電池柜冷藏箱DC-tall之箱體主要零部件的計算設計【說明書+CAD+UG】,說明書+CAD+UG,電池柜冷藏箱DC-tall之箱體主要零部件的計算設計【說明書+CAD+UG】,電池,冷藏箱,dc,tall,箱體,主要,零部件,計算,設計,說明書,仿單,cad,ug 編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 題目:電池柜冷藏箱 DC-tall 之箱體主要零 部件的計算設計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學 號： 0923244 學生姓名： 楊理剛 指導教師： 陳偉明 （職稱： 教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 電池柜冷藏 箱 DC-tall 之箱體主要零部件的計算設計 是本人在導師的指導下 獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文） 中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文） 不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 95 學 號： 0923244 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設 計 論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目 電池柜冷藏箱 DC-tall 之箱體主要零部件的計算設計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) DC tall 是該廠根據(jù)市場需求開發(fā)研制的電池柜冷藏箱。電池 柜冷藏箱（DC tall）的主要結(jié)構(gòu)采用的是鈑金材料，本產(chǎn)品的主要 研究目的：將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。裝電 池后產(chǎn)品重量達 1.42t 吊起時頂部的四個螺絲每個都必須能承受 220kg 的拉力。保持電池柜內(nèi)部溫度 25 1 ，并保持內(nèi)部溫度C 的均勻性。 。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 1）完成相關的零件圖和裝配圖，其中包括三維圖和二維圖。 2）按學校要求完成畢業(yè)論文（不少于 8000 字） 。 3）完成英文翻譯（不少于 3000 字；英文資料翻譯要正確表達 原文的含意，語句通順。 ） 4）設計說明書論文格式滿足學校相應的規(guī)范要求，內(nèi)容完整， 結(jié)構(gòu)安排合理，語句通順。 5）設備性能符合主要技術(shù)數(shù)據(jù)；設備結(jié)構(gòu)合理，易安裝、維護； II 設備運行安全可靠。 四、接受任務學生： 機械 95 班 姓名 楊理剛 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學科組組長研究所 所長簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 中國沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開放帶了我國的經(jīng)濟進入高速發(fā)展的時期，模具的市 場的需求量也進一步的增加。模具行業(yè)也一直以 15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來的模具 工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來， 同時也帶來了以集體、獨資、私營和合資等形式的快速發(fā)展。 本零件是對電池柜冷藏箱 DC-tall 的零件進行沖壓成型的模具設計，主要內(nèi)容有： 零件特點和工藝分析；成型工藝方案的制定、分析、比較；凸模結(jié)構(gòu)設計；凹模結(jié)構(gòu)設 計；卸料裝置設計；模架設計等。設計綜合了大學三年所學的機械制圖、材料力學、金 屬工藝、測量與互換、沖壓工藝與模具設計、CAD、Pro/e 等課程。本次設計直接應用了 沖壓工藝與模具設計 、CAD、UG 的知識。由于該產(chǎn)品的沖壓工藝有沖孔、落料,所以 四個安裝卡位精度要求高,其它模具結(jié)構(gòu)盡可能簡單。通過這次設計,我們初步掌握了模 具設計的一般流程和方法，提高了綜合知識的運用、計算機輔助設計實操和解決實際問 題的能力。 關鍵詞：DC-tall；模具；沖壓模具設計 IV Abstract Stamping die development present situation of reform and opening up brought China into a period of rapid development of the economy in our country, the mould also further increase the demand of market. Mold industry also has been developing in the growth of around 15%. So bring the great changes in the ownership composition of mould industry enterprises, some state- owned professional mold factory also spring up, at the same time also brought to the collective, the rapid development of the form of sole proprietorship, joint venture and private. This parts are parts of