需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學院 畢業設計（論文） 題目 :電池柜 冷藏箱 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 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 太湖學院本科畢業設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭 重聲明：所呈交的畢業設計（論文） 電池柜 冷藏箱 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，其內容除了在畢業設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發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 畢 業 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、 題目 電池柜 冷藏箱 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 DC 該廠根據市場需求開 發研制的電池柜冷藏箱。電池柜冷藏箱（ DC 主要結構采用的是鈑金材料，本產品的主要研究目的：將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。裝電池后產品重量達 20持電池柜內部溫度 25C 1C ，并保持 內部溫度的均勻性。 。 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范要求，內容完整，結構安排合理，語句通順。 5）設備性能符合主要技術數據；設備結構合理，易安裝、維護； 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 要 中國沖壓模具的發展現狀改革開放帶了我國的經濟進入高速發展的時 期，模具的市場的需求量也進一步的增加。模具行業也一直以 15%左右的增速再發展。因此帶來的模具工業企業的所有制成分的巨大變化，一些國有專業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展。 本零件是對電池柜冷藏箱 零件進行沖壓成型的模具設計，主要內容有：零件特點和工藝分析；成型工藝方案的制定、分析、比較；凸模結構設計；凹模結構設計；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、 e 等課程。本次設計直接應用了沖壓工藝與模具設計、 于該產品的沖壓工藝有 沖孔、落料 ,所以四個安裝卡位精度要求高 ,其它模具結構盡可能簡單。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： 具；沖壓模具設計 of up a of of in of in of 5%. So in of at to of of of of of e of to of a so is as as we of of in to V V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 題來源 . 2 題的目的和意義 . 2 題的目的 . 2 究的意義 . 2 要設計內容 :零件特點和工藝分析 . 2 件分析 . 2 量 . 2 件及其沖壓工藝性分析 . 2 件形狀和技術要求制定工序順序 . 3 件的排樣 . 4 料性能 . 6 具工作過程 . 7 材料的利用率 . 7 點、成型質量控制 . 7 點處理 . 7 件制造方案制定 . 8 壓方案的確定 . 8 壓設備的選用 . 10 力機類型的選擇 . 10 力機行程的確定 . 10 裁力的計算 . 10 料力的計算 . 11 定壓力的確定 . 12 位裝置 . 12 于壓力中心 . 13 裁間隙的選取 . 13 裁間隙對沖裁件質量的影響 . 13 裁間隙值的確定 . 13 模具刃口 尺寸及其制造公差設計原則 . 14 具工作部分尺寸選擇 . 14 裁凸凹模的設計原則 . 14 凸模結構設計 . 15 模固定板 . 16 板 . 16 向機構 . 16 架 . 17 料裝置設計 . 17 具的工作過程 . 17 3 鈑金工藝 . 19 金的定義及特點 . 19 金工藝過程 . 19 加強件的加工過程 . 21 4 模具零件 . 23 要零件的加工及選擇 . 23 5 結論及展望 . 27 論 . 27 足之處與展望 . 27 致 謝 . 28 參考文獻 . 29 電池柜冷藏箱 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。在沖壓件的生產中，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，無論在技術方面，還是在經濟方面，都有許多獨特的優點。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，所以產品質量穩定。 （ 3）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、形狀復雜、表面質量好、剛性好的零件。 （ 4）冷沖壓生產可以靠壓力機和模具完成加工過程，其生產率高、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，每分鐘可達數百件或千件以上。 由于沖壓成形加工必須具備相應的模具，而模具是技術密集型產品，其制造屬單間少批量生，具有難加工、精度高、 技術要求高的特點，生產成本高。所以，只有在沖壓零件生產批量大的情況下，沖壓成型的有點才能充分體現，重而獲得好的經濟效益。沖模按其功能和模具結構，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生變形或分離，完成沖壓工作。 級進模（又稱跳模、連續模和多工位級進模）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 工位數和 沖壓工序性質也不同。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）。 