由度的增加来提高分析的准确性。Sluiter 和Hansen文献4和Talbert 和 Parkinson文献5构造了一个晶格分析范围,它像一个连续的环,而且是从主要环中分离出的子环元素。Lo文献 6在整个晶格范围内构造了一个三角形元,并且通过合并邻近的三角形元而构造矩形元素。本篇文章中的坐标网方法是一种新推出的方法,它旨在用有限元分析提高板材成形效率。坐标网法根据一些规范可以自动地找出变形单体,并对这些片进行修正。然后,每一片都被扩展到一个三维表面用来获得在三维表面的连续坐标系的信息。这个包含了每一片的表面用来作为使用了NURBS的三维自由表面来描述。以被构造表面为基础,每一个节点都被彻底改变,用来组成一个正方形的规则单体。状态函数的计算是从它原始几何网格映射到新的网格之内,从而进行下一阶段的成形分析。从得到的数据结果中证实使用坐标网方法的效率和结果的准确性。这也证实了此种方法在板材构件碰撞分析的成形模拟中的有效性。2. 体的规则化之所以要介绍对变形体的修正使之成为一个规则化过程,是为了提高变形体在下一个有限元计算中的分析效率。在规则化过程中,变形体根据适当的搜索规范有选择的分配到各片。这些片通过分析NURBS在连续坐标系的三维表面上的全部数据而扩展到一个三维表面。变形后的每个节点为了得到一个新坐标将被调整为一个近似正方形的规则单体。2.1 网格变形标准变形有两种几何标准可供选择:一是内角;另一个是单体纵横比。2.1.1 内角从有限元计算中得到矩形元素的内角应是接近直角的。Zhu et al. 文献7给了这种元素一个合理的定义,就是当四个内角都是在 90 45 的范围内时。同时Lo和 Lee文献8也提出了相同情况下的内角,角度在90 52.5范围内。内角的网孔变形是由式(1)的构成所决定的。当式 (1).小于/3 或 (i)max 在式(3) 9中大于/6 网孔被认为是变形的。这个标准之所以相当严格是为了避免万一在限制区域应用规则化方法受到几何图形的限制:2.1.2 单体纵横比四条边具有相同长度的理想单体的纵横比应该是一致的。纵横比被定义如式(4) ,并且当变形小于5即比严格标准少很多时,它也被定义:此处r ij表示单体边长。2.2.作图范围2.2.1 片的设计通过网格变形标准所选择的变形单体,根据它们在几何成形时外形的复杂程度被分不到各个不同的区域。这些单体被分配到各片,并用来构造算法效率。这些片的形状被拼凑成矩形,包括所有变形体,目的是扩大规则化和NURBS表面在下一部分说明中的应用。这个过程如图1所示,当孔和边缘被设置在变形体中时,这些区域被填满,从而得到矩形片。然后,这些片利用NURBS表面映射到一个三维自由表面。这个过程对于在三维表面上获得连续坐标的全部信息是非常重要的。NURBS表面在使用较少的数据点和由于局部改变而不改变这个区域的数据的情况下快速的描述这个复杂的形状。2.2.2 NURBS表面NURBS表面通常通过如式(5) 来表述,像p-向量在u- 方向中和q-向量在v-方向中10:此处P i,j是控制点如u- , q- 方向。W i,j是加权因子, 是基础函数通过式(6)来表达:为了把这些点映射到构造的表面上,一系列连续的点在NURBS表面创建了。每一个用规则化方法移动过的节点都被定位,以至于在NURBS表面上定位点在两节点之间有最小距离。这些移动过的连续节点的信息都被存储,用来构造一个新的网格系统。2.3 规则化过程规则化方法与形成矩形片单体一起完成的。规则化的有限元通过图2所示次序被依次选择。每一个被选择的单体都被分成两个三角形元,并且这些三角形元通过圆心的重定位都由直角三角形元组成,圆的直径如式(7)和图3所示,从X1到X 2。当这个过程结束的时候,相同的过程在另一方向被重复:通过规则化方法对节点的重定位,其最终位置被在NURBS表面上的点的位置所代替。当规则化过程完成后,为产生粗糙的区域,一个简单的缓和的过程通过式(8)被执行:此处P N是新节点的坐标,A i 临近区域的元素的坐标,Ci 临近元素的质心。2.4 变形程度作为一个变形因子,变形程度(LD)是最新提出的 ,LD可能是用来评估单体在质量方面改进的程度:此处LD在0 和1之间浮动;当LD=1 时,单体是一个方形的理想单体,当LD=0 时,四边形元变成了三角形元。 时单体的四个内角,因此A 是内角因子,B 是单体侧面长宽比的因子并且为了使LD对B的变化不那么敏感,B被定义为双曲线正切函数。例如,当单体侧面合理的长宽比是1:4时,B的值可以通过 和来调整,使函数B的斜率围绕着B =0.25急剧变化。结果,当 的长宽比小于0.25时,LD的值急剧增加,当 大于0.25时,LD 的值增加缓慢。这种方法可以调节内角和长宽比使它们在LD上有相同的效果。2.5 状态函数的映射当坐标网系统用于下一步的成形分析或结构分析的计算时,状态函数的映射就是非常必要的,通过映射,可以在考虑上一步成型过程的前提下得到更准确的分析。映射过程就是通过状态函数的计算把原来的网格系统映射到新的坐标网系统。如图4所示,一个球面在一个新节点周围建立,将导致球面上节点的状态函数影响新节点的状态函数。新节点的状态函数是由球面上原来节点的状态函数所决定的,如式(12)所示,加权因子在两节点的距离上成反比。此处V j是原始网格系统的状态函数的计算结果,r j使新节点到附近节点的距离。3.数例3.1.1 油盘的成形分析油盘在冲压车间一般要经过两个工序制作,而根据现在这种方法,单工序冲压就可以完成。如图5所示的凸模和模架。不论什么时候有限元系统需要提高计算效率,规则化方法都可应用于其中。在这个范例中,这种方法应用于油盘成形分析中的两次成形间隙,如图6所示。图7说明了规则化方法的过程。图7(a)所示为成形时凸模行程为60%时的变形,有3个地方发生了网格变形,也就是片的数量是3。变形网格是根据2个网格变形的几何规范来选取的。如图7所示的包括所有变形体的矩形片的形成。最终补片中的单体被规则化,如图7(c)所示。为了评价应用规则化系统后的单体质量的改进程度,应用规则化网格系统的LD值与原始网格系统的值相比较,结果如图8所示应用了规则化系统的LD值在整个单体上均匀分布,而应用了一般网格系统的LD值则在很大范围内变化。