[发明专利]一种硬盘盒体挤压模具的设计方法

说明书

一种硬盘盒体挤压模具的设计方法，属于盒形件成形技术领域，其特征在于包括以下设计步骤：1)确定硬盘盒体的材料和几何尺寸；2)确定坯料形状和几何尺寸；3)确定凸模的材料、几何尺寸和热处理工艺参数；4)确定凹模的材料、几何尺寸和热处理工艺参数；5)确定坯料、凸模和凹模构成的适用于硬盘盒体挤压成形的几何装配体。本发明优点是设计过程简单、快捷，模具材料及尺寸可靠，硬盘盒体成形极限大、尺寸精度高。

技术领域

本发明属于盒形件制造技术领域，具体涉及一种硬盘盒体挤压模具的设计方法。

背景技术

硬盘盒体是大型工作站主机、便携式移动硬盘的关键部件，主流的硬盘存储容量均在6TB以下，转速为5400～7200转/分，目前该类盒体制造技术主要有机械切削加工、低压铸造成形、1火次等温热锻成形、1火次热预锻+1火次等温热锻、4～6火次热锻成形，这些技术均存在材料和能源浪费严重、生产效率低、设备吨位要求高和四周壁厚成形极限小等缺点，热锻后在高度方向上存在褶皱现象，薄壁区域尺寸回弹严重导致外形尺寸精度降低。当硬盘容量达到10TB、转速达到3万转/分以上时，上述技术制造的盒体在长时运转条件下发热严重，服役性能和使用寿命显著降低，因此需要在盒体腔内充氦气、氮气等惰性气体进行保护，以兼具高强、高导热散热和高气密性等特殊性能，而上述技术无法满足该类盒体的高性能精确成形制造。发明专利申请号(201910191508.7)公开了一种镁合金硬盘壳体精锻成形方法，即通过预制板坯铸件-双级均匀化-热预锻-热终锻-中间固溶处理-冷精锻-双级时效来实现，但该技术工序繁多，尤其是在预锻、终锻和精锻过程中涉及的模具众多、模具加工复杂，所需设备投入较大，并且坯料和锻件多次加热会导致能源、材料浪费严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬盘盒体挤压模具的设计方法，可以有效克服现有技术存在的缺点。

本发明目的是这样实现的，其特征在于包括以下设计步骤：

(1)确定硬盘盒体的材料和几何尺寸：硬盘盒体的材料为铝锌合金，其化学成分(重量分数)锌为15～20％，其余为铝；设定硬盘盒体的几何尺寸为：长度L＝170～173mm，宽度W＝100～103mm，高度H＝40～42mm，厚边壁厚B＝10～10.5mm，薄边壁厚B₁＝5～5.5mm，大圆槽半径R＝15～15.2mm，小圆槽半径R₁＝5～5.2mm，盒底厚度b＝5～5.5mm，磁头直径d＝10～12mm，磁头高度h＝30～33mm，磁头与盒底连接半径r＝5～5.2mm；

(2)确定坯料形状和几何尺寸：用于挤压成形的坯料采用圆形铸坯，直径为D₀＝60～63mm，高度为H₀＝70～73mm；

(3)确定凸模的材料、几何尺寸和热处理工艺参数：凸模的材料为Cr10Mo2V2，几何尺寸为：长度Lt＝155～157mm，宽度Wt＝90～92mm，高度Ht＝35～37mm，大圆弧半径Rt＝15～15.2mm，小圆弧半径rt＝5～5.2mm，磁头孔型直径dt＝10～12mm及深度ht＝30～33mm，磁头孔与凸模端部过渡圆弧半径rg＝5～5.2mm，凸模座长度Lt₁＝Lt+(10～15)mm、Lt₂＝Lt+(120～150)mm，凸模座宽度Wt₁＝Wt+(10～15)mm、Wt₂＝Wt+(80～100)mm，凸模座高度Ht₁＝15～20mm、Ht₂＝30～40mm；热处理工艺参数为：1030℃保温10h后油冷至室温，然后在530℃保温3h后冷至220℃保温2h再空冷至室温，最后在-90℃～-150℃液氮环境中深冷处理时控制凸模表面的硬度在64～68HRC；