電池柜冷藏箱DC-tall之箱體主要零部件的計(jì)算

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(jì)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，模具的市場的需求量也進(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(shí)也帶來了以集體、獨(dú)資、私營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) 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 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(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 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，冷沖壓加工就無法進(jìn)行；沒有先進(jìn)的冷沖模，先進(jìn)的冷沖壓工藝就無法實(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，我國沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)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(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 國家相比尚有 很大 差距，導(dǎo)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(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距 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，由于市場競爭日益激烈，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(fù)雜化、無錫太 湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 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(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(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 無錫太 湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 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，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 料厚 圓形或圓角 r2t 的工件 矩形邊長 l0.10.5 0.0650.075 0.0450.055 0.1 0.063 0.14 0.08 無錫太 湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0.52.5 2.56.5 6.5 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.055 0.045 0.025 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