这 就意味着在相同的变形程度下,应用规则化网格系统其质量提高了。结果如图9 所示,应用了规则化网格系统的有限元计算明显领先于直接分析的。在油盘成形分析中,应用规则化网格系统可使计算时间减少了大约12%甚至减少了2倍,计算时间的减少量可能会随着更频繁的规则化调整而增加。3.2 构件主视图的断裂分析碰撞分析通常是在不考虑成形结果的情况下采用网格系统完成的成形分析。如果考虑成形结果,即考虑分析结果的准确性和可靠性,那么用于成形分析的网格系统可能会直接应用于碰撞分析来分析其效率。成形分析后,在没有重组合的情况下直接进行碰撞分析从而导致网格系统有很多网格发生了严重的扭曲和变形。一种补救的方法就是创建一个新的网格系统,另一种方法就是成形分析之后修正网格系统。如果重组合过程能够成功应用,应用后一种方法将非常有效。作为一种有效的重组合过程,规则化方法可以把变形网格转换成一个新的正方形中去。本例中,构件主板部分被命名为强化板,如图10所示,它被选择来进行碰撞分析。在成形分析后的构件的局部变形区域,不规则的有限元通过如图11所示的规则化方法修正成规则的单体,这个坐标网系统就用在碰撞分析中,如图12所示。使用坐标网系统的碰撞分析可以在不影响分析结果准确性的前提下通过选择更大的时间间隔完成,如图13所示。和原来的网格系统的计算时间比较,碰撞分析的时间减少了40%,分析结果在所用时间和计算结果的准确性方面都是较好的,并且还证明了坐标网系统可以有效的提高数字分析效率。4 结论坐标网方法是一种新推出的用来提高有限元分析板材成形性能的方法。在板材成形分析中的网格变形如此严重,导致后来的分析困难或得到的结果不准确,但是现行的这种坐标网分析法对于重组合又最小作用,还可以避免上述情况。在逐渐增加的分析中或多级成形的下一级分析中,坐标网格可以完成。从板材成形模拟中可以获得成形构件的断裂分析,当坐标网可以完成这些时,它也证明了使用坐标网分析性能得到很大提高。数字结果既证实了用坐标网分析法的有效性和效率性又证明了结果的准确性。参考文献:1 A.R. Diaz, N. Kikuchi, J.E. Taylor, A method of grid optimization for finite element methods, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng. 41 (1983) 2945.2 B.A. Szavo, Mesh design for the p-version of the finite element method, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng. 55 (1986) 181197.3 P. Diez, A. Huerta, A unified approach to remeshing strategies for finite element h-adaptivity, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng. 176 (1999) 215229.4 M.L.C. Sluiter, D.C. Hansen, A general purpose two-dimensional mesh generator for shell and solid finite elements, in: Computer in Engineering, vol. 3, ASME, 1982, pp. 2934.5 J.A. Talbert, A.R. Parkinson, Development of an automatic, twodimensional finite element mesh generator using quadrilateral elements and Bezier curve boundary definition, Int. J. Numer. Meth Eng. 29 (1990) 15511567.6 S.H. Lo, Generating quadrilateral elements on plane and over curved surfaces, Comput. Struct. 31 (1989) 421426.7 J.Z. Zhu, O.C. Zienkiewicz, E. Hinton, J. Wu, A new approach to the development of automatic quadrilateral mesh generation, Int. J. Numer. Meth. Eng. 32 (1991) 849866.8 S.H. Lo, C.K. Lee, On using meshes of mixed element types in adaptive finite element analysis, Finite Elem. Anal. Des. 11 (1992) 307336.9 A. El-Hamalawi, A simple and effective element distortion factor, Comput. Struct. 75 (2000) 507513.10 L. Piegl, W. Tiller, The NURBS Book, 2nd ed., Springer, New York, 1997.HUNAN UNIVERSITY毕 业 设 计 (论 文 )设 计 ( 论 文 ) 题 目 镁 合 金 笔 记 本 电 脑 外 壳 冲 压模 具 设 计 学 生 姓 名 薄 凤 侠 专 业 班 级 材 料 成 型 与 控 制 工 程 00-1 班 指 导 老 师 黄 长 清 系主任 (院长 ) 陈 振 华 评 阅 人 2004 年 6 月 15 日开 题 报 告姓名: 学号: 班级: 一、论文题目二、 文 献 综 述金属镁及其合金是迄今在工程中应用的最轻的结构材料,其具有在体积相同时比铝合金轻 36%,比锌合金轻 73%,比钢轻 77%的优点,在应用中减重效果较显著,像手机外壳、笔记本电脑外壳这些零件都需要这种材料,并且其加工能量仅为铝的70%。