空調(diào)換熱器翅片沖壓模設(shè)計設(shè)計說明書

《空調(diào)換熱器翅片沖壓模設(shè)計設(shè)計說明書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《空調(diào)換熱器翅片沖壓模設(shè)計設(shè)計說明書（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、空調(diào)換熱器翅片沖壓模設(shè)計設(shè)計說明書 目錄 冷沖模具設(shè)計的發(fā)展前景,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 1第 1 章 散熱器翅片分析與 設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 1.1. 散熱器翅片的功能要求分析,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2 1.2. 產(chǎn)品圖 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 4 1.2. 零件的性能要求,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第 2 章 零件的工藝性分 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5 2.1. 零件分析 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 2.2. 沖壓工藝

2、方案的確定,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 7 2.2. 級進模工位設(shè)計的要點 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 2.2. 多工位級進模彎曲工位設(shè)計要點 ,,,,,,,,,,,,,,, 9第 3 章排樣設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 10 3.1. 排樣設(shè)計的概緒 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 3.1.2. 排樣設(shè)計的原則 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 12 3.1.3. 對工件排樣設(shè)計的分析 ,,,,,,,,,,,,,,,,,, 13 3.2. 排樣設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

3、,,, 14第4 章模具設(shè)計 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 15 4.1. 模具的基本機構(gòu)設(shè)計,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,16 4.2. 凸模機構(gòu)的安裝,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,17 4.3. 凹模結(jié)構(gòu)及安裝,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,18 4.4. 沖壓設(shè)備的選擇,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,19 4.5. 沖壓設(shè)備的選用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,20 4.4. 模具強度的校核,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,21 4.6. 成形零件設(shè)計,,,,,,,,,

4、,,,,,,,,,,,,,, 22參考文獻 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,23 設(shè)計總結(jié) ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 24 致謝 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,25 冷沖模具設(shè)計的發(fā)展前景 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè) 備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展 方向如下 : (1) 沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的 研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓

5、成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律 研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計 算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性 成形過程的計算機模擬技術(shù)，即利用有限元(FEM)等有值分析方法模擬金屬的塑性 成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn) 的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè) 計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。 (2) 沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 . 在沖模的設(shè)計制造上, 目前正朝著以下兩方面發(fā)展: 一方面 , 為了適應(yīng)高速、自

6、 動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多 工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高 效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CA眼術(shù)也在迅速 發(fā)展 ; 另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖 模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技 術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代 沖模的技術(shù)水平。目前， 50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2 微米，多功能 級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可

7、完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計 制造出達到國際水平的精度達2~5 微米，進距精度2~3 微米，總壽命達1 億次。我 國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計制造方法、手段方面 已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結(jié) 構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外 相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化 技術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技 術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技

8、術(shù)、數(shù)控測量等代表了 現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工 精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000到 40000r/min）, 加工精度一般可達10微 米，最好的表面粗糙度Ra?1 微米 ） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低、切削力 小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材 料（60HRC刖工；電火花銃削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電 極作三維或二維輪廓加工 （像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需要制造昂貴的成形電極，模 具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展, 現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地

9、測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外, 其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除 塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù) （RPM內(nèi)樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPMK術(shù)快 速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各 種成形模。 (3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、 高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn) 的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高 速和數(shù)控方向發(fā)

10、展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度 提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎 機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提 高精度和生產(chǎn)率; 在高速自動壓力機上沖壓電機定轉(zhuǎn)子沖片時，一分鐘可沖幾百 片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率 高達97%;公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達2000次/min以上 近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q 代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)

11、 的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力 機、激光切割和成形機、CNCJ能折彎機等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在 國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元(FMC劑沖壓柔性制造系 統(tǒng)(FMSY弋表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FM繇統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體,包括板 料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控 制，車間實現(xiàn)24 小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖 壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。 (4) 沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標準化及專業(yè)化生產(chǎn)，

12、已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小 批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因 此，只有實現(xiàn)了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品 化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè) 國家模具標準化生產(chǎn)程度已達70%~80%，模具廠只需設(shè)計制造工作零件，大部分模 具零件均從標準件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期 越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅 專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期 的縮短。我國沖模標

13、準化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標準件專業(yè) 化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿 足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標準化程度還不高 （ 一般在40%以下） ，標 準件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標準件廠家未形成規(guī)模化生產(chǎn)，標準件質(zhì)量也還存 在較多問題。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進一步提高。 第 1 章 散熱器翅片分析及設(shè)計 1.1 散熱器翅片的功能要求分析 翅片是換熱設(shè)備中影響換熱系數(shù)的重要元件之一。因涉及的行業(yè)多，產(chǎn)品的特 點是系列化、多元化。隨著市場的不斷擴展，翅片的日需求量增加，模具的需求量 也增大。