the battery cabinet freezer, DC - tall stamping forming die design, the main content includes: part features and process analysis; Molding process development, analysis and comparison; Punch structure design; Die structure design; Discharging device design; Die set design, etc. Design integrated the university three years of learning mechanical drawing, mechanics of materials, metal technology, measurement and swaps, stamping process and die design, CAD, Pro/e etc. This design direct application of the stamping process and die design, the knowledge of CAD, UG. Due to the stamping process of the product have a punching, blanking, so four screens installation accuracy requirement is high, the other mold structure as simple as possible. Through this design, we preliminary master die design of the general processes and methods, improve the comprehensive use of knowledge, computer aided design in field and the ability to solve practical problems. Key words: DC - tall ;die stamping; die design. V V 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT .IV 目 錄 .V 1 緒論 .1 1.1 課題來源 .2 1.2 選題的目的和意義 .2 1.2.1 選題的目的 .2 1.2.2 研究的意義 .2 2.1 主要設計內(nèi)容:零件特點和工藝分析 .2 2.1.1 零件分析 .2 2.1.2 批量 .2 2.1.3 工件及其沖壓工藝性分析 .2 2.1.3.1 零件形狀和技術(shù)要求制定工序順序 .3 2.1.3.2 零件的排樣 .4 2.1.3.3 材料性能 .6 2.1.3.4 模具工作過程 .7 2.1.3.5 材料的利用率 .7 2.2 難點、成型質(zhì)量控制 .7 2.3 難點處理 .7 2.4 零件制造方案制定 .8 2.5 沖壓方案的確定 .8 2.5 沖壓設備的選用 .10 2.5.1 壓力機類型的選擇 .10 2.5.2 壓力機行程的確定 .10 2.5.3 沖裁力的計算 .10 2.5.4 卸料力的計算 .11 2.5.5 額定壓力的確定 .12 2.6 定位裝置 .12 VI 2.7 關于壓力中心 .13 2.8 沖裁間隙的選取 .13 2.8.1 沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響 .13 2.8.2 沖裁間隙值的確定 .13 2.8.3 定模具刃口尺寸及其制造公差設計原則 .14 2.9 模具工作部分尺寸選擇 .14 2.9.1 沖裁凸凹模的設計原則 .14 2.9.2 凸模結(jié)構(gòu)設計 .15 2.9.2.4 凸模固定板 .16 2.9.2.5 墊板 .16 2.10 導向機構(gòu) .16 2.11 模架 .17 2.12 卸料裝置設計 .17 2.13 模具的工作過程 .17 3 鈑金工藝 .19 3.1 鈑金的定義及特點 .19 3.2 鈑金工藝過程 .19 3.3 下加強件的加工過程 .21 4 模具零件 .23 4.1 重要零件的加工及選擇 .23 5 結(jié)論及展望 .27 5.1 結(jié)論 .27 5.2 不足之處與展望 .27 致 謝 .28 參考文獻 .29 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 1 1 緒論 冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成沖件（或零件）的一種特殊工藝裝 備，稱為冷沖壓模具（或稱冷沖模）。冷沖模在實現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝 備，沒有符合要求的冷沖模，冷沖壓加工就無法進行；沒有先進的冷沖模，先進的冷沖 壓工藝就無法實現(xiàn)。在沖壓件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進的模具、高效的沖 壓設備是必不可少的三要素。 冷沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟方面，都有許多獨 特的優(yōu)點。主要有： （1）冷沖壓是少、無切削加工方法之一，是一種省能、低耗、高效的加工方法，因 而沖壓件的加工成本較低。 （2）冷沖壓件的尺寸公差由模具保證，具有“一模一樣”的特征，所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn) 定。 （3）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、形狀復雜、表面質(zhì)量好、剛性好的零件。 （4）冷沖壓生產(chǎn)可以靠壓力機和模具完成加工過程，其生產(chǎn)率高、操作簡單、易于 機械化與自動化。