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1、、 QQ251133408有图纸 第12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
2、，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
3、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，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
4、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
5、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。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 AZ31B0.05 0.005 0.00
6、5 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。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、EAZ31F棒、型6.30所有2401457线 材6.30-40.00所有240150740.00-60.00所有235150
7、760.00-130.00所有2201407空心型 材所 有所有2201108管 材0.70-6.301502201408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=1.53形状相对简单。工艺结构大于允许最小值。拉深容易起皱,需要压边。 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
8、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 2.3 盒形件形状横向压缩、纵向伸
9、长的变形。而圆角部分，由于直边的存在，金属的流动，使圆角部分的变形程度大为减小。2.2.1 盒形件的修边余量当盒形件的高度小而对上口要求不高时，才可免去修边工序。一般情况下，盒形件在拉深后都需要修边，所以在确定毛坯尺寸和进行工艺计算之前，应在工件高度或凸缘宽度上加修边余量。H0/r=18/3=6H0 图纸要求的盒形件高度H 修边余量H 记入修边余量的工件高度r 盒形件侧壁间的圆角半径 图2.4 盒形件修边余量 查文献5表4-24得 H=(0.030.05)H0取 H=0.05H0=0.0518=0.9则 H= H0+H=18.9 2.2.2 盒形件毛坯尺寸计算 r/(B-H)=3/(260-1
10、8.9)=0.0120.22 查文献5图4-57可知此盒形件属于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，此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系QQ251133408专业为您服务.本设计已通过答辩！完整机械毕业设计全套下载地址爱问：http:/ (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
11、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。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
12、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，H1为上模座高，H2为凹模高，H3为凸模高，H4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动梁至工作台面最大距离Hmax=900Hmin=230H=275满足工作台尺寸586950下模
13、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：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