14、 由于普通模具的成本很高，為了降低模具成本，盡可能地減少模具品種，分析 了零件的結(jié)構(gòu)特點，對原有模具結(jié)構(gòu)進行改進，決定采用級進模具生產(chǎn)。 本文針對 X 型換熱器翅片設(shè)計了一副級進模，主要介紹并詳細說明了換熱器翅 片的級進模具的設(shè)計方法及理論依據(jù)。讓讀者充分了解此模具的設(shè)計過程。 對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工序比較零散的工件，用級進模代替普通模具生產(chǎn)，很大程度的 減少了模具種類，化簡了加工工序，提高生產(chǎn)效率、工件精度，降低生產(chǎn)成本，可 充分滿足市場需求，創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益。 1.2 產(chǎn)品圖 在滿足空調(diào)的使用要求的前提下，經(jīng)濟是我們首要考慮的問題。最終設(shè)計空調(diào) 支架如 下圖所示：材料40Mn

15、然后根據(jù)圖示零件設(shè)計模具。 1.3 沖裁的工藝性要求 日 1 .材料性能 r =410~465Mp(^ r =420MP)6=400~510 MP蟻 6=460 MP) aababa (t=350 MP 6=30% E =19800 MP saa 知:40Mn鋼板有較好的塑性，有較低度的硬度，適用于各種壓力加工 2 .沖裁件的尺寸精度與端面粗糙度 產(chǎn)品的外形尺寸不是重點設(shè)計對象，沖裁件各尺寸精度為 IT12 級就能滿足使 用要求，是沖裁可以保證的精度。 第 2 章 零件工藝性分析 由圖 2.1 可以看出 , 該零件外形尺寸不大, 但有多處折彎, 且有 6

16、條翻邊 , 零件表 面質(zhì)量要求高，各彎曲成形角度誤差須小于？30',零件屬于中小型精密沖壓件。為 了確保零件精度和模具質(zhì)量, 首先根據(jù)零件尺寸算出展開料, 在線切割機上切割幾件 坯料，通過成形實驗發(fā)現(xiàn),尺寸18?0.05mm變大,這是因為這條邊沖壓成形時,在 16mmfe邊的折彎中,由于R3mmiI弧的影響，使成形高度減小，成形后回彈又影響了 18?0.05mma個尺寸，據(jù)此可知，先沖R4mmi弧冉折彎成形是不可取的。零件成形 的另一個難點是B 處的翻邊成形, 先成形這條邊會給后面成形帶來干涉, 后成形這條 邊又會對尺寸精度帶來影響 , 因此工件的合理排樣 將成為零件能否順利成形的關(guān)鍵

17、。 及減小成形時的相互干涉, 2.3 沖壓工藝方案的確定 2.3.1 冷沖壓模具的介紹 單工序模又稱簡單模，是指在壓力機的一次行程內(nèi)，只完成單一工序的模具， 如落料模、 沖孔模、彎曲模、和拉深模等。特點是模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低， 但如果制件結(jié)構(gòu)復(fù)雜就需要多套模具，而且每道工序之間的累計誤差較大，制件精 度較低。 復(fù)合模是在壓力機的一次行程內(nèi)在模具的一個工位上完成兩道以上沖壓工序的 模具，是一種多工序沖壓模。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜制造，制件精度較高，但存在最小壁 厚問題。如制件有多道工序，則模具結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜。 級進模也是多工序模具，即在壓力機的一次行程內(nèi)，在連續(xù)模具的不同工位上

18、完成多道沖壓工序。于單工序模、復(fù)合模相比，級進模的主要特點是生產(chǎn)效率高， 容易實現(xiàn)生產(chǎn)機械化和自動化。 級進模精度高、壽命長，其工作元件常采用高速鋼或硬質(zhì)合金鋼制造。適用于 制件的大批量生產(chǎn)。制件質(zhì)量可靠、穩(wěn)定，及制件尺寸的一致性好。級進模結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，制造精度高，調(diào)試，維修困難，價格昂貴。由于有自動送料裝置和自動出料裝 置，適合于高速沖床上進行自動化沖制。也適合卷料、帶料供料。級進?？梢酝瓿? 沖裁、彎曲、拉深、成形等多道工序，效率比復(fù)合模高且在基金模具上可以工序分 散，任意留出空位，故不存在復(fù)合模的最小壁厚的問題，因而保證了模具的強度， 延長了模具的壽命。模具的主要零件具有互換

19、性，使模具維修方便，更換迅速、可 靠。 在本次設(shè)計中由于制件較為復(fù)雜，如果選用單工序模，則就會用到多套模具， 而制件精度較高，用單工序模各道工序之間的定位誤差累積較大，故在這次設(shè)計中 不宜選用單工 序模。由于制件工序較多，復(fù)合模也不適合用于這次設(shè)計。所以選定用級進模 具。 2.3.2 級進模的介紹 多工位級進模是在普通級進模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽 命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。這種模具除進行 沖孔落料工作外，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點和成形性質(zhì)，完成壓筋、沖窩、彎曲、 拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成裝配工序。沖壓時，將帶