被誉为 21 世纪重要的商用轻质结构材料。镁合金研究开发的第一次热潮始于第一次世界大战前,直到 20 世纪 60 年代中期,驱动力主要是镁合金在军工和航空工业中的应用。当时的研究方向主要是加 Ag 固溶强化以提高强度,加 Li 一得到高韧性合金,主要针对砂型和金属型铸件,压铸镁合金主要是美国的 AZ91 和德国的 AZ81。从 20 世纪 60 年代后期到 80 年代后期是镁合金开发的第二阶段,由于汽车和飞机制造业的需要,提高镁合金的高温强度是这一时期的重点。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。 三、选 题 背 景 及 其 意 义四、设 计 任 务 目 的 与 要 求设计模具装配图 1 张,要求 CAD 绘图。绘制全部零件图,并注明各个零件的材料、尺寸、公差、表面粗糙度和热处理等技术要求。编写设计说明书一份(约 1.2 万字) ,打印成册。设计说明书按给定形式编写和装订,字号统一为小 4,字体为宋体。设计图纸可以单独装订。全部毕业论文件汇总袋装。五、设 计 内 容由于镁为密排六方结构,在室温下滑移系较少,塑性变形能力差,故在塑性加工时应采用热加工方式。镁合金 AZ31 的冲压也不能在常温下进行,试验室已成功的拉深镁合金 AZ31 的易拉罐,壁厚为 0.7mm,在加热 190 度时,拉深 70mm;加热到 250度时,拉深 75mm ,这是镁合金 AZ31 应用于冲压的一个成功的试验,通过这个试验可以反求得到一组有关镁合金 AZ31 冲压性能的数据。笔记本电脑外壳属于盒形件,本次设计主要是设计拉深过程,笔记本电脑外壳应属于低盒形件拉深。对于低盒形件,圆角部分的影响相对较小,圆角处的变形最大,所以防止起皱和拉裂是关键。通过分析笔记本电脑外壳的特征和对镁合金 AZ31 性能的了解,经过讨论,初步确定工艺方案为:落料拉深冲孔切口整形修边由于笔记本电脑外壳深度较浅,面积较大,所以估计可以一次拉深成型。六、工 作 特 色 及 其 难 点, 采 取 的 解 决 措 施在拉深过程中,四个圆角处容易起皱,应加拉深筋。镁合金在低温下的塑性变形能力差,要加热才能进行拉深。拉深时要使用压边圈,压边力要适中,注意防止拉裂。镁的拉深极限和拉深过程中的回弹问题也是要考虑的。七、论 文 的 工 作 量 及 进 度 安 排2004.3.12004.3.26: 搜集资料和确定工艺方案 性能方面的资料和有关冲压工艺方面的资料,主要有 机械工程材料 、 特种铸造及有色金属 、 冲压工艺学 、冲模技术等。2004.3.272004.4.30: 对零件的毛坯尺寸,冲裁力计算,压力机选择及画模具装配图和各零件图。2004.5. 12004.5.14: 写设计说明书2004.5.152004.6.1: 检查修改说明书,准备答辩。毕 业 设 计 (论 文 )任 务 书(全日制本科生)课 题 名 称 镁 合 金 笔 记 本 电 脑 外 壳 冲 压 模设计 专 业 、 班 级 材 料 成 型 与 控 制 工 程 00 1 班学 生 薄 凤 侠 指 导 老 师 黄 长 清 系主任 (院长 ) 陈 振 华 2004 年 6 月 15 日 毕 业 设 计 ( 论 文 ) I镁合金笔记本电脑外壳冲压模具设计摘 要分析了笔记本电脑外壳的冲压工艺,设计了一套用于液压机上的结构简单的成形模。本文从产品的结构和功能出发,介绍了各冲压工序的模具结构及工作过程。提出了模具设计及制造时应注意的事项。分析镁合金 AZ31 的性能,存在常温下不可拉深的问题,通过对零件进行详尽的分析和查阅相关技术资料,设计了在拉深过程中对模具和零件进行加热的拉深模,这样就很容易的解决了上述问题。该产品要在两个方向进行切边,通过对产品进行工艺分析,如果设计成两个方向同时进行切边的复合模,则很难保证零件切边部分的精度,所以分水平切边和垂直切边为两个单独的工序进行,从而满足产品的技术要求。关键词:笔记本电脑外壳,冲压工艺,拉伸模,修边模 毕 业 设 计 ( 论 文 ) IIDesign of the Stamping Die for the Magnesium AZ31Outer Shell of the Notebook PCAuthor: Bo Fengxia Tutor : Huang Changing AbstractThe 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 cant 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 毕 业 设 计 ( 论 文 ) III目 录1 绪论.11.1 选题背景及目的.11.2 国内外研究状况.11.3 课题研究方法.21.4 论文构成.22 冲压工艺规程的编制 .32.1 冲压件的工艺分析 32.1.1 材料 .42.1.2 结构工艺性分析 52.2 毛坯形状、尺寸的确定 62.2.1 盒形件的修边余量 .62.2.2 盒形件毛坯尺寸计算 .72.3 排样设计及材料利用率计算 .82.3.1 排样方式 .82.3.2 材料利用率计算 .92.4 确定工艺方案 .92.4.1 基本工序的确定 .92.4.2 不同工艺方案的比较 .92.5 工艺计算 102.5.1 落料工序 .10 毕 业 设 计 ( 论 文 ) IV2.5.2 拉深工序 .112.5.3 冲孔工序 122.5.4 修边工序 132.6 冲压工艺过程卡片 .143 拉深模设计 .173.1 模具的结构形式 .173.2 模具刃口尺寸计算 .183.2.1 上下模刃口尺寸计算 .183.2.2 压力中心计算 .193.3 零件设计及标准件选择 .193.3.1 凸模的设计 .193.3.2 凹模的设计.213.3.3 定位板的计 .213.3.4 弹性压圈的设计 .213.3.5 拉深筋的设计.223.3.6 上下模座、导柱导套的设计 .223.3.7 出件装置的设计 .223.4 模具闭合高度的计算 .233.5 绘制装配图及零件图 .233.6 压力机校核 .234 修边模设计 .244.1 模具的结构形式 .244.2 压力中心计算 .254.3 零件设计及标准件选择.254.3.1 斜楔和滑块的设计 .254.3.2 滑块返回行程的复位机构 .274.3.3 出件装置的设计 .27 毕 业 设 计 ( 论 文 ) V4.3.4 上模座的设计 .284.3.5 下模座的设计 284.3.6 压料板的设计 284.3.7 防磨板的设计 .294.3.8 导板的设计 .294.4 模具闭合高度的计算 .294.5 装配图及零件图的绘制 .304.6 压力机校核 .30设计总结 31致谢 32参考文献 33、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 1 页 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、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 2 页 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,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 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。(4)设计总结 总结本次设计之后所得到的收获和改进意见。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 3 页 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、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 4 页 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 杂 质 AZ31B 0.05 0.005 0.005 0.04 0.30 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。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 5 页 表 1.2 镁合金的拉伸力学性能要求合 金 状 态 产 品 标定厚度或直径/mm管材标定横截面积/ mm或直径/mm抗拉强度min/MPa0.2%屈服强度min/mm伸长率(50mm 或4D) min/ %D、 E棒、型 6.30 所有 240 145 76.30-40.00 所有 240 150 740.00-60.00 所有 235 150 7线 材60.00-130.00 所有 220 140 7空心型 材所 有 所有 220 110 8AZ31 F管 材 0.70-6.30 150 220 140 8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 冲压件的形状尺寸 工艺性允许值 分析结论拉深工艺性形状圆角半径拉深压边盒形,形状规则无尖角R3t/D100=0.381.5t=1.5m1 所以可以一次拉成、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 9 页 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 1000750mm,厚 1.0mm 的镁板,每块生产 6 件。2.3.2 材料利用率计算:2.4 工艺方案的确定2.4.1 基本工序的确定:该零件加工的基本工序确定为落料、拉深、冲孔、修边。对于本产品,如果省去切口工序,即在落料时把切口部分的材料去掉,毛坯外形为 ,显然,如果这样则可以省去一道工序,但是,在以后的拉深过程中,各边会发生很大变形,不能保证零件的尺寸精度要求,所以此种方法不能用,切口工序必须有,且应该放在后面的工序中。显然不能先冲孔在拉深,否则孔很容易变形。若先拉深后冲孔,则能保证成形后尺寸要求。按照常理,落料拉深完全可以做成复合模,但由于镁合金在拉深时必须加热,且在拉深过程中,需要设置拉深筋、拉深坎,所以不宜使用落料拉深复合模。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 10 页 2.4.2 不同工艺方案的比较方案一:落料-拉深-冲孔-修边方案二:落料拉深复合模-冲孔 -修边方案三:落料、拉深、冲孔级进模 -修边方案四:落料(切口部分材料落料先切去)-拉深冲孔复合模比较以上四种方案,显然,方案四中落料时省去切口工序,将导致精度不能达到要求,而且在拉深过程中需要加热,并且拉深速度比较慢,所以不宜设计复合模,所以方案四不宜选用。方案三 设计级进模可以省去工序,使生产效率提高,但是它存在和方案四相同的问题,那就是拉深时需要加热,且拉深速度较慢,这样加热时所有的零件一起加热浪费资源,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=1.3Lt=1.3 2(339+297) 1140=252616N=252.6KN其中 t 材料厚度 ,单位为mm;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 落查文献3表 2-10 得 K 3=0.08F 卸 =0.08252.6=20.2KN所以 、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 11 页 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) 0dDp=(D-Zmin)0-p= (D-x- Z min) 0-p式中Dd、D p分别为落料件凹模和凸模尺寸工件公差p、 d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 p=0.035mmd=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 