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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目:電池柜冷藏箱 DC-tall 之箱體主要零 部件的計(jì)算設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923244 學(xué)生姓名： 楊理剛 指導(dǎo)教師： 陳偉明 （職稱： 教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電池柜冷藏 箱 DC-tall 之箱體主要零部件的計(jì)算設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào)： 0923244 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 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(jì)算設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) DC tall 是該廠根據(jù)市場(chǎng)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(zhǎng)使用壽命。裝電 池后產(chǎn)品重量達(dá) 1.42t 吊起時(shí)頂部的四個(gè)螺絲每個(gè)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(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1）完成相關(guān)的零件圖和裝配圖，其中包括三維圖和二維圖。 2）按學(xué)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(dá) 原文的含意，語(yǔ)句通順。 ） 4）設(shè)計(jì)說明書論文格式滿足學(xué)校相應(yīng)的規(guī)范要求，內(nèi)容完整， 結(jié)構(gòu)安排合理，語(yǔ)句通順。 5）設(shè)備性能符合主要技術(shù)數(shù)據(jù)；設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，易安裝、維護(hù)； II 設(shè)備運(yùn)行安全可靠。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)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(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 中國(guó)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開放帶了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，模具的市 場(chǎng)的需求量也進(jìn)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(lái)的模具 工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國(guó)有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來(lái)， 同時(shí)也帶來(lái)了以集體、獨(dú)資、私營(yíng)和合資等形式的快速發(fā)展。 本零件是對(duì)電池柜冷藏箱 DC-tall 的零件進(jìn)行沖壓成型的模具設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有： 零件特點(diǎn)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(shè)計(jì)；凹模結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)；卸料裝置設(shè)計(jì)；模架設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)三年所學(xué)的機(jī)械制圖、材料力學(xué)、金 屬工藝、測(cè)量與互換、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)、CAD、Pro/e 等課程。本次設(shè)計(jì)直接應(yīng)用了 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 、CAD、UG 的知識(shí)。由于該產(chǎn)品的沖壓工藝有沖孔、落料,所以 四個(gè)安裝卡位精度要求高,其它模具結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單。通過這次設(shè)計(jì),我們初步掌握了模 具設(shè)計(jì)的一般流程和方法，提高了綜合知識(shí)的運(yùn)用、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)操和解決實(shí)際問 題的能力。 關(guān)鍵詞：DC-tall；模具；沖壓模具設(shè)計(jì) 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(lái)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(shè)計(jì)內(nèi)容:零件特點(diǎn)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(diǎn)、成型質(zhì)量控制 ...........................................................................................................7 2.3 難點(diǎn)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(shè)備的選用 .................................................................................................................10 2.5.1 壓力機(jī)類型的選擇 ......................................................................................................10 2.5.2 壓力機(jī)行程的確定 ......................................................................................................10 2.5.3 沖裁力的計(jì)算 ..............................................................................................................10 2.5.4 卸料力的計(jì)算 ..............................................................................................................11 2.5.5 額定壓力的確定 ..........................................................................................................12 2.6 定位裝置 .............................................................................................................................12 VI 2.7 關(guān)于壓力中心 .....................................................................................................................13 2.8 沖裁間隙的選取 .................................................................................................................13 2.8.1 沖裁間隙對(duì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)原則 ...............................................................................................14 2.9.