用普通壓力機進行沖壓加工，每分鐘可達幾十件；用高速壓力機生產(chǎn)， 每分鐘可達數(shù)百件或千件以上。 由于沖壓成形加工必須具備相應的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單間 少批量生，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高的特點，生產(chǎn)成本高。所以，只有在沖壓 零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成型的有點才能充分體現(xiàn)，重而獲得好的經(jīng)濟效益。沖 模按其功能和模具結(jié)構(gòu)，由單工序模、復合模和級進模之別。他們都是借助壓力機，將 被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機的作用下使材料產(chǎn)生變形或分離，完成沖壓工 作。 級進模（又稱跳模、連續(xù)模和多工位級進模）指模具上沿被沖原材料的直線送進方 向，具有至少兩個或兩個以上的工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上完成 兩個或兩個以上沖壓工序的模。常見沖壓模工序有沖孔（異形或孔圓孔、窄槽、窄 縫）、壓彎（多次壓彎或一次壓彎）、拉伸、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖 件的各不同，所完成的工位數(shù)和沖壓工序性質(zhì)也不同。其所用的模具在大的級進模的前 提下，一般用的多工位加制件名稱或制件名稱冠在級進模的前面，因此稱他們不同的級 進模（如簧片級進模）。 冷沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)及民用工業(yè)中必不可少 的加工方法。在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占 80%85%；在汽車、農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中，沖壓件約 占 75%80%；在輕工業(yè)產(chǎn)品中，沖壓件約占 90%以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中， 沖壓件也占很大的比例。目前，我國沖壓技術(shù)與先進工業(yè)發(fā)達國家相比還有一定差距， 主要原因是我國在成形工藝及沖壓基礎理論、模具制造工藝、模具標準化及設備等方面 與工業(yè)發(fā)達的國家相比尚有很大差距，導致我國模具在加工精度、效率、壽命、生產(chǎn)周 期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距非常大。 隨著科學技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領域內(nèi)重 要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于市場競爭日 無錫太湖學院學士學位論文 2 益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代的速度越來越快，沖壓產(chǎn)品正朝著復 雜化、多樣化、高精度、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具業(yè)正朝著復雜化、高效率、高精度、長 壽命方向發(fā)展。 1.1 課題來源 DC tall 是該廠根據(jù)市場需求開發(fā)研制的電池柜冷藏箱。電池柜冷藏箱（DC tall） 的主要結(jié)構(gòu)采用的是鈑金材料，本產(chǎn)品的主 要 研究目 的 ： 將 電 池 保 持 一 定 的 溫 度 ， 使 得 電 池 延 長 使 用 壽 命 。 裝電池后產(chǎn)品重量達 1.42t 吊起時頂部的四個螺絲每個都必須能承 受 220kg 的拉力。保持電池柜內(nèi)部溫度 251，并保持內(nèi)部溫度的均勻性。 1.2 選題的目的和意義 1.2.1 選題的目的 將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。 1.2.2 研究的意義 節(jié)能減排、綠色成本、節(jié)約成本。 2.1 主要設計內(nèi)容:零件特點和工藝分析 2.1.1 零件分析 零件沖壓生產(chǎn)所需的基本工序只有沖孔、落料兩種性質(zhì)的工序。沖壓件尺寸精度高， 孔的位置公差要求一般，表面粗糙度一般，互換性能好。具有強度高、剛性好的特點。 2.1.2 批量 該零件總生產(chǎn)數(shù)量為大批量生產(chǎn)。 2.1.3 工件及其沖壓工藝性分析 零件的外形對稱，結(jié)構(gòu)簡單；零件壁寬 31.5t=1.50.5=0.75；孔雖然是配合孔，但孔的 尺寸精度和位置精度都只是一般要求，相對直徑較大；孔壁尺寸也大于 1.5t；以上這些條 件都適合沖裁，如圖 2.1。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 3 圖2.1 產(chǎn)品圖 2.1.3.1 零件形狀和技術(shù)要求制定工序順序 沖壓該零件的基本工序順序有沖孔、落料，其中沖孔決定了零件的總體形狀和尺寸， 因此工序十分重要。 凸模采用凸模，凹模采用成型沖頭。圖 2.2 無錫太湖學院學士學位論文 4 圖 2.2 模具圖 2.1.3.2 零件的排樣 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料的布置方法，排樣是否合理，將直影響材料利 用率、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、沖模結(jié)構(gòu)與壽命等。 該零件的結(jié)構(gòu)特點是材料薄、尺寸小，形狀類似于“T”形，因此用作圖法取 50 度的 “對排”、側(cè)刃定距、級進模沖壓成形；為了使料尾的幾個零件能夠沖裁下來，采用雙側(cè)刃 對角前后排列，如圖 2.3 所示。