冷沖壓在現代工業生產中占有十分重要的地位，是國防工業及民用工業中必不可少的加工方法。在電子產品中，沖壓件約占 80%85%；在汽車、農業機械產品中，沖壓件約占75%80%；在輕工業產品中，沖壓件約占 90%以上。此外，在航空及航天工業生產中，沖壓件也占很大的比例。目前，我 國沖壓技術與先進工業發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發達 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 、生產周期等方面與先進工業發達國家的模具相比差距 非常 大。 隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展，沖壓加工作為現代工業領域內重要的生產手段之一，更加體現出其特有的優越性。在現代工業生產中，由于市場競爭日益激烈，產品性能和質量要求越來越高，更新換代的速度越來越快，沖壓產品正朝著復雜化、無錫太湖學院學士學位論文 2 多樣化、高精度、高質量方向發展，模 具業正朝著復雜化、高效率、高精度、長壽命方向發展。 題來源 DC 池柜冷藏箱（ DC 主要結構采用的是鈑金材料，本產品的 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。 裝電池后產品重量達 起時頂部的四個螺絲每個都必須能承受220拉力。保持電池柜內部溫度 25 1，并保持內部溫度的均勻性。 題的目的和意義 題的目的 將電池保持一定的溫度，使得電池延長使用壽命。 究的意義 節能減排、綠色成本、節約成本。 要設計內容 :零件特點和工藝分析 件分析 零件沖壓生產所需的基本工序只有沖孔、落料兩種性質的工序。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。 量 該零件總生產數量為大批量生產 。 件及其沖壓工藝性分析 零件的外形對稱，結構簡單；零件壁寬 3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 上這些條件都適合沖裁，如圖 電池柜冷藏箱 主要零件部件設計及計算 3 圖 品圖 件形狀和技術要求制定工序順序 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 錫太湖學院學士學位論文 4 圖 具圖 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、沖件質量、生產效率、沖模結構與壽命等。 該零件的結構特點是材料薄、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，采用雙側刃對角前后排列，如圖 示。 電池柜冷藏箱 主要零件部件設計及計算 5 圖 樣圖 根據排樣圖可以近似計算出來兩列對排零件的中心距是 25料寬度=25+9+21=36中側邊搭邊值查表 簧片加工精度取了 ，加工精度較低所以可取 a=1料寬度 =36+29中側刃余量選取 b=距=9+1=10作間搭邊取 a=1 表 2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 錫太湖學院學士學位論文 12 、鋁合金、純銅、黃銅 ：卸料力系數 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，應根據不同的模具結構區別對待，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 (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 (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 (卸料力為 F 卸 = 卸料力為 F 推 =h/t） =（ 5/= 式中 K=凹模刃口工作高度為 5 因此總沖裁力 F 總 =F+F 卸 +F 推 = 額定壓力的確定 確定壓力機額定壓力主要依據是總沖壓力。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（ ( 淺拉深時： F（ （ 式中 總沖壓力； 機械壓力機額定壓力。 根據以上經驗公式可確定壓力機的額定壓力為 250 根據以上原則選定壓力設備為油壓機，其相關參數如下： 公稱壓力 250稱力行程 4塊行程 75作滑塊速度 快進 120 mm/s 工進 5 mm/s 回程 100 mm/s 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 電池柜冷藏箱 主要零件部件設計及計算 13 圖 模定位銷分布圖 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，同時根據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。 裁間隙的選取 裁間隙對沖裁件質量的影響 1、 沖裁間隙對斷面質量的影響 沖裁件的斷面質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，與模具結構類型有關，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。 裁間隙值的確定 根據沖壓工藝與模具設計表 1所提供的參考依據選擇可得，單面間隙 c=3t=際 取 c= 無錫太湖學院學士學位論文 14 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，凸模基本尺寸則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，凹模基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內較小的尺寸 。 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，延長生產周期 。