镁合金电脑外壳差温冲压成形工艺及模具设计

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。

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。

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。

第16卷第1期2009年2月塑性工程学报J OU RNAL OF PL ASTICIT Y EN GIN EERIN GVol 116　No 11Feb 1　2009AZ31镁合金薄板手机外壳温冲模具设计及成形性能研究3(11北京科技大学材料科学与工程学院,北京　100083)(21新金属材料国家重点实验室,北京　100083)　万玉刚1　康永林1,2　朱国明1摘　要:设计并制造了AZ31镁合金薄板的手机外壳温冲模具,并对其成形性能进行试验研究。

试验表明,eta/D YNA FORM 有限元模拟软件能够较好的验证模具设计的合理性和分析AZ31镁合金薄板冲压成形性能,通过合理地选取模具参数,并对拉伸速度、润滑条件、坯料以及凸、凹模温度等主要影响因素的控制,可有效地解决AZ31镁合金拉伸生产过程中的拉裂缺陷,在普通液压机上能成功冲压出镁合金壳形件。

关键词:AZ31;手机壳;温冲;模具;有限元;成形性中图分类号:T G 146122 文献标识码:A 文章编号:100722012(2009)0120047207Design of the w arm 2stamping die and experimental on form abilityof AZ31m agnesium alloy sheets for mobile telephone shellWAN Yu 2gang 1　KAN G Y ong 2lin 1,2　ZHU Guo 2ming 1(11School of Materials Science and Engineering of University of Science and Technology Beijing 100083　China )(21State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials ,Beijing 100083　China )Abstract :In this test ,warm 2stamping die ,the mobile phone shell by AZ31magnesium alloy sheets ,was designed and pro 2duced ,and then the formability of the sheets was conducted analyzed.The result shows :eta/D YNA FORM finite element stimu 2lation software is adequate to verify the rationality of die design and analyze the stamping formability of the sheets.A successful AZ31magnesium alloy sheet can be gained in a normal hydropress after effectively solving the drawing breakage during the process of stretching magnesium alloy ,through choosing proper die parameters ,controlling main factors such as stamping 2speed ,lubri 2cation ,stuff ,punch ,die.K ey w ords :AZ31;mobile phone shell ;warm 2stamping ;die ;finite element ;formability3教育部科技创新工程重大项目培育资金项目资助(704900)。

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。

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【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。

中文译文：笔记本上盖外壳的镁合金薄板冲压模具设计摘要在本研究中，在室温下分别用实验方法和有限元分析对笔记本上盖的lz91镁合金薄板冲压工艺制造情况进行检查。

四操作冲压工艺的开发消除了上盖冲压过程中的断裂和褶皱缺陷。

为了验证有限元分析，以0.6毫米厚的LZ91薄板作为毛坯，执行了一个实际的四操作冲压工艺过程。

在实验数据和有限元结果之间，恰当地符合不同单元中的厚度分布，证实了有限元分析的精确性和有效性。

本研究还通过成功地制造笔记本上盖外壳论证了室温下LZ91薄板的最优可模锻性。

本文提出的四操作过程有助于产生一种有效的方法，实现用比目前实际要求还要少的操作程序来设计笔记本铰链，也证实了笔记本外壳可以用LZ91镁合金薄板的冲压工艺来制造，提供了一个镁合金在电子工业应用中的选择方法。

关键字：笔记本外壳；LZ91镁合金薄板；多操作冲压；可模锻性1. 绪论镁合金由于具有重量轻和在电磁干扰阻力下有良好性能的优点，已被广泛用于电子行业的结构部件，如手机和笔记本电脑外壳。