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 5 圖 2.3 排樣圖 根據(jù)排樣圖可以近似計算出來兩列對排零件的中心距是 25mm。條料寬度 =25+9+21=36mm，其中側(cè)邊搭邊值查表 2.1-2，因簧片加工精度取了 IT14 級，加工精度 較低所以可取 a=1mm；條料寬度 =36+21.5=39mm，其中側(cè)刃余量選取 b=1.5mm；步距 =9+1=10mm（工作間搭邊取 a=1mm）。 表 2-1 黃銅沖裁最小沿邊與搭邊寬度值 圓形或圓角 r2t 的工件 矩形邊長 l0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金、 純銅、黃銅 0.0250.08 0.020.06 0.30.07 0.030.09 注：卸料力系數(shù) K 卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復雜說取上限值。 沖裁時之沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機時是否考慮 進去，應根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待，即： 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時為： F 總 F 沖 F 推 (2.5) 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模為: F 總 F 沖 F 卸 F 推 (2.6) 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖模為: F 總 F 沖 F 卸 F 頂 (2.7) 卸料力為 F 卸 = KF=0.03 3.3= 0.099KN 卸料力為 F 推 =KF（h/t）=0.04 3.3 （5/0.5）=1.32KN 式中 K=0.04，取凹模刃口工作高度為 5mm。 因此總沖裁力 F 總 =F+F 卸 +F 推 =3.3+0.099+1.32=4.7KN 2.5.5 額定壓力的確定 確定壓力機額定壓力主要依據(jù)是總沖壓力。在選擇機械壓力機進行拉深加工時，特 別應引起注意的是不能簡單地按總從壓力確定壓力機的額定壓力，以為只要壓力機的額 定壓力大與總沖壓力就可選用，那很不合理的。從分析壓力曲線圖 1可以看出這一點。 故在選擇機械壓力機用與拉深加工時，一般可按下式核算： 淺拉深時: F（0.70.8）F 0 (2.8） 淺拉深時： F（0.50.6）F 0 （2.9） 式中 F- 總沖壓力； F0機械壓力機額定壓力。 根據(jù)以上經(jīng)驗公式可確定壓力機的額定壓力為 250 KN。 根據(jù)以上原則選定壓力設備為油壓機，其相關參數(shù)如下： 公稱壓力 250KN 公稱力行程 4mm 滑塊行程 75mm 工作滑塊速度 快進 120 mm/s 工進 5 mm/s 回程 100 mm/s 2.6 定位裝置 采用接觸定位，用活動擋料銷。 活動擋料銷是一種可以伸縮的擋料銷。采用彈簧頂擋料裝置，使用可靠且耐用。下模 定位銷分布如圖 2.5。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 13 圖 2.5 下模定位銷分布圖 2.7 關于壓力中心 由于沖裁力小，并且采用了對角導柱模架，受力平穩(wěn)，同時根據(jù)零件的排樣圖可以看出， 模具壓力中心不會超出沖模模柄的投影面積之外，因此這里不作詳細計算。 2.8 沖裁間隙的選取 2.8.1 沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響 1、沖裁間隙對斷面質(zhì)量的影響 沖裁件的斷面質(zhì)量主要指塌角的大小、光亮帶占板料厚度的比例、剪切面的表面粗 糙度及斷裂面的斜角大小等。 2、沖裁間隙對毛刺的影響 沖裁件的毛刺問題屬于斷面質(zhì)量問題，但由于它十分重要，故在此單獨討論。一般 使用的沖裁件對尺寸精度沒有過高的要求，毛刺高度便成為評定其質(zhì)量的主要指標。沖 裁間隙是影響毛刺大小的主要因素，但材料不同時其影響程度卻有較大差別。 3、沖裁間隙對尺寸精度的影響 尺寸精度是指工件的實際尺寸與圖樣上標注的基本尺寸的差值所能達到的公差等級。 沖裁件的尺寸精度應包括兩類：一是外形和內(nèi)形的形狀尺寸精度；二是孔距、同心度、 平面度等形位尺寸精度。前者主要受凸模和凹模刃口尺寸制造精度的影響，也受沖裁間 隙的影響。而后者的影響因素較多，與模具結(jié)構(gòu)類型有關，還受模具裝配誤差和定位誤 差的影響，板平面的平面度也受沖裁間隙的影響。 2.8.2 沖裁間隙值的確定 根據(jù)沖壓工藝與模具設計表 1-3 中所提供的參考依據(jù)選擇可得，單面間隙 c=3- 7%，t=1.2mm,實際取 c=0.6mm。 無錫太湖學院學士學位論文 14 2.8.3 定模具刃口尺寸及其制造公差設計原則 1、凹模尺寸決定落料件尺寸，凸模尺寸決定沖孔時的尺寸。因此設計沖孔模時， 以凸模為基準，間隙取在凹模上；設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上。 2、考慮到設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應取工件孔的尺寸公差范圍較大的尺寸。 這樣，在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格零件；沖裁中凸、凹模的磨損， 設計落料模時，凹?；境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥?nèi)較小的尺寸。凸、凹模間隙則應 取最小合理間隙值。 3、考慮到制件的精度要求，應確定沖裁刃口制造公差。