如果 零件沒有標注 上 公差，則對于 沖模則可以按精度制造， 非圓形件可按 具工作部分尺寸選擇 根據企業所提供的資料和經驗，選用的各模板厚度如下： 表 2板厚度表 模板 厚度 上模板 30模 16料板 40模固定板 30模板 40料頂板 40 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 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，而且的影響超過 。因為當板料包滿 后 ， 對拉伸過程的影響就很小了，而 拉入凹模的板料不斷流經 ，不僅受到摩擦阻力，而且受到兩次反復折彎所產生的彎曲阻力。如果 過小，將使筒壁處承受的拉應力 就增大了拉破的危險性。其結果將使允許的變形程度降低，即必須取較大的拉深系數。 所以凹模圓角半徑 1（沖壓工藝與模具設計表 47） （ .7 選擇得到 .7 、凸模與凹模的結構 根據材料狀態、厚度以及零件的排樣圖，選定模具結構為 “矩形橫向送料彈壓卸料典型組合 ”形式。 根據選定的凹模模版的尺寸規格以及典型組合形式，選取對角導柱模架。 電池柜冷藏箱 主要零件部件設計及計算 15 凸模結構設計 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，卸料力對凸模產生拉伸作用。凸模的結構應能 防止凸模從固定板中拔出來。 3、 防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模，不存在防轉問題。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生轉動，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，可采用螺釘吊裝固定凸模的方式。 模長度的確定 采用固定卸料方式的凸模長度，按以下公式技術計算： L=h1+h2+h3+h=140 （ 式中 凸模固定板厚度 （ 固定卸料板厚度（ 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 h20 度校核 1、凸模抗壓能力校核 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 （ 式中 凸模最小截面的壓應力 （ F沖裁力 （ N） A凸模材料許用應壓力 （ 2、凸模縱向抗剪能力校核 1200 （ 式中 J凸模最小截面慣性距 （ F沖裁力 （ N） 根據計算，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。 模設計 1、根據經驗，選擇矩形凹模板尺寸為： L=104 B=76 2、凹模板的厚度計算： H=K(36+26)=48K=484 （ 無錫太湖學院學士學位論文 16 因此選取規格 HBH=1008016。 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 倍。取凸模固定板 =40（取 1 倍）。本設計用螺釘吊裝的直通式凸模，要求型孔按凸模 實際尺寸配作成 M7/ 板 墊板的平面形狀與尺寸與固定板相同，其厚度一般取 610凸模使用螺釘吊裝的直通式凸模，為在墊板上加工吊裝螺釘的沉孔可適當增加墊板的厚度，取 10 柄 采用壓入式，固定段與上模座孔采用過盈配合。 向機構 導柱導套滾動導向模架如圖（圖 , 在導柱與導套之間加多排鋼珠，組成滾動導向裝置。 圖 柱導套滾動導向模架結構示意圖 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 為無間隙導向。因此其導向精度非常高。為了減小磨損，鋼球沿導柱與導套電池柜冷藏箱 主要零件部件設計及計算 17 工作面的滾動軌跡應不重合。為此，鋼球在保持圈內的排列，應橫向應當錯開，縱向連線與導柱軸線成 8角。 架 本方案中的模架尺寸設定為：長 x寬 136 x 136 x 100。 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 4 6 個，銷釘要增加 2 個。采用固定卸料裝置，板料厚度不宜小于 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 ，板料厚度超過 3，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 料與硬料可取大值。 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：條料送進至側刃擋板，開始沖壓，在條料上沖出一個小孔和裁去一個進距 條料的一百年出現一個橫肩； 第二步：推進條料，使條料緊靠側刃擋板，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，因此對于硬質合金模具 ，可以采用直對排，以避免損壞模具。 一般來講側刃可以安裝一個，也可以安裝兩個，而雙側刃可以成對并列，也可以對角前后安裝。雙側刃定距時比單側刃準確，工位較多的級進模使用雙側刃呈對角排列還可以減少料尾長度，反而會省料。用側刃定距準確、送料方便、精度較高，聲場效率提高顯著，同時也便于實現機械化和自動化。因此因此在電子工業中，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 控制步距（進距）和擋料的。類似于圖 無錫太湖學院學士學位論文 18 圖 進模工作圖 級進模具有以下優點 1)級進模是多工序沖模，在一副模具內，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率，也能生產相當復雜的沖壓件； 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，即容易實現自動送料，自動出件，自動疊片； 5)級進模可以采用高速壓 力機生產，因為工件和廢料可以直接往下漏； 6)使 用級進模可以減少壓力機，減少半成品的運輸。車間面積和倉庫面積可大大減小。 級進模的缺點是結構復雜，制造精度高，周期長，成本高。因為級進模是將工件的內、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩定保持工件內、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、外形相對位置要求都高，可以在沖內形的同一工位上，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