图
核算角部的拉深系数2.6毛坯尺寸、外形
对于低盒形件,由于圆角部分对直边的影响较小,圆角处的变形最大,故变形程度用圆角处的假想系数来表示：
m=r/ky
式中
r—角部的圆角半径
ky—毛坯圆角部分的假想半径
当r=r底时，拉深系数可以用H/r的比值来表示，本产品r=r底，
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：
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。
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=1.3Ltτ=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=K3F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
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△）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=1.3mm
△2=1.4mm
表1-2-20Zmin=0.01mm
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=24D0'=22
查文献[3]得δp=0.02mm
δd=0.025mm
查文献[8]附表1△1=△2=0.52mm
表1-2-20Zmin=0.1mm
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τ=35~50Mpa
抗拉强度σb=30~50Mpa
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）tσbK4
其中A、B—盒形件的长与宽
r—盒形件圆角半径
t—材料厚度
σb—抗拉强度单位（Mpa）
K4—系数
H/B=18.9/260=0.07
r/B=3/260=0.0115
t/Dｘ100=1/297ｘ100=0.33
查文献[80]表1-4-33得K4=0.7
所以
F拉=（2ｘ260+2ｘ305-1.72ｘ3）ｘ1ｘ50ｘ0.7
=39369N≈40KN
查文献[8]表1-4-26得
压边力
F压=AP
A—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=3
F压=（293ｘ340-260ｘ305）ｘ3=60960N≈61KN
总压力
F总=F拉+F压=40KN+61KN=101KN
所以选择Y32-100型液压机
2.5.3冲孔工序
冲孔力
F冲=1.3Ltτ=1.3ｘ[81ｘ4+4π（15+13）/2]ｘ1ｘ140=99008N≈99KN
推料力
F推=nK推F冲=5ｘ0.055ｘ99=27.23KN
卸料力
F卸=K卸F冲=0.04ｘ99=3.96KN
n=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=0.055K卸=0.04
F总=F冲+F推+F卸=99+27.23+3.96=130KN
所以选择Y32-100型压力机
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=1.3Ltτ
式中：
F切－切边力（N）
L－工件轮廓周长（mm）
t-材料厚度（mm）
τ-材料的抗剪强度（Mpa）
则F切=1.3×780×1.0×140＝141960N=142（KN）
（2）第二次切边
F切=1.3Ltτ
则F切=1.3×724×1.0×140＝131768N=132（KN）
（3）第三次切边
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
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
湖南大学
冲压工艺卡片
产品型号
零件图号
产品名称
笔记本电脑外壳冲压件
零件名称
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AZ31
1.0
750
1000
293
340
6
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
3
冲孔
Y32-100型液压机
冲孔模
4
斜楔修边模
J31—
2500压力机
修边模
5
垂直修边模
J31—
2500压力机
修边模
垂直斜楔修边复合模
J31—
2500压力机
水平垂直修边复合模
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：
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1~3条拉深筋，以增大变形阻力，从而调整送料阻力和进料阻力。
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=（1~1.1）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=2.9mm
rp=（0.414ｘ2.9+0.1ｘ1）/0.414=3.24mm
所以
凸模圆角半径rp=3.24mm取rp=3.5mm
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260ｘ305ｘ85mm
（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бk，因此此时接触应力бk应大于平均应力б0。
图3.4计算凸模强度时所取的面积
бk=Ltτ/Fk≤[б]
式中L—冲件轮廓长度（mm）
t—冲件材料厚度（mm）
τ—冲件材料抗剪强度（N/mm2）
Fk—接触面积（mm2）取接触面积宽度为t/2
бk—凸模刃口接触应力
[б]—凸模材料许用应力取[б]=1800N/mm2
бk=（305ｘ2+260ｘ2）ｘ1ｘ50/（305ｘ1+260ｘ1）=100<[б]=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。
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400ｘ400ｘ70mm，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400ｘ400ｘ3mm，与压边圈配做。
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400ｘ400ｘ8mm，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
升级会员 