如果刃口精度要求過低，則 生產(chǎn)出來的零件可能不合格，或是使模具的壽命降低；如果對刃口精度要求過高，會使 模具制造困難，增加成本，延長生產(chǎn)周期。如果零件沒有標注上公差，則對于沖模則可 以按 IT11 級精度制造，非圓形件可按 IT14 級精度來處理。 2.9 模具工作部分尺寸選擇 根據(jù)企業(yè)所提供的資料和經(jīng)驗，選用的各模板厚度如下： 表 2-1 模板厚度表 模板 厚度 上模板 30mm 上模 16mm 壓料板 40mm 下模固定板 30mm 下模板 40mm 退料頂板 40mm 2.9.1 沖裁凸凹模的設計原則 1、凸模與凹模的圓角半徑 凸模圓角半徑 rp 值與凹模圓角半徑值對拉深時允許的變形程度有較大的影響，而且 rd 值的影響超過 rp 值。因為當板料包滿 rp 區(qū)后，r p 區(qū)對拉伸過程的影響就很小了，而 rd 區(qū)卻影響拉深的全過程。被拉入凹模的板料不斷流經(jīng) rd 區(qū)，不僅受到摩擦阻力，而且受 到兩次反復折彎所產(chǎn)生的彎曲阻力。如果 rd 值過小，將使筒壁處承受的拉應力 ma的峰 值增大，也就增大了拉破的危險性。其結(jié)果將使允許的變形程度降低，即必須取較大的 拉深系數(shù)。 所以凹模圓角半徑 1mm （沖壓工藝與模具設計表 47） rp=（0.71.0）r d （2.10） rp=0.7 mm 經(jīng)選擇得到 rp=0.7 mm rd=1mm 2、凸模與凹模的結(jié)構(gòu) 根據(jù)材料狀態(tài)、厚度以及零件的排樣圖，選定模具結(jié)構(gòu)為“矩形橫向送料彈壓卸料典 型組合”形式。 根據(jù)選定的凹模模版的尺寸規(guī)格以及典型組合形式，選取對角導柱模架。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 15 2.9.2 凸模結(jié)構(gòu)設計 1、精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的位移 否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 2、防止拔出 回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應能防止凸模從固定板中拔出來。 3、防止轉(zhuǎn)動 對于工作段截面為圓形的凸模，不存在防轉(zhuǎn)問題。可是對于一些截面比較簡單的凸 模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常 常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模載工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，否則將啃 模。 因此，本設計方案中采用了直通式凸模，由于該凸模截面形狀非圓形沿全長是一樣 的，便于成型加工。在安裝方式上，可采用螺釘?shù)跹b固定凸模的方式。 2.9.2.1 凸模長度的確定 采用固定卸料方式的凸模長度，按以下公式技術(shù)計算： L=h1+h2+h3+h=140mm （2.11） 式中 h1凸模固定板厚度 （mm） h2固定卸料板厚度（mm） h3附加（高）長度，包括凸模的修模量，凸模進入凹模的深度，凸模固定 板與卸料板的安全距離等。一般取 h20mm。 2.9.2.2 強度校核 1、凸?？箟耗芰π：?凸模能正常工作，其最小截面承受的壓應力必須小于凸模材料允許的壓應力： 壓應力計算公式： =F/A （2.12） 式中 凸模最小截面的壓應力 （mpa） F沖裁力 （N ） A凸模材料許用應壓力 （mpa） 2、凸?？v向抗剪能力校核 Lmax 1200 （2.13）FJ/ 式中 J凸模最小截面慣性距 （mm） F沖裁力 （N ） 根據(jù)計算，本模具沖裁力小，加工卸料板下端對各凸模的導向作用。均能滿足剛度 和強度要求。 2.9.2.3 凹模設計 1、根據(jù)經(jīng)驗，選擇矩形凹模板尺寸為： L=104 mm，B=76 mm 。 2、凹模板的厚度計算： 無錫太湖學院學士學位論文 16 H=KB1 =K(36+26)=48K=480.3=14 （2.14） 因此選取規(guī)格 HBH=1008016。 2.9.2.4 凸模固定板 凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的 0.81 倍。取凸模 固定板=40 （取 1 倍）。本設計用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作 成 M7/h6。 2.9.2.5 墊板 墊板的平面形狀與尺寸與固定板相同，其厚度一般取 610mm 本凸模使用螺釘?shù)跹b 的直通式凸模，為在墊板上加工吊裝螺釘?shù)某量卓蛇m當增加墊板的厚度，取 10 mm。 2.9.2.6 模柄 采用壓入式，固定段與上模座孔采用過盈配合。 2.10 導向機構(gòu) 導柱導套滾動導向模架如圖（圖 2.6）, 在導柱與導套之間加多排鋼珠，組成滾動導 向裝置。 圖 2.6 導柱導套滾動導向模架結(jié)構(gòu)示意圖 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 17 滾動導向的突出特點是:鋼球與導柱、導套之間不但沒有間隙，而且有 0.010.02mm 的過盈量，成為無間隙導向。因此其導向精度非常高。為了減小磨損，鋼球沿導柱與導 套工作面的滾動軌跡應不重合。為此，鋼球在保持圈內(nèi)的排列，應橫向應當錯開，縱向 連線與導柱軸線成 8角。 2.11 模架 本方案中的模架尺寸設定為：長 x 寬 x 高=136 x 136 x 100。 2.12 卸料裝置設計 采用分體式卸料板。卸料板只連接到凹模上，凹模再單獨連接到上模座上，螺釘一 般要增加 46 個，銷釘要增加 2 個。采用固定卸料裝置，板料厚度不宜小于 0.3mm， 而且不適于沖軟鋁板。 固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的 0.8 倍，板 料厚度超過 3mm 時，可與凹模厚度一致。