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................15 2.9.2.4 凸模固定板 ...............................................................................................................16 2.9.2.5 墊板 ...........................................................................................................................16 2.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ...........................................................................................................................16 2.11 模架 ...................................................................................................................................17 2.12 卸料裝置設(shè)計(jì) ...................................................................................................................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(diǎn) .............................................................................................................19 3.2 鈑金工藝過程 .....................................................................................................................19 3.3 下加強(qiáng)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(xiàn) .......................................................................................................................................29 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設(shè)計(jì)及計(jì)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(shí)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(wú)法進(jìn)行；沒有先進(jìn)的冷沖模，先進(jìn)的冷沖 壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在沖壓件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖 壓設(shè)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(wú)論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都有許多獨(dú) 特的優(yōu)點(diǎn)。主要有： （1）冷沖壓是少、無(wú)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(fù)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(jī)和模具完成加工過程，其生產(chǎn)率高、操作簡(jiǎn)單、易于 機(jī)械化與自動(dòng)化。用普通壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工，每分鐘可達(dá)幾十件；用高速壓力機(jī)生產(chǎn)， 每分鐘可達(dá)數(shù)百件或千件以上。 由于沖壓成形加工必須具備相應(yīng)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(diǎn)，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(diǎn)才能充分體現(xiàn)，重而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。沖 模按其功能和模具結(jié)構(gòu)，由單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模之別。他們都是借助壓力機(jī)，將 被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機(jī)的作用下使材料產(chǎn)生變形或分離，完成沖壓工 作。 級(jí)進(jìn)模（又稱跳模、連續(xù)模和多工位級(jí)進(jìn)模）指模具上沿被沖原材料的直線送進(jìn)方 向，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上完成 兩個(gè)或兩個(gè)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(jí)進(jìn)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(jí)進(jìn)模的前面，因此稱他們不同的級(jí) 進(jìn)模（如簧片級(jí)進(jìn)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(guó)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(jī)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(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距， 主要原因是我國(guó)在成形工藝及沖壓基礎(chǔ)理論、模具制造工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化及設(shè)備等方面 與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比尚有很大差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在加工精度、效率、壽命、生產(chǎn)周 期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距非常大。