虽然在主要的镁合金制造过程中产品是进行压铸的，但是由于镁合金薄板的冲压强竞争性的生产力和在有效生产薄壁结构单元时的性能，在工业领域里人们已对其产生兴趣。

在冲压过程中，尽管由于它封闭的六角晶体结构以至它的形成需要高温，AZ31镁合金（铝3％，锌1％）薄板在当前形成过程中已被广泛应用。

最近，镁锂（LZ）合金已研制成功，它可以改善室温下镁合金的可模锻性。

镁合金的韧性可以通过增加锂成分得到改善，来发展以立方体为中心的晶体结构的坯体的形成。

在本研究中，检验了LZ薄板在笔记本电脑上盖外壳的冲压过程中的应用。

笔记本上盖外壳的两个铰链的形成显示在图1的a和b中，由于边缘和边缘的小角落半径之间微小的距离，铰链的形成成了冲压过程中最困难的运行部分，这些影响在图1的c中已表示出来。

这种几何的复杂性是当铰链的边缘与笔记本的边缘太接近时，由角落半径的变化引起的，这将很容易造成铰链周围的破裂，此时需要一个多操作冲压过程来克服这个问题。

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，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 绪论1。

1设计背景及目的1.1。

1背景冲压技术是一项历史悠久的生产制造技术和加工方法。

根据文献记载和考古文物的考证，我国古代的冲压加工技术处于世界前列，极大的促进了人类早期文明社会的进步.在现代社会，利用冲压模具和机械进行的冲压加工技术已有接近二百年的发展历史.英国1839年成立的Schubler公司，是早期世界上具有相当规模的、也是现今世界上最为先进的冲压公司之一.从学术上看，直至本世纪10年代，冲压加工技术的地位已经从从属于机械加工的附属技术，发展成为了一门具有完整的理论基础的应用科学。

日本有冲压工学的说法，而在俄罗斯从前苏联时期开始就有各类冲压技术学校，同时中国也有冲工艺学以及薄板成形理论等方面的教材和专著。

因而可以认为这一学科现已具备了完整的知识结构系统。

冲压技术中冲压模具在制造业中是重要基础工艺装备。

用模具生产制件所达到的高复杂程度、高精度、高生产率、高一致性和低耗材、低耗能的特性，使模具在制造业中的地位越发的重要。

国外将模具比喻为“金钥匙”、“进入富裕社会的原动力”、“金属加工帝王"等。

考古发现，早在2000多年前，我国就有了被用于制造铜器的冲压模具，证明了古代中国冲压模具和冲压成型方面的成就就已经在世界领先。

在1953年，中国的第一间冲模车间在长春第一汽车制造厂建立，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件的模具。

我国从20世纪60年开始生产精冲模具.国内也将模具工业称为“永不衰亡的工业”、“点铁成金的行业”、“无与伦比的效益放大器".现在，衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志之一就是模具技术。

想要有高水平的产品必须要有高水准的模具已经成为了共识。

光说工程制造，进入80、90年代后,由于世界各国经济的高速发展和国民生活水平的大大提高，人们对汽车、家用电器等的需求也与日俱增,这些促进了冲压技术的快速发展的同时也对模具技术提出了更高的要求。

而且由于电子计算机技术的广泛应用,不仅促进了冲压技术的理论深入发展，而且使冲压机械、模具及操作的自动化程度都达到了一个更高的程度.1。

本科毕业设计（论文）开题报告题目：AZ21B镁合金等温挤压成形电池壳数值模拟及模具设计院（系）材料科学工程学院专业材料成型及控制工程学生王雪学号110810205班号1108102指导教师韩飞开题报告日期2015年1月8日哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院二零一三年制1. 课题背景及研究的意义1.1课题背景自从十九世纪末以来,随着社会和经济的快速发展,人类文明的快速进步,金属材料的消耗飞速的增加,很多金属矿产资源正逐渐趋于枯竭,如铜、锌、铅等矿藏的开采只能维持几十年,铝、铁等矿藏也只能维持100~300年。