固定卸料板形孔與凸模的的單面間隙可以取 0.20.5mm，厚料與硬料可取大值。 2.13 模具的工作過程 工作過程如下： 1、將條料放在下模定位板上，確定定位正確。 第一步：條料送進至側(cè)刃擋板，開始沖壓，在條料上沖出一個小孔和裁去一個進距 A 的窄條，使條料的一百年出現(xiàn)一個橫肩； 第二步：推進條料，使條料緊靠側(cè)刃擋板，進行第二次沖壓，在條料上在沖一個小 孔和裁去一個進距的窄條，同時在條料端面沖出另一個零件孔的一部分，同時沖出和工 具尾部相同的一部分。 第三步：再次推進條料，使第二次沖出的橫肩緊靠在側(cè)刃擋板，進行第三次沖壓， 同時沖出兩個小孔，第一次落下一個工件。 第四步：在此推進條料，一個側(cè)刃和落料凸模同時參加沖裁，第二個落料凸模沖掉 工件頭部的一部分。 第五步：與上述基本相同。 第六步：開始同時沖下兩個零件，第二個側(cè)刃也開始工作。 由于該副模具采用斜對排的排樣方法，材料的利用率很高（見下面材料利用率計算）； 但斜對排同時也帶來了凸、凹模單邊受力的缺陷，特別是采用硬質(zhì)合金模具時，由于凸、 凹模單邊受力可能導致模具凸、凹模損壞，因此對于硬質(zhì)合金模具，可以采用直對排， 以避免損壞模具。 一般來講側(cè)刃可以安裝一個，也可以安裝兩個，而雙側(cè)刃可以成對并列，也可以對角前 后安裝。雙側(cè)刃定距時比單側(cè)刃準確，工位較多的級進模使用雙側(cè)刃呈對角排列還可以 減少料尾長度，反而會省料。用側(cè)刃定距準確、送料方便、精度較高，聲場效率提高顯 著，同時也便于實現(xiàn)機械化和自動化。因此因此在電子工業(yè)中，一般要求批量大的接觸 簧片、焊片等零件，大多采用此種類型的模具。側(cè)刃裝置的定位是利用裁切條料邊緣 （裁切的長度為進距 A，而裁切的寬度為 1.52.5mm）來控制步距（進距）和擋料的。 類似于圖 2.7。 無錫太湖學院學士學位論文 18 圖 2.6 級進模工作圖 級進模具有以下優(yōu)點 1)級進模是多工序沖模，在一副模具內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形和拉深等多種多道工 序，具有比復合模更高的勞動生產(chǎn)率，也能生產(chǎn)相當復雜的沖壓件； 2)級進模操作安全，因為人手不必進入危險區(qū)域； 3)級進模設計時，工序可以分散。不必集中在一個工位，不存在復合模中的“最小壁厚” 問 題。因而模具強度相對較高，壽命較長。 4)級進模易于自動化，即容易實現(xiàn)自動送料，自動出件，自動疊片； 5)級進?？梢圆捎酶咚賶毫C生產(chǎn)，因為工件和廢料可以直接往下漏； 6)使用級進?？梢詼p少壓力機，減少半成品的運輸。車間面積和倉庫面積可大大減小。 級進模的缺點是結(jié)構(gòu)復雜，制造精度高，周期長，成本高。因為級進模是將工件的 內(nèi)、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內(nèi)、外形相對位置的 一次性。但精度高的零件，并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形相對位置要求都高，可以在沖 內(nèi)形的同一工位上，把相對位置要求高的這部分輪廓同時沖出，從而保證零件的精度要 求。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 19 3 鈑金工藝 3.1 鈑金的定義及特點 鈑金，尚未有一個更完整的定義，根據(jù)定義外國專業(yè)期刊可以被定義為：鈑金金屬薄板 （通常小于 6mm）一種綜合冷加工工藝，包括切割，沖壓/切/復合，折，焊接，鉚接，拼 接，成型（如汽車車身）等。的顯著特征是厚度均勻的同一部分?，F(xiàn)代漢語詞典“第 5 版的解釋：動詞，鋼鐵，鋁，銅等金屬板材加工。 特點：鈑金具有重量輕、強度高、導電（能夠用于電磁屏蔽）、成本低、大規(guī)模量產(chǎn)性 能好等特點，目前在電子電器、通信、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械等領域得到了廣泛應用，例 如在電腦機箱、手機、MP3 中，鈑金是必不可少的組成部分。隨著鈑金的應用越來越廣 泛，鈑金件的設計變成了產(chǎn)品開發(fā)過程中很重要的一環(huán)，機械工程師必須熟練掌握鈑金 件的設計技巧，使得設計的鈑金既滿足產(chǎn)品的功能和外觀等要求，又能使得沖壓模具制 造簡單、成本低。 3.2 鈑金工藝過程 A工件落料 圖紙到手后，根據(jù)擴大的意見，并選擇不同的批量下料方法中，激光，數(shù)控沖床， 剪切，模具等，然后再進行相應的圖紙展開。數(shù)控穿孔工具所產(chǎn)生的影響，對于一些不 規(guī)則形狀的孔的加工的工件，并在邊緣將是一個大的毛刺，進行去毛刺后的處理，而在 一定程度上的工件的精度，激光加工無刀具限制，小工件斷面平坦，適合異形工件，但 需要較長的時間。數(shù)控和激光旁放置在板凳上，這將有助于地方片的機器上進行處理， 減少升降板的工作量。一些可以利用的邊料放置在指定的地方彎曲的試用收購材料。消 隱后工件，邊角的毛刺，使必要的聯(lián)系整理（拋光），刀具接觸點與平銼刀修整，毛刺 打磨機更大的工件進行修整，小口徑的接觸點與相應的小銼刀修整確保外觀的美麗，同 時也為彎曲的形狀定位換藥時保證工件，防止彎曲機彎曲位置一致的保護與批量大小一 致。 下道工序 在消隱完成后，下一過程中，根據(jù)不同的加工要求的工件到相應的過程。彎曲，鉚， 翻邊攻絲，焊接，打凸包段差，有時后彎 12 螺母或螺栓壓力是好的，打凸的船體模具和 貧困階層考慮的第一處理，所以先處理步驟后發(fā)生其他干擾，無法完成必要的處理。在 大寫或小寫掛鉤后，如果不彎腰觸摸前彎曲焊接工藝性好。 首先，彎曲時的尺寸在圖紙上確定彎曲槽刀和刀時，使用的材料厚度，以避免產(chǎn)品 變形引起的碰撞模式鍵（在同一產(chǎn)品上選擇工具，可用于不同型號的上模），下模的選 擇是根據(jù)片材的厚度確定。