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(lǐng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來(lái)越高，更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，沖壓產(chǎn)品正朝著復(fù) 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(fù)雜化、高效率、高精度、長(zhǎng) 壽命方向發(fā)展。 1.1 課題來(lái)源 DC tall 是該廠根據(jù)市場(chǎng)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(zhǎng) 使 用 壽 命 。 裝電池后產(chǎn)品重量達(dá) 1.42t 吊起時(shí)頂部的四個(gè)螺絲每個(gè)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(zhǎng)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(shè)計(jì)內(nèi)容:零件特點(diǎn)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(qiáng)度高、剛性好的特點(diǎn)。 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(duì)稱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)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(shè)計(jì)及計(jì)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(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)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(diǎn)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(duì)排”、側(cè)刃定距、級(jí)進(jìn)模沖壓成形；為了使料尾的幾個(gè)零件能夠沖裁下來(lái)，采用雙側(cè)刃 對(duì)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(shè)計(jì)及計(jì)算 5 圖 2.3 排樣圖 根據(jù)排樣圖可以近似計(jì)算出來(lái)兩列對(duì)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(jí)，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(zhǎng) 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(fù)雜說取上限值。 沖裁時(shí)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(jī)時(shí)是否考慮 進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對(duì)待，即： 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí)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(jī)額定壓力主要依據(jù)是總沖壓力。在選擇機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行拉深加工時(shí)，特 別應(yīng)引起注意的是不能簡(jiǎn)單地按總從壓力確定壓力機(jī)的額定壓力，以為只要壓力機(jī)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(diǎn)。 故在選擇機(jī)械壓力機(jī)用與拉深加工時(shí)，一般可按下式核算： 淺拉深時(shí): F（0.70.8）F 0 (2.8） 淺拉深時(shí)： F（0.50.6）F 0 （2.9） 式中 F- 總沖壓力； F0機(jī)械壓力機(jī)額定壓力。 根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)公式可確定壓力機(jī)的額定壓力為 250 KN。 根據(jù)以上原則選定壓力設(shè)備為油壓機(jī)，其相關(guān)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(jìn) 120 mm/s 工進(jìn) 5 mm/s 回程 100 mm/s 2.6 定位裝置 采用接觸定位，用活動(dòng)擋料銷。 活動(dòng)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(shè)計(jì)及計(jì)算 13 圖 2.5 下模定位銷分布圖 2.7 關(guān)于壓力中心 由于沖裁力小，并且采用了對(duì)角導(dǎo)柱模架，受力平穩(wěn)，同時(shí)根據(jù)零件的排樣圖可以看出， 模具壓力中心不會(huì)超出沖模模柄的投影面積之外，因此這里不作詳細(xì)計(jì)算。 2.8 沖裁間隙的選取 2.8.1 沖裁間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響 1、沖裁間隙對(duì)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(duì)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(dú)討論。一般 使用的沖裁件對(duì)尺寸精度沒有過高的要求，毛刺高度便成為評(píng)定其質(zhì)量的主要指標(biāo)。沖 裁間隙是影響毛刺大小的主要因素，但材料不同時(shí)其影響程度卻有較大差別。 3、沖裁間隙對(duì)尺寸精度的影響 尺寸精度是指工件的實(shí)際尺寸與圖樣上標(biāo)注的基本尺寸的差值所能達(dá)到的公差等級(jí)。 沖裁件的尺寸精度應(yīng)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(guān)，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(shè)計(jì)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(shí)際取 c=0.6mm。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 2.8.3 定模具刃口尺寸及其制造公差設(shè)計(jì)原則 1、凹模尺寸決定落料件尺寸，凸模尺寸決定沖孔時(shí)的尺寸。因此設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)， 以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上；設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。 2、考慮到設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)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(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的尺寸。凸、凹模間隙則應(yīng) 取最小合理間隙值。 