mmDd1=(293-0.5 1.3) +0.050=292.35+0.050Dp1=(292.35-0.1 ) 0-0.035=292.250-0.035、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 12 页 Dd2=(340-0.51.4) +0.050=339.3+0.050Dp2=(339.3-0.1)0-0.035=339.20-0.035圆角部分D0=24 D0=22查文献3 得 p=0.02 mmd=0.025 mm查文献8附表 1 1= 2=0.52 mm表 1-2-20 Zmin=0.1 mmDd0=(24-0.5 0.52) +0.0250=23.74+0.0250 Dp0=(23.74-0.1)0-0.02=22.640-0.02Dd0=(22-0.5 0.52)+0.0250=21.74+0.0250Dp0=(21.74-0.1)0-0.02=21.640-0.022.5.2 拉深工序拉深时需要加热到 300,用来提高镁合金的拉深性能,常温下,镁合金不能拉深。查文献9附表 A2 得 300时其抗剪强度 =3550Mpa抗拉强度 b=3050 Mpa查文献8表 1-4-29 盒形件一次拉深时的拉深力 F 拉 F 拉 =(2A+2B-1.72r)tbK4其中 A、B盒形件的长与宽r盒形件圆角半径t材料厚度b抗拉强度 单位(Mpa)K4系数H/B=18.9/260=0.07r/B=3/260=0.0115t/D100=1/297 100=0.33、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 13 页 查文献80表 1-4-33 得 K4=0.7所以F 拉 =(2260+2305-1.723)1500.7=39369N40KN查文献8表 1-4-26 得压边力 F 压 =APA压边圈下的坯料面积P单位压边力由文献8表 1-4-28 得 P=3F 压 =(293340-260305)3=60960 N61 KN总压力F 总 = F 拉 + F 压 =40 KN +61 KN =101KN所以选择 Y32-100 型液压机2.5.3 冲孔工序冲孔力F 冲 =1.3Lt=1.3814+4(15+13)/2 1140=99008N99KN推料力F 推 =n K 推 F 冲 =50.05599=27.23KN卸料力F 卸 =K 卸 F 冲 =0.0499=3.96 KNn=5 是同时留在凹模刃口内废料的片数查文献3表 2-10 得K 推 =0.055 K 卸 =0.04F 总 =F 冲 +F 推 +F 卸 =99+27.23+3.96=130 KN所以选择 Y32-100 型压力机、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 14 页 2.5.4 修边工序对于笔记本电脑外壳两端的缺口,可以通过切口工序完成,切口又分两个方向进行,水平方向和垂直方向,并且切口 1、2 之间的距离只有 5mm,切口 3 的长度较大,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。此时修边工序才算完成。切边力的计算: 图 2.6 修边顺序(1)第一次切边 F 切 =1.3Lt 式中:F 切 切边力(N)L工件轮廓周长(mm)t-材料厚度(mm)-材料的抗剪强度(Mpa)则 F 切 =1.37801.0140141960N=142 (KN)(2)第二次切边F 切 =1.3Lt则 F 切 =1.37241.0140131768N=132(KN )(3)第三次切边F 切 = F 切 1+F 切 2=1.3(802+182)1140+1.3(802+42)1140=64792N =65KN选择 J31-2500 型闭式单点压力机2.6 冲压工艺过程卡片表 1.4 冲压工艺过程卡片产品型号 零件图号湖南大学冲压工艺卡片 产品名称 笔记本电脑外壳冲压件 零件名称、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 15 页 材料 板料规格毛坯尺寸毛坯可制件数材料技术要求共 3 页镁合金AZ311.0 7501000293 3406 第 1 页工序号 工序名称 工序简图 设备 模具 工时0 下料 剪板 机1 落料Y32-100型液压机落料模2 拉深Y32-100型液压机拉深模、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 16 页 3 冲孔Y32-100型液压机冲孔模4 斜楔修边 模J312500压力机修边模5 垂直修边 模J312500压力机修边模、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 17 页 垂直斜楔修边复合模J312500压力机水平垂直修边复合模、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 18 页 3 拉深模设计3.1 模具的结构形式因为制件材料较薄,为保证制件平整,采用弹性压边装置。为方便操作和取件及保证压边力均匀,压力机采用液压机。在设计时,弹性压边圈装在下模的拉深模,这种模具的特点就是可选用压力大的弹簧,橡皮或气垫,用以增大压边力,同时压边力是可调的,以满足拉深件的要求。其结构形式为: 0120340560708911214151618 0238 3179?45H7/r6?60H7/r?456/h 258H7/h6/k01 23?107/s6图 3.1 拉深模装配图拉深过程中主要是要满足拉深时的外形尺寸,拉深过程中的问题是可能会出现起皱,并且对于这类覆盖件拉深时,毛坯各处的变形程度相差很大,需要采用拉深筋来控制毛坯各段流入凹模的阻力,亦即调整毛坯周边各边的径向拉应力。拉深筋在毛坯周边的布置,与零件的几何形状、变形特点和拉深程度有关。在变形程度大、径向拉应力也大的圆角处,可不设或少设拉深筋。直边处则设 13 条拉深筋,以增大变形阻力,从而调整送料阻力和进料阻力。