2025年笔记本电脑行业技术分析：笔记本电脑外壳制造技术具备良好工艺性

  在2025年，笔记本电脑行业持续保持着高速发展的态势，技术创新不断涌现。从外观设计到内部性能，各个方面都在进行着革新与突破。其中，笔记本电脑外壳的制造技术作为影响产品质量与用户体验的重要环节，也备受关注。如何设计出既满足功能需求，又具备良好工艺性的外壳拉伸模，成为了行业内研究的重点。

  一、笔记本电脑外壳冲压工艺的详细剖析

  笔记本电脑外壳作为电脑的重要组成部分，不仅承担着保护内部组件的作用，还对产品的外观和质感有着重要影响。《2025-2030年全球及中国笔记本电脑行业市场现状调研及发展前景分析报告》通过对其形状的分析可知，加工基本工序包含落料、拉伸、冲孔、切边。该外壳设有定位孔，若在落料时直接冲出，后续拉伸工序中的加热处理会致使孔的形状变形、尺寸失真，因此冲孔工序需安排在拉伸之后。同样，零件的侧切边有着严格的外形尺寸及定位尺寸要求，若在落料时预留切边缺口，后续拉伸工序会使侧边变形，导致尺寸与外形失真，所以切边工序也需单独设计。最终确定采用 4 副单工序模具进行加工，其中拉伸模的设计是整个项目的关键与难点。

  二、笔记本电脑外壳拉伸模的关键设计要素

  (一)模具圆角半径的精准确定

  笔记本电脑外壳为盒形件，在拉伸过程中，圆角半径的确定至关重要。通过使用 AutoForm 进行模拟，得到了拉伸件变形有限元分析模型。在冲压过程中，采用单动拉伸，设定摩擦系数为 0.15，压边力为 50kN，压边圈行程为 50mm，成形力为 200kN。以主应变最小为目标函数，通过设置压边力和拉延筋系数来优化相关参数，设计变量的初始值及取值范围如表 1 所示。经 Sigma 优化，122 次迭代后收敛误差小于 0.01mm，优化可行。理论上，拉伸件最小圆角半径为 R2mm，根据凸模与拉伸件贴合关系，凸模的圆角半径与直边夹角圆角半径均为 R2mm。对于凹模圆角半径，依据计算公式 \(r_{A}=(6 \sim 10) t\) ，考虑到该拉伸件深度较小，为一次拉伸成形，过大的凹模圆角半径会减少压边面积，导致毛坯边缘在拉伸后期起皱，故选定 \(r_{A}=6 ~mm\) ，直边夹角圆角半径与拉伸件外部圆角半径相同为 3mm。

  (二)压边方式的合理选择与压边力计算

  压边力的计算依据公式 \(F_{p}=A_{p}\) ，其中 \(F_{p}\) 为压力，A 为压边圈下被压部分面积，P 为单位压边力。对于镁合金板，单位压边力为 0.7 - 1.7MPa。经计算，压边面积为 \(19529.68 ~mm^{2}\) ，代入数据可得该外壳在拉伸过程中的压边力为 \(13670.776 \sim 33200.456 N\) ，约为 \(13 \sim 33 kN\) 。

  (三)拉伸力的精确计算

  拉伸力按照计算低的矩形盒(一次工序拉伸)的公式 \(F_{L}=\left(2 b_{1}+2 b-1.72 r\right) t \sigma_{b} k_{4}\) 进行计算。由于镁合金 AZ31 在常温下抗拉强度为 290MPa，不适合拉伸成形，需进行加热处理。加热后，镁合金的抗剪强度 \(\tau=\) 35 - 50MPa，抗拉强度 \(\sigma_{b}=30 ~ 50 MPa\) ，拉伸系数 \(k_{4}=0.7\) ，板料厚度 \(t=1 ~mm\) ，盒型件的角部圆角半径 \(r=3 ~mm\) ，代入数据计算得出拉伸力 \(F_{L}=39369.4 N\approx 40 kN\) 。结合压边力 \(F_{压 }=13 ~ 33 kN\) ，总压力 \(F_{总 }=F_{L}+F_{压 }=73 kN\) ，Y32 - 100A 型液压机能够满足冲压要求。

  (四)模具的总体设计方案

  本次拉伸模采用 Y32 - 100A 型四柱液压机，根据其结构特点，采用倒装拉伸模。拉伸凹模安装在上模座，利用刚性卸料板和弹簧配合实现卸料与压料，通过 4 个定位销钉对上工序冲裁出的坯料进行定位。模具上下模座选用冲压模具标准件，采用滑动导向铸铁模座，四导柱模座，上模座型号为 GB/T2855.13 - 199，尺寸为 630×400×55mm;下模座型号为 GB/T2855.14 - 199，尺寸为 630×400×65mm。紧固件均采用内六角圆柱头螺钉，型号为 JB/ZQ4352 - 2006，凸模与凹模使用螺钉固定在上下模座上，压料板依靠导柱导套运动，提高了模具精度。模具总装图如图 5 所示。

  (五)拉伸件的后处理工序

  拉伸工序完成后得到的拉伸件，为满足后续加工要求，需进行后处理。首先是切除压边，可使用剪板机或者线切割去除多余残料。其次是侧切边，由于产品形状结构复杂，侧边有两处尺寸较小的弧形孔，为便于后续加工，采用侧切边模具进行切边。

  三、笔记本电脑外壳冲压生产模式的优势总结

  通过对笔记本电脑外壳冲压工艺和拉伸模的设计研究可知，采用分散生产方式进行笔记本电脑外壳冲压具有显著优势。这种生产方式操作简单，能够降低生产过程中的技术难度和人力成本;成本低廉，减少了不必要的设备和工序投入;同时合格品率高，能够保证产品质量的稳定性，是适合大批量生产笔记本电脑外壳的较佳模式。在 2025 年笔记本电脑行业技术不断发展的背景下，这种对外壳制造工艺的深入研究与创新设计，将为笔记本电脑产品的质量提升和市场竞争力增强提供有力支持。

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