3、考慮到制件的精度要求，應(yīng)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(lái)的零件可能不合格，或是使模具的壽命降低；如果對(duì)刃口精度要求過高，會(huì)使 模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。如果零件沒有標(biāo)注上公差，則對(duì)于沖模則可 以按 IT11 級(jí)精度制造，非圓形件可按 IT14 級(jí)精度來(lái)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(yàn)，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(shè)計(jì)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(duì)拉深時(shí)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?yàn)楫?dāng)板料包滿 rp 區(qū)后，r p 區(qū)對(duì)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(fù)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(yīng)力 ma的峰 值增大，也就增大了拉破的危險(xiǎn)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(shè)計(jì)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(duì)角導(dǎo)柱模架。 電池柜冷藏箱 DC-tall 之主要零件部件設(shè)計(jì)及計(jì)算 15 2.9.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(yán)重時(shí)可造成啃模。 2、防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出來(lái)。 3、防止轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于工作段截面為圓形的凸模，不存在防轉(zhuǎn)問題?？墒菍?duì)于一些截面比較簡(jiǎn)單的凸 模，例如長(zhǎng)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(jiǎn)化為圓形。這時(shí)就必須保證凸模載工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將啃 模。 因此，本設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)度的確定 采用固定卸料方式的凸模長(zhǎng)度，按以下公式技術(shù)計(jì)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(zhǎng)度，包括凸模的修模量，凸模進(jìn)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(qiáng)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(yīng)力必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力： 壓應(yīng)力計(jì)算公式： =F/A （2.12） 式中 凸模最小截面的壓應(yīng)力 （mpa） F沖裁力 （N ） A凸模材料許用應(yīng)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(jì)算，本模具沖裁力小，加工卸料板下端對(duì)各凸模的導(dǎo)向作用。均能滿足剛度 和強(qiáng)度要求。 2.9.2.3 凹模設(shè)計(jì) 1、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇矩形凹模板尺寸為： L=104 mm，B=76 mm 。 2、凹模板的厚度計(jì)算： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)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(shè)計(jì)用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實(shí)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(dāng)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(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)套滾動(dòng)導(dǎo)向模架如圖（圖 2.6）, 在導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間加多排鋼珠，組成滾動(dòng)導(dǎo) 向裝置。 圖 2.6 導(dǎo)柱導(dǎo)套滾動(dòng)導(dǎo)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(shè)計(jì)及計(jì)算 17 滾動(dòng)導(dǎo)向的突出特點(diǎn)是:鋼球與導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間不但沒有間隙，而且有 0.010.02mm 的過盈量，成為無(wú)間隙導(dǎo)向。因此其導(dǎo)向精度非常高。為了減小磨損，鋼球沿導(dǎo)柱與導(dǎo) 套工作面的滾動(dòng)軌跡應(yīng)不重合。為此，鋼球在保持圈內(nèi)的排列，應(yīng)橫向應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開，縱向 連線與導(dǎo)柱軸線成 8角。 2.11 模架 本方案中的模架尺寸設(shè)定為：長(zhǎng) x 寬 x 高=136 x 136 x 100。 2.12 卸料裝置設(shè)計(jì) 采用分體式卸料板。卸料板只連接到凹模上，凹模再單獨(dú)連接到上模座上，螺釘一 般要增加 46 個(gè)，銷釘要增加 2 個(gè)。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(shí)，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(jìn)至側(cè)刃擋板，開始沖壓，在條料上沖出一個(gè)小孔和裁去一個(gè)進(jìn)距 A 的窄條，使條料的一百年出現(xiàn)一個(gè)橫肩； 第二步：推進(jìn)條料，使條料緊靠側(cè)刃擋板，進(jìn)行第二次沖壓，在條料上在沖一個(gè)小 孔和裁去一個(gè)進(jìn)距的窄條，同時(shí)在條料端面沖出另一個(gè)零件孔的一部分，同時(shí)沖出和工 具尾部相同的一部分。 第三步：再次推進(jìn)條料，使第二次沖出的橫肩緊靠在側(cè)刃擋板，進(jìn)行第三次沖壓， 同時(shí)沖出兩個(gè)小孔，第一次落下一個(gè)工件。 第四步：在此推進(jìn)條料，一個(gè)側(cè)刃和落料凸模同時(shí)參加沖裁，第二個(gè)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(shí)沖下兩個(gè)零件，第二個(gè)側(cè)刃也開始工作。 由于該副模具采用斜對(duì)排的排樣方法，材料的利用率很高（見下面材料利用率計(jì)算）； 但斜對(duì)排同時(shí)也帶來(lái)了凸、凹模單邊受力的缺陷，特別是采用硬質(zhì)合金模具時(shí)，由于凸、 凹模單邊受力可能導(dǎo)致模具凸、凹模損壞，因此對(duì)于硬質(zhì)合金模具，可以采用直對(duì)排， 以避免損壞模具。 一般來(lái)講側(cè)刃可以安裝一個(gè)，也可以安裝兩個(gè)，而雙側(cè)刃可以成對(duì)并列，也可以對(duì)角前 后安裝。雙側(cè)刃定距時(shí)比單側(cè)刃準(zhǔn)確，工位較多的級(jí)進(jìn)模使用雙側(cè)刃呈對(duì)角排列還可以 減少料尾長(zhǎng)度，反而會(huì)省料。