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 19 页 对于加热时进行拉深,要对毛坯和模具一起进行加热,只对毛坯进行加热的而对模具不加热的冲压只可用于变形程度不大的情况。因为当只对毛坯进行加热时,毛坯有加热炉送至冷模具上开始冲压,毛坯的温度将有 70 到 150 度的降低,所以要想让毛坯拉深时的温度符合要求,则毛坯就需要加热到更高的温度。由于镁合金拉深性能不好,所以拉深时对毛坯和模具一起进行加热。3.2. 模具刃口尺寸计算3.2.1 上下模刃口尺寸计算由于零件一次可以拉成,所以凸模的尺寸就是零件的内部尺寸。盒形件拉深时的间隙直边部分和圆角部分是不相等的,直边部分一般取 z/2=(11.1)t。直边部分 z/2=1.1t=1.1mm图 3.2 凸凹模间隙 圆角部分的间隙求法如图 3.3 所示 5此零件要求外形尺寸,所以计算圆角部分的间隙要用 b)图。rp=(0.414rB+0.1t)/0.414式中 rp凸模的圆角半径;rB=rd-Z/2本次设计中 rB=4-1.1=2.9mmrp=(0.4142.9+0.11)/0.414=3.24mm所以凸模圆角半径 rp=3.24mm 取 rp=3.5mm、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 20 页 凸 模 凸 模凹 模 凹 模a)工件要求内形尺寸 b)工件要求外形尺寸图 3.3 盒形件圆角部分间隙3.2.2 压力中心计算为了保证压力机和模具正常地工作,必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜,引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损,造成刃口和其他零件的损坏。在拉深过程中,压力是不均匀的,并且此零件的几何形状不是完全对称的,所以压力中心的计算比较麻烦,又因为此零件近似对称,所以就近似把它的几何中心定义为压力中心。3.3 零件设计及标准件选择3.3.1 凸模的设计(1) 凸模尺寸凸模尺寸 26030585mm(2) 凸模强度校核由于凸模属于不规则零件,所以要按凸模工作端面尺寸计算,分为两种情况,即凸模端面宽度 B 大于冲裁件厚度 t 如图 3.4a)和端面宽度 B 小于或等于冲裁件厚度 t 如图 b)。冲裁件厚度只有 1mm,所以属于图 3.4a)所示的情况。查文献11,则需核算刃口接触强度应力 k,因此此时接触应力 k 应大于平均应力 0。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 21 页 t/2Bt BtFkF1b)a)2图 3.4 计算凸模强度时所取的面积k=Lt /Fk式中 L冲件轮廓长度(mm)t冲件材料厚度(mm)冲件材料抗剪强度(N/mm 2)Fk接触面积 (mm2)取接触面积宽度为 t/2k凸模刃口接触应力凸模材料许用应力 取=1800N/mm2k=(3052+2602)150/(3051+2601)=100=1800所以强度符合条件(3) 凸模的结构形式因为凸模与模座接触面积较大,所以直接用螺钉固定,如图所示,因为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,使整体结构趋于简单。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 22 页 图 3.5 凸模3.3.2 凹模的设计1) 凹模的形状及尺寸凹模形状如图所示,根据模具实际结构的需要,现设计其尺寸为40040070mm,为防止压手 应 h1 大于 20mm 以上。图 3.6 凹模2) 凹模的刃口形式采用平刃口,特点是刃磨后刃口尺寸不变。3.3.3 定位板的设计定位板的作用是对于单个毛坯的外轮廓进行定位,定位板与坯料定位面的配合可采用 H9/h9 的间隙配合,查文献8表 1-2-42 得:h=t+2=1+2=3mm所以定位板的尺寸为 4004003mm,与压边圈配做。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 23 页 3.3.4 弹性压边圈的设计由于笔记本电脑外壳的圆角部分的半径较小,在拉深过程中可能会出现起皱的情况,为保证正常生产,需要加压边圈,压边力的大小对拉深力有很大影响,压边力太大会增加危险断面的拉应力,导致拉裂或严重变薄,太小则防皱效果不好。压边装置有刚性和弹性两种,本次设计采用弹性压边装置,弹性压边装置的压边力系由底油缸、弹簧或橡皮产生,其中,油缸压边力不随凸模行程变化,压边效果较好,弹簧和橡皮压边力都随行程增大而上升,对拉深不利,所以选用油缸压边装置。弹性压边装置的尺寸根据模具的实际需要设为 4004008mm,与凸模间隙配合。3.3.5 拉深筋的设计毛坯各处的变形程度相差很大,需要采用拉深筋来调整,拉深筋的结构和位置对覆盖件的拉深成形的质量有极其重要的影响,拉深筋的结构与产生的阻力密切相关,不合理的结构,将使筋的作用不能正常发挥。拉深筋合理的位置应同时满足下列条件(1)起外皱图 3.7 是压筋瞬间状态。包筋所用材料来自外缘,就外缘变形而言,其性质纯属不带压边圈情况下的拉深,应满足不用压边圈的判据,否则会起外皱,如果在 dj之外设置一平面压边圈并单独施加平面压边力,则压筋时外皱可以避免。 (2)不起内皱 图 3.7 拉深筋诱发外皱由经验得知,筋的阻力随着位置的外移而呈上升趋势,在结构一定的情况下,阻力近是位置的函数。(3)不拉裂阻力的增大虽然可以消除内皱,但阻力过大又会造成内部的拉裂,在筋结构已定的情况下,通过调整位置参数可以避免。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 24 页 3.3.6 上下模座、导柱导套的设计模座选用标准模座,导柱导套也选用标准的。模座选用 GB2855.5-81,硬度为HRC28-32,材料为 HT200。上模座尺寸为 A40040055,下模座尺寸为A40040065。