二是確定的順序彎曲，彎曲的一般規(guī)則是先內(nèi)后外，后大開 始后的第一次特別具有體積小，常見的。首先應該有粉碎邊工件工件彎曲 30-40，然 后粉碎工件練級模式。 鉚接，考慮螺柱的高度選擇相同類型的模具，然后按進行調(diào)整，以保證螺柱和工件的表 面齊平，以避免螺柱緊固或壓出超過工件表面的壓力，從而導致工件報廢。 有氬弧焊，點焊，二氧化碳保護焊，手工電弧焊，點焊必須首先考慮的位置在大批量生 產(chǎn)的工件，可以考慮做焊接位置，以確保準確的定位工具。 無錫太湖學院學士學位論文 20 牢固地焊接在待焊接的工件的，打凹凸點，以確保一致的加熱，而且要確定焊接位 置，凸塊可以被激勵在焊接前與板，同樣的均勻接觸，以便要被焊接停留時間應罰款， 預壓時間，保持時間，休息時間，以確保工件可點焊固體。在表面的焊接毛刺發(fā)生后， 使用平磨加工的兩個亞弧焊大型工件，也連接在一起，或者一個工件的加工的角，實現(xiàn) 光滑的表面和光滑。產(chǎn)生的熱量亞弧焊和容易 變形后的工件焊接用和平的磨礦機進行處理，在角落的特定方面。 B表面處理 工件彎曲，鉚接工序完成后，以不同的方式，不同的面板，冷板表面處理后一般電 鍍表面處理，表面處理，電鍍噴涂，采用磷化處理，磷處理后噴涂工藝后不執(zhí)行。鍍板 材表面清洗，脫脂，然后噴涂。不銹鋼板（有鏡面板，霧面板，拉絲板）是可以刷前彎， 不要噴，噴涂應玩頭發(fā)治療，常用鋁氧化處理，根據(jù)噴涂不同的顏色來選擇不同的氧化 背景， 常用的有黑色和灰色氧化，需要噴涂鋁合金鉻酸鹽氧化處理后噴涂。這樣做表面前 處理，清洗表面，顯著提高漆膜附著力，耐腐蝕涂層，可以成倍地提高力量。清洗過程 中清洗的工件，第一塊掛在流水線上，首先經(jīng)過清洗液（合金粉油），然后放入干凈的 水，隨后通過噴霧區(qū)，然后干燥后區(qū)，最后從管道中取出工件。 噴 表面前處理后，進入噴涂過程中，工件噴涂后需要組裝，牙齒或部分導電孔需要保 護處理。 C保護處理 牙孔，可以檢查到軟棒或擰到位，需要保護的導電漿料，用高溫膠帶，大批量的做定位 工裝定位保護，所以不要噴到工件時，里面的外表面噴涂可以看出，工件與工件的螺紋 孔的保護，防止螺母（法蘭）后噴孔需要備份齒螺母（法蘭）。一些文物也使用了大量 的工裝保護; 工件裝配，噴涂，但噴涂高溫膠帶和紙伸出螺母塊的孔，用螺釘或耐高溫橡膠保護區(qū)。 ，如果工件站在噴涂，使用相同的方法來保護螺母（螺柱）孔;帶引線或回形針和其他項 目一起竄噴涂后的一小部分，有些要求高的表面噴涂前的刮灰處理;一些在高溫下具有特 殊的粘紙保護工件在地面字符。在噴涂過程中，流水線上的第一個掛片，一擊管膠表面 的灰塵。噴入噴霧區(qū)域，噴涂后進入干燥區(qū)的管道，最后噴涂好的工件從管道中除去。 有兩種類型的手工繪畫和自動噴涂，使該工具用于不同的方法。 D裝配工序 在進入噴霧裝配過程中，在組裝前，原畫粘紙撕開用來確定內(nèi)螺紋孔沒有擴散到涂 層或粉末，在此過程中，要戴手套以避免手灰塵附著在部件的保護工件，工件，但也有 一些用氣槍吹干凈。 包裝環(huán)節(jié) 組裝到包裝在會議結(jié)束后，檢查到一個專用保護袋后的工件，一些不特殊包裝氣泡 膜包裝工作。在包裝之前，先把切工件的大小氣泡膜包裝，以避免邊包裝邊切，影響加 工速度;大量可定制特殊的紙箱或氣泡袋，墊，盤，盒等。包裝好后放入紙箱，然后粘貼 在紙箱上的標簽對應的成品或半成品。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 21 3.3 下加強件的加工過程 對于任何一個加強件來說，它都有一定的加工過程，也就是所謂的工藝流程。 1.加強零件圖設計和繪制，角色繪制的方式來表達鈑金零件的結(jié)構(gòu)。 2. 展開地圖繪制，這是一個復雜的結(jié)構(gòu)的部分將被擴展成扁平的會員。 3.下料，下料的方式有很多種，主要有以下幾種方式： a.剪床下料 使用剪切機的展開視圖中切出的長度和寬度尺寸的形狀。如果沖孔，切角，子沖的 組合模具沖孔，成型切角。 b.沖床下料 使用打孔的一個或多個步驟將是部分板塊開始后平片紅色的形狀結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點是 短耗時的工作，效率，并能降低處理成本，通常用在大規(guī)模生產(chǎn)。 c.NC 數(shù)控下料 數(shù)控切割先寫 NC 程序。被編程軟件的使用，擴展的視圖繪制數(shù)控機床可以被寫入作 為身份。根據(jù)這些程序允許在一個鐵一步步的結(jié)構(gòu)的扁平形狀的部分上沖出。 d.激光下料 激光切割，在一個平面的鐵片將其結(jié)構(gòu)形狀剪出。 4 翻邊攻絲 內(nèi)緣翻邊稱為抽孔，也就是說，在一個較小的基孔抽成一個稍大的孔中，然后抽孔攻。 這樣做可能會增加其強度，避免滑牙。 一般用于金屬板材加工厚度比較薄。當厚度大，如 2.0，2.5，等以上的板厚。 5.沖床加工 沖床沖床加工一般切角，沖孔落料，沖孔凸殼，紅撕裂，抽孔等這些加工方式，以 達到加工的目的。處理需要相應的模具來完成操作。凸凸沙袋船體成型，加蓋與撕裂成 形模具。 6.壓鉚 經(jīng)常使用鉚釘鉚螺柱，壓鉚螺母，壓鉚螺釘?shù)?，通常是通過其鉚壓機，液壓鉚接機來完 成操作，鈑金件鉚接方式。 7.折彎 彎曲板構(gòu)件是 2D，3D 的折疊部分。其加工需要折疊床和相應的折彎模具來完成操作。它 也有一定的折彎順序，其原理是下刀不產(chǎn)生干擾的第一折，休息后會產(chǎn)生干擾。 8.焊接 焊接是焊接的多個部分組合在一起的處理單個部件或側(cè)縫焊接，以增加其強度要達到的 目的。其加工方一般由 CO2 氣體保護電弧焊，氬弧焊，點焊，機器人焊接。焊接方法的 選擇是根據(jù)實際要求和材質(zhì)而定。 9.表面處理 一般表面處理磷化膜，電鍍五彩鋅，鉻，烤漆，氧化。磷化膜一般 對于冷軋板和電解板類，其作用主要是在料件片涂有一層保護膜，防止氧化;再次是，以 提高其的涂料密合性。 10.組裝 無錫太湖學院學士學位論文 22 所謂的組件的多個零件或組件是按照一定的方式裝配在一起，使一個完整的產(chǎn)品。 