用側(cè)刃定距準(zhǔn)確、送料方便、精度較高，聲場(chǎng)效率提高顯 著，同時(shí)也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)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(zhǎng)度為進(jìn)距 A，而裁切的寬度為 1.52.5mm）來(lái)控制步距（進(jìn)距）和擋料的。 類似于圖 2.7。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 2.6 級(jí)進(jìn)模工作圖 級(jí)進(jìn)模具有以下優(yōu)點(diǎn) 1)級(jí)進(jìn)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(fù)合模更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，也能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的沖壓件； 2)級(jí)進(jìn)模操作安全，因?yàn)槿耸植槐剡M(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域； 3)級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，工序可以分散。不必集中在一個(gè)工位，不存在復(fù)合模中的“最小壁厚” 問 題。因而模具強(qiáng)度相對(duì)較高，壽命較長(zhǎng)。 4)級(jí)進(jìn)模易于自動(dòng)化，即容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，自動(dòng)出件，自動(dòng)疊片； 5)級(jí)進(jìn)?？梢圆捎酶咚賶毫C(jī)生產(chǎn)，因?yàn)楣ぜ蛷U料可以直接往下漏； 6)使用級(jí)進(jìn)?？梢詼p少壓力機(jī)，減少半成品的運(yùn)輸。車間面積和倉(cāng)庫(kù)面積可大大減小。 級(jí)進(jìn)模的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長(zhǎng)，成本高。因?yàn)榧?jí)進(jìn)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(duì)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(duì)位置要求都高，可以在沖 內(nèi)形的同一工位上，把相對(duì)位置要求高的這部分輪廓同時(shí)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(shè)計(jì)及計(jì)算 19 3 鈑金工藝 3.1 鈑金的定義及特點(diǎn) 鈑金，尚未有一個(gè)更完整的定義，根據(jù)定義外國(guó)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(fù)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(yǔ)詞典“第 5 版的解釋：動(dòng)詞，鋼鐵，鋁，銅等金屬板材加工。 特點(diǎn)：鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)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(diǎn)，目前在電子電器、通信、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例 如在電腦機(jī)箱、手機(jī)、MP3 中，鈑金是必不可少的組成部分。隨著鈑金的應(yīng)用越來(lái)越廣 泛，鈑金件的設(shè)計(jì)變成了產(chǎn)品開發(fā)過程中很重要的一環(huán)，機(jī)械工程師必須熟練掌握鈑金 件的設(shè)計(jì)技巧，使得設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(kuò)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(jìn)行相應(yīng)的圖紙展開。數(shù)控穿孔工具所產(chǎn)生的影響，對(duì)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(gè)大的毛刺，進(jìn)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(wú)刀具限制，小工件斷面平坦，適合異形工件，但 需要較長(zhǎng)的時(shí)間。數(shù)控和激光旁放置在板凳上，這將有助于地方片的機(jī)器上進(jìn)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(gòu)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(diǎn)與平銼刀修整，毛刺 打磨機(jī)更大的工件進(jìn)行修整，小口徑的接觸點(diǎn)與相應(yīng)的小銼刀修整確保外觀的美麗，同 時(shí)也為彎曲的形狀定位換藥時(shí)保證工件，防止彎曲機(jī)彎曲位置一致的保護(hù)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(yīng)的過程。彎曲，鉚， 翻邊攻絲，焊接，打凸包段差，有時(shí)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(wú)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(shí)的尺寸在圖紙上確定彎曲槽刀和刀時(shí)，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(hào)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(yīng)該有粉碎邊工件工件彎曲 30-40，然 后粉碎工件練級(jí)模式。 鉚接，考慮螺柱的高度選擇相同類型的模具，然后按進(jìn)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(dǎo)致工件報(bào)廢。 有氬弧焊，點(diǎn)焊，二氧化碳保護(hù)焊，手工電弧焊，點(diǎn)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(zhǔn)確的定位工具。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 牢固地焊接在待焊接的工件的，打凹凸點(diǎn)，以確保一致的加熱，而且要確定焊接位 置，凸塊可以被激勵(lì)在焊接前與板，同樣的均勻接觸，以便要被焊接停留時(shí)間應(yīng)罰款， 預(yù)壓時(shí)間，保持時(shí)間，休息時(shí)間，以確保工件可點(diǎn)焊固體。在表面的焊接毛刺發(fā)生后， 使用平磨加工的兩個(gè)亞弧焊大型工件，也連接在一起，或者一個(gè)工件的加工的角，實(shí)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(jī)進(jìn)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(yīng)玩頭發(fā)治療，常用鋁氧化處理，根據(jù)噴涂不同的顏色來(lái)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(jìn)入噴涂過程中，工件噴涂后需要組裝，牙齒或部分導(dǎo)電孔需要保 護(hù)處理。 C保護(hù)處理 牙孔，可以檢查到軟棒或擰到位，需要保護(hù)的導(dǎo)電漿料，用高溫膠帶，大批量的做定位 工裝定位保護(hù)，所以不要噴到工件時(shí)，里面的外表面噴涂可以看出，工