在安装模具时,模具的方向容易产生误差,防止的办法就是打上和模记号,或使导柱间距不一样。所以模座上的两个导柱的直径不一样,其中一个的导柱直径为 45mm,导套直径为 60mm,另一个导柱直径为 50mm 导套直径为 65mm。3.3.7 出件装置的设计出件装置的结构如图所示,这样的设计模柄就要选用中间有孔的,以方便打料杆从中间孔中通过,其出件过程就是打料杆 1 和卸料板 2 把工件敲出来。图 3.8 卸料装置3.4 模具闭合高度的计算H=H1+H2+H3+H4=55+70+85+65=275mm其中,H 1 为上模座高,H 2 为凹模高,H 3 为凸模高,H 4 为下模座高。3.5 装配图及零件图的绘制在 A1 图纸上按比例 1:1 绘制装配图,在 A4 图纸上绘制零件图 。3.6 压力机校核表 2.1 压力机的校核校核内容 压力机参数 模具参数 结论动梁最大行程 600 远远小于 可以将零件放进取出、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 25 页 动梁至工作台面最大距离Hmax=900Hmin=230 H=275满足 105minmaxH工作台尺寸 586950 下模座尺寸为560560 满足要求4 修边模设计4.1 模具的结构形式修边模包括单纯的修边模和修边冲孔复合模,修边模根据镶块的运动方式可以分为三种基本类型:垂直修边模 修边镶块与压力机滑块的运动方向一致作垂直运动的修边模斜楔修边模 修边镶块作水平或倾斜运动的修边模垂直斜楔修边模 一些修边镶块作垂直方向运动,而另一些修边镶块最水平或倾斜方向运动的修边模在本次设计中,如果从经济方面考虑,则应选择垂直斜楔修边模,但是由于其中一个切口尺寸过大,如果选择垂直斜楔修边模,则工件的精度难以得到保证。所以应该先选择斜楔修边模,再用垂直修边模,这样虽然工序多了一个,但是工件的精度保证了,设计时,应在保证质量的前提下,再考虑经济性。其结构形式为:、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 26 页 A?8H7/s6?5H7/h610 012345067809123481920123425 2060图 4.1 修边模装配图设计修边模时,应做到定位方便、可靠、安全,这样才能保证零件修边的尺寸、位置准确。修边模设计时须注意的问题:采用铸造的上模、下模、压料板防止压料板的掉落,需设置压料板安全机构对于承受水平推力的模具要同时使用导柱和背靠块设置支承器,保护弹性元件部工作时处于自由状态设置模具的起吊装置4.2 压力中心计算由于零件形状基本对称,其几何中心就是压力中心,无需计算压力中心。4.3 零件设计及标准件选择4.3.1 斜楔和滑块的设计(1)斜楔和滑块的行程关系斜楔和滑块配对应用,交直运动为水平运动或倾斜运动,从而扩大冲模的行程,根据零件的需要,本次设计是把垂直运动转换为水平运动,其运动简图如图 4.2 所示。斜楔 1 向下推动滑块 2 沿水平向右移。、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 27 页 121斜 楔 滑 块图 4.2 斜楔、滑块运动方式对于水平斜楔机构的行程关系,如下:滑块的运动行程 S 就是加工时所需的水平方向的行程量,零件取出和放入的操作量的总和。下面是水平斜楔的结构图、行程图和工作受力图,如图 4.3、4.4、4.5图 4.3 结构图 图 4.4 行程图其计算公式为S3/S=tgQ=F/cos1 、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 28 页 图 4.5 工作受力图斜楔角 不但影响到滑块行程的大小,同时对力的传递和效率也有很大的影响。作水平运动时取 =500,为了平衡水平运动的斜楔的反侧力,在斜楔背面装有反侧块。取 S=8mm,则S3=8tg50=9.53mm取 S3=10mm右边的滑块尺寸为 7022235mm,左边的滑块尺寸为 7013235mm。(2) 斜楔和滑块的尺寸设计斜楔的有效行程 S 应大于滑块行程 S1,滑块作水平运动的斜楔角度 一般可取 140。滑块的长度尺寸 L2 应当保证当斜楔开始推动 2滑块时,推动的合力作用线处于滑块长度之内(如图4.6 所示) 。合理的滑块高度 H2 应小于滑块长度 L2,一般 3可取 L2:H 2=(21):1为了保证滑块运动的平稳,滑块的宽度 B2 一 4般应小于或等于滑块的长度 L2 的 2.5 倍。 斜楔尺寸 H1,L1 基本上可按不同模具的结构要求 图 4.6 滑块尺寸关系图 5进行设计,但必须有可靠的挡块,以保证斜楔正常工作。对于大型模具,滑块宽度 B2 与斜楔宽度 B1 及所需的斜楔数量可通过查文献11表 614-40 获得。 4.3.2 滑块返回行程的复位机构斜楔滑块在进行修边时,由于卸料力和滑块重力或其它因素所产生的力会把凸模卡住,工作完毕后,滑块不能自动回到初始位置,为了使滑块回到初始位置,必须设置复位机构。复位机构分为弹簧复位机构和返楔复位机构。返楔复位机构就是在压力机 回程时靠返楔机构将滑块回到初始位置。本次零件 复位机构的设计采用反楔复位机构,其特点就是、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 29 页 结构紧凑,工作可靠。其结构简图如图 4.7 所示1滑块2调整块3防磨板4返楔块5返楔滑块6卸楔图 4.7 滑块复位机构4.3.3 出件装置的设计由于工件是开口端朝下放在修边模上的,工作时压料板先压着工件,然后修边,工作后,工件留在凸模上,工件与凸模之间无任何间隙,而且有时候工件还被定位件卡的很紧,所以,工件取出很困难,如果取件方法不当,会使其变形,对下道工序产生影响,所以要使工件顺利取出,必须设置取件装置,本次设计是靠气缸推动推杆把工件推出。4.3.4 上模座的设计其结构如图 4.8 所示图 4.8 上模座其中 1 的作用是装置限位器的限制压料板的下降位置,防止压料板掉下来碰伤工件或操作者。