镁是地球上储量最大的元素之一,如陆地上的白云石、湖泊中的盐湖,海洋中也有大量的镁,相比其他金属材料可谓取之不尽、用之不竭[1]。

而且自从21世纪以来,镁合金材料生产的成本逐渐降低,镁合金工件的成形工艺和材料质量很大的提高[2-3],同时,很多国家对汽车领域的能源消耗、废气排放的限制,镁合金凭借轻量化，比强度高、减震性能优越以及可以回收等优点从传统材料中脱颖而出,被誉为二十一世纪最具有开发和应用潜能的“绿色材料”[4]。

随着很多矿产资源的日益枯竭，镁以其资源丰富日益受到重视，刺激了镁工业的发展。

目前，镁及镁合金材料的研究已成为世界性的热点。

目前，镁合金应用较多的是铸造成形，而工业上应用较为成熟的主要是压铸成形。

虽然镁合金具有优异的压铸性能，但其设备成本高，原料利用率低，能源消耗多，铸型寿命较短，铸件综合力学性能较差，且因镁遇水剧烈反应，在高温下还可能爆炸，所以对其安全性要求相当高。

塑性成形能解决压铸成形中所存在的这些问题，所以开发先进的镁合金塑性成形工艺具有很好的工程应用价值。

1.2研究的目的及意义研究目的针对镁是密排六方结构，室温下塑性差，很难进行塑性成形，及塑性成形中的加热效率，生产效率等问题，镁合金的密排六方结构导致镁合金的塑性变形能力差,在塑性变形过程中如果控制不好温度、挤压速度等很容易开裂,故目前大部分镁合金的成形工艺均为铸造。

鎂合金筆記型電腦外殼在壓鑄模具結構設計之問題鎂合金的比重只有 1.8，加上可散熱及可防電磁干擾的特性，使得鎂合金在筆記型電腦外殼上之應用大受重視。

由於鎂合金筆記型電腦外殼的壓鑄件具有投影面積大、厚度薄的特徵，因此在設計此類壓鑄模具時，會產生一些在設計傳統壓鑄模具時較易忽略的問題。

本文將討論金屬中心在開發鎂合金筆記型電腦外殼的壓鑄模具的過程中，在設計壓鑄模具結構時所遇到的一些問題，特別是在計算鎖模力的方式，以及頂出銷的選用上一些應該注意的事項。

關鍵詞﹕鎂合金、筆記型電腦外殼、壓鑄模具、鎖模力、頂出銷一、前言鎂合金的比重只有 1.8，加上可散熱及可防電磁干擾的特性，使得鎂合金在筆記型電腦外殼上之應用大受重視。

由於鎂合金筆記型電腦外殼的壓鑄件具有投影面積大、厚度薄的特徵，因此在設計此類壓鑄模具時，會產生一些在設計傳統壓鑄模具時較易忽略的問題。

本文將討論金屬中心在開發鎂合金筆記型電腦外殼的壓鑄模具的過程中，在設計壓鑄模具結構時所遇到的一些問題，特別是在計算鎖模力的方式，以及頂出銷的選用上一些應該注意的事項。

二、鎖模力之計算一般在設計壓鑄模具時，要先預估所需要的鎖模力，以便選擇適當的壓鑄機，然後再依此壓鑄機的規格及性能來設計模具。

而計算鎖模力最基本的公式為:F = A P (1)F:所需要的鎖模力A:鑄件總投影面積P:鑄造壓力但在選擇壓鑄機時，通常會再乘上一個安全係數成為:T = F S (2)T:鎖模力F:所需要的鎖模力S:安全係數，視壓鑄機型式而定，一般約為1.3~1.6。

當我們檢視(1)式時，就會發現一個問題，就是我們還沒有開始設計澆流道系統，所以根本就不知道鑄件的總投影面積是多少，所以只能從成品的投影面積來預估。

預估的方式如下:A = C Ao (3)A:鑄件總投影面積C:比例常數Ao: 成品的投影面積C會依不同的產品及設計者的習慣和技術而不同。

對筆記型電腦外殼來講，一般約在1.2~1.5。

以上之計算，是在模具的澆流道系統設計好之前的計算，所得到的是總的鎖模力。