20、料或條料由模 具入口端送進后，在嚴格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過 各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓 件。為保證多工位級進模的正常工作，模具必須具有高精度的導(dǎo)向和準確的定距系 統(tǒng)，配備有自動送料、自動出件、安全檢測等裝置。所以多工位級進模與普通沖模 相比要復(fù)雜，具有如下特點 : (1) 在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序 ; 減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過程，顯著提高了勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用 率。 (2) 由于在級進模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復(fù)合模的“最小 壁厚”問題，

21、設(shè)計時還可根據(jù)模具強度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模 具的強度和裝配空 間。 (3) 多工位級進模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向 ( 除模架導(dǎo)向精度要求高外， 還必須對細小凸模實施內(nèi)導(dǎo)向保護 ) 和準確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精 度和模具壽命。 (4) 多工位級進模常采用高速沖床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動送料、自動出 件、安全檢測等自動化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。目前，世界上最先 進的多工位級進模工位數(shù)多達50 多個，沖壓速度達1000 次 , 分以上。 (5) 多工位級進模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制 造、調(diào)試及維修帶來一定的

22、難度。同時要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損 或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材必須好( 常采用高強 度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質(zhì)合金等材料) ，必須應(yīng)用慢走絲線切割加工、成 型磨削、坐標鏜、坐標磨等先進加工方法制造模具。 (6)多工位級進模主要用于沖制厚度較薄(一般不超過2mm)產(chǎn)量大，形狀復(fù) 雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精度可達IT10 級。 由上可知，多工位級進模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具設(shè)計和制造技術(shù)要求較高，同 時對沖 壓設(shè)備、原材料也有相應(yīng)的要求，模具的成本高。因此，在模具設(shè)計前必須對 工件進行全面分析，然后合理確定該

23、工件的沖壓成形工藝方案，正確設(shè)計模具結(jié)構(gòu) 和模具零件的加工工藝規(guī)程，以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效益。顯然，采用多工位級進 模進行沖壓成形與采用普通沖模進行沖壓成形在沖壓成形工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及模 具加工等方面存在許多不同，重點介紹它們在沖壓工藝與模具設(shè)計上的不同之處。 表 2.1 就級進模具各主要零件的功能做了簡要分類: 表 2.1 單元 功能 主要零件 工作單元 成型加工 凸模、凹模 輔助單元 卸料 卸料板、卸料螺釘、彈簧 定位 X 向 擋料銷、側(cè)刃 Y 向 導(dǎo)料板、側(cè)壓裝置 Z 向 浮頂銷 精定位導(dǎo)正銷 導(dǎo)向外導(dǎo)向模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套 內(nèi)導(dǎo)向小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套 固定凸模固定

24、板、上下模座。模柄、螺釘、銷釘 其他承料板、限位板、安全檢測器 2.4 級進模沖裁工位的設(shè)計要點 (1) 在級進沖壓中，沖裁工序常安排在前工序和最后工序，前工序主要完成切 邊(切出制件外形)和沖孔。最后工序安排切斷或落料，將載體與工件分離。 (2) 對復(fù)雜形狀的凸模和凹模，為了使凸模、凹模形狀簡化，便于凸模，凹模 的制造和保證凸模、凹模的強度，可將復(fù)雜的制件分解成為一些簡單的幾何形狀多 增加一些沖裁工位。 (3) 對于孔邊距很小的工件，為防止落料時引起離工件邊緣很近的孔產(chǎn)生變 形，可將孔旁的外緣以沖孔方式先于內(nèi)孔沖出，即沖外緣工位在前，沖內(nèi)孔工位在 后。 對有嚴格相對位置要求的局部內(nèi)，外形，應(yīng)考慮盡可能在同一工位上沖出， 以保證工件的位置精度。 2.5 多工位級進模彎曲工位設(shè)計要點 2.5.1 沖壓彎曲方向設(shè)計要點 在多工位級進模中，如果工件要求向不同方向彎曲，則會給級進加工造成困 難。彎曲方向是向上，還是向下，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是不同的。如果向上彎曲，則要求 在下模中設(shè)計有沖壓方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)（ 如滑塊、擺塊）; 若進行多次卷邊或彎曲，這時 必須考慮在模具上設(shè)置足夠的空工位，以便給滑動模塊留出活動的余地和安裝空 間。若向下彎曲，雖不存在彎曲方向的轉(zhuǎn)換，但要考慮彎曲后送料順暢。若有障礙 則必須設(shè)置抬料裝置。