應該指出的是，材料和部件的保護，不能得出顛簸。大會的最后一個步驟來完成的項目， 如果原材料和零部件無法使用由于顛簸計劃，做一遍，將浪費大量的處理時間，增加項 目的成本，所以要特別注意保護材料和部件。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 23 4 模具零件 4.1 重要零件的加工及選擇 1.凹模 繪制凹模正式零件圖，實際上是把排樣圖（圖 4.1）和經(jīng)過計算選取的標準凹模輪廓 圖形結(jié)合起來，凹模結(jié)構(gòu)如圖 4.1 所示（詳細尺寸見圖紙零件圖）。 凹模型腔位置尺寸，常以凹模輪廓的幾何中心或以凹?；ハ啻怪钡膬蛇厼榛鶞蕵藴?， 視各廠的加工習慣而定，本例中選取凹模中心線為設計基準。圖中的尺寸 140.5，是根 據(jù)排樣后保證零件直壁部分兩邊均有 1mm 的最小搭邊值的前提下，由排樣圖的幾何關系 而求得。 圖 4.1 凹模 2.卸料板與固定板 設計時應該注意卸料板與固定板型孔位置以及公差應該與凹模一致，分別如圖 4.2 及 圖 4.3 所示（詳細尺寸見圖紙零件圖）。 圖 4.2 卸料板 圖 4.3 固定板 3.凸模 無錫太湖學院學士學位論文 24 當線切割或磨削成型，沖裁沖頭應設計成直沖床，沖裁模，沖壓卸料板和安裝板，線切 割，這樣可以大大縮短模具制造周期。 沖孔凸?；境叽缤庑稳鐖D 4.4 所示（具體尺寸見圖紙） 圖 4.4 沖孔凸模 落料凸?；境叽缤庑稳鐖D 4.5 所示（具體尺寸見圖紙） 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 25 圖 4.5 落料凸模 無錫太湖學院學士學位論文 26 5 結(jié)論及展望 5.1 結(jié)論 通過這次沖壓模具的設計，我真正地了解到一套模具的完整結(jié)構(gòu)，從收集資料到設 計一步一步踏實的做過來，把我們四年來所學的知識全部結(jié)合運用，正真做到融匯。我 相信通過這次畢業(yè)設計的訓練，對于我們即將進入社會打好了一定的基礎。 對于復雜板金成型模具設計,我的第一副比較全面的模具設計,尺寸精度要求,高選題 難。必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成從模具結(jié)構(gòu)零件的設計，及裝配。除了靠自己的努力外,更 多的是要感謝各位老師在我設計過程中對我的指導。 同時,在我的圖紙繪制,工藝分析,模具零件加工工藝分析等方面的有了更進一步的提 高,使我的專業(yè)知識增加堅固，還有就是應用軟件 UG AUTO CAD 的使用更加熟練。 這次畢業(yè)設計令我們獲得很多寶貴經(jīng)驗，讓我在一張白紙上畫上了框架，這些東西 對我們以后出來找工,做工提供了很好的幫助。 5.2 不足之處與展望 經(jīng)過本次論文寫作，本人學到了許多有用的東西，也積累了不少經(jīng)驗，但由于才疏 學淺，能力不足，加之時間和精力有限，我感覺還是有一些不足之處： A 在許多內(nèi)容表述、論證上存在著不當之處，與老師的期望還相差甚遠。我的論文 指導老師是一位治學嚴謹，要求嚴格的良師益友。 B 在我的論文形成過程中，他從內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、文字表達甚至標點符號上都嚴格，只不 過在某些方面我還做的不夠。許多問題還有待進行一步思考和探究，借此答辯機會，萬 分肯切的希望各位老師能夠提出寶貴的意見，多指出我的錯誤和不足之處。 本人將虛心接受，從而不斷進一步深入學習研究，使該論文得到完善和提高。 經(jīng)過這次論文，我相信我的各方面能力將會有很大的提高，為今后的工作和學習打 下基礎，相信以后將會在工作中有出色的表現(xiàn)。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設計及計算 27 致 謝 在此，我要感謝我的指導老師陳偉明老師在我設計課題從方案確定到具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu) 上的熱情指導。他們的指導，讓我修正了設計中一個又一個的錯誤,更重要的是我從中學 到了很多東西，這些在原來學過的教材中是無法找到了，這些也是我以后工作中很寶貴 的財富。 在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。 尤其要強烈感謝我的論文指導老師陳偉明老師，她對我進行了無私的指導和幫助，不 厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老 師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心 的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)學學者的研究文獻，如果沒有各位學 者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和 排版燈過程中提供熱情的幫助。 由于我的學術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！ 無錫太湖學院學士學位論文 28 參考文獻 1 鐘毓斌.沖壓工藝與模具設計M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2004.6. 2 丁德全.金屬工藝學M.北京：機械工業(yè)出版社， 2000.5. 3 趙躍文.沖壓工藝與模具設計M. 北京：北京大學出版， 2005. 4 模具實用技術(shù)叢書編委會.沖模設計應用實例M. 北京：機械工業(yè)出版社， 1999. 5 付宏生.冷沖壓成形工藝與模具設計制造M. 北京：化學工業(yè)出版社， 2005. 6 賈崇田 李名望.沖壓工藝與模具設計M. 北京：人民郵電出版社， 2006. 7 丁松聚.冷沖模設計M. 北京：上海機械高等?？茖W校， 2005. 8 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