上模座的尺寸及材料为 66046095mm HT250、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 30 页 4.3.5 下模座的设计其结构如图 4.9 所示图 4.9 下模座其中 1、5 是落废料的孔,即切掉的废料从 1、5 处落到下面的废料盒内。3 是用来定出托架,即顶出工件,2、4 是作导向作用的。下模座的尺寸及材料为 660460120mm HT2504.3.6 压料板的设计其结构如图 4.10 所示:图 4.10 压料板其中,1 是限制压料板的下降位置, 防止压料板掉下来碰伤工件或操作者。螺纹 2的作用是当压料板装入或取出模具时的起吊装置,只要在 1 处装入起吊装置就可以了。4.3.7 防磨板的设计防磨板的作用主要是提高导向面的耐磨性,防磨板材料一般采用优质工具钢,本次设计的材料采用 T8A,硬度为 52-56HRC。其尺寸设计原则如下:防磨板宽度:导向面应选在被导向滑动零件轮廓的直线或最平滑的部位,一般取、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 31 页 4-8 处,且前后左右对称分布。防磨板的总宽度应为内侧滑动零件轮廓全长的 25以上,防磨板的总宽度决定后,需按比例配置在各导向部位。防磨板长度:防磨板的长度只能长,不能短。因为当上模下降接触毛坯之前要预先有一定的长度。防磨板的尺寸随零件的不同而不同,序号为 04,其尺寸为 251005mm,序号为 08,尺寸为 752228mm,序号为 23,尺寸为 25505mm,序号为 35,尺寸为 351005mm。4.3.8 导板的设计导板的作用是用于上下模的导向,所用材料为 45 钢,硬度为高频淬火 HRC55,导板的尺寸为 32508mm。4.4 模具闭合高度的计算H 闭 =H1+H2+H3=95+120+10= 225 mm其中 H1 是上模座的高度,H 2 是下模座的高度,H 3 是斜楔行程。4.5 装配图及零件的图绘制在 A1 图纸上按比例 1:1 绘制装配图,在 A4 图纸上绘制零件图 。 4.6 压力机校核表 3.1 压力机的校核校核内容 压力机参数 模具参数 结论滑块行程 315 接近 可以将零件放进取出闭合高度 Hmax=490Hmin=490-310=180 H=225满足 105minmaxH工作台尺寸 1000950 下模座尺寸为660460 满足要求、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 32 页 设计总结转眼间三个月就过去了,经过这一段时间的毕业设计,我对冲压模具设计又有了一个新的认识,对冲压的了解又加深了一层,同时也对自己独立完成设计增加了一些经验,对以后走向工作岗位打下了坚实的基础。在本次设计中,通过查阅了大量的资料,我认识到自己对冲压是多么的缺乏了解。更深一步的感受到冲压过程中的工艺分析是多么重要,在前面的几周内都是在做工件的工艺分析,当自己认为分析的已经足够,考虑的也足够详细了,可以进行设计了的时候,动起笔来,却不知从何下手,拉深过程中的起皱,拉裂怎样预防,怎样取出工件,加热的炉子应该放在哪里,等等很多问题都不知怎么解决。刚刚认为拉深模的设计可以告一段落时,却发现原本想好的修边模又出了问题,原本打算设计垂直斜楔修边复合模,却发现由于一开始没有考虑到尺寸相对于零件太大,设计出的模具达不到工件的精度要求,根本不能设计成复合模,所以又赶着修改修边模,所幸最后终于按、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 33 页 时完成了设计。在设计过程中,拉深筋的位置和尺寸不能很精确的确定,因为它和拉深过程中的很多因素有关,并且有关拉深筋方面的文献资料相对比较少。虽然在冲压过程中拉深筋的有着举足轻重的作用,但是关于拉深筋的理论还很笼统,还不系统,没有非常精确的公式去计算,很多时候都是靠经验,所以拉深筋的最终位置需要在试制过程中确定,需要根据实际生产过程的实际情况来确定。在我即将走向社会的时候,很庆幸自己能够有这样的机会使自己得到锻炼,在巩固专业知识的同时,也学习了一些其他方面的知识,并且感觉在思想上也有所进步。比如这次设计中,我学习了三维造型的软件(UG)和模具设计与制造方面的知识,另外还进一步学习了零件加工工艺方面的知识。我为自己能够在大学的最后阶段上一堂如此难忘的课而感到高兴,四个字形容就是“受益匪浅” 。有了这次经历,我将信心百倍的走向今后的工作岗位。参考文献1 余琨,黎文献等变形镁合金的研究、开发及应用J中国有色金属学报,2003,13(2):277-288.2 张士宏,王忠堂等镁合金的塑性加工技术J 金属成形工艺,2002(5) :1-43 肖景容冲压工艺学 M北京:机械工业出版社,2002:106-109,207-212.4 板金冲压工艺手册编委会板金冲压工艺手册M北京:国防工业出版社,1992:481-482.5 王孝培冲压设计资料M北京:机械工业出版社,1982:195-2066 模具实用技术丛书编委会冲模设计应用实例M北京:机械工业出版社,2000:234-246 7 刘心治冷冲压工艺及模具设计M重庆:重庆大学出版社, 2000:217-、 湖 南 工 学 院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 第 34 页 2238 虞传宝冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料M北京:机械工业出版社,1993:1-60 , 111-1239 成虹冲压工艺与模具设计M成都:电子科技大学出版社, 2000.11:217-243,317-322 10 彭建声简明模具工实用技术手册M北京:机械工业出版社, 1993:196-202,590-594 11 冲模设计手册编写组冲模设计手册M北京:机械工业出版社,1997:618-700 12 冲压工艺及冲模设计编写委员会冲压工艺及冲模设计M北京:国防工业出版社, 1993:265-29213 王新华,袁联富冲模结构图册M北京:机械工业出版社, 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