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连续模设计毕业设计论文范例

本科毕业设计（论文）

中央空调温度控制器转盘冲压模设计

姓名

周晟中

学院

机械工程学院

专业

材料成型及控制工程

指导教师

杜继涛副教授

完成日期

2006年6月

中央空调温度控制器转盘冲压模设计

摘要

中国空调业的发展历经坎坷，从奢侈消费品飞入寻常百姓家，在实现了自身的巨大飞越之时，也见证了社会经济生活的巨大变迁。

透过空调业二十多年来的发展，我们在亲身感受着历史的车轮由缓缓行驶步入飞速发展的大提速。

1978年，社会大众对于空调的概念还局限于一部分特殊场合的重要物品。

而进入1997年之后，随着空调市场化运作的深入、人们生活水平的大幅提升，一大批在改革开放的春风中先富裕起来的人群，开始将空调作为日常的家居用品使用。

随后，全国各大中城市的空调普及率大幅提升，而在长三角、珠三角等经济发达地区，许多乡镇居民的空调消费量也在呈现逐年增长的势头。

随后，国内居民家庭中的空调普及率稳步提升，2003年全国30个城市居民家庭中空调的保有率达到了55.9%，和1998年相比，增长了15个百分点。

上海、北京、广州等超大规模城市居民的空调每百户拥有率已经达108%以上。

随着空调业的发展中央空调控制器转盘等这类空调的配套精密零件的制造成为我国现代空调业的一个重要组成部分。

这些零件大部分需要用通过精密的模具来制造。

由于种种历史原因，我国模具工业与当前工业发展还不很适应。

无论是在设计制造技术和生产能力方面，还是在管理水平方面，模具工业均远远不能满足需求，它严重影响工业产品的品种、质量和生产周期，削弱了其在国际市场上的竞争能力。

近年来，我国模具进口幅度呈大幅下降之势，并有超亿元出口额。

大型、复杂、精密、高效和长寿命模具也逐年上新的台阶，体现高水平制造技术的级进模也越来越多，冲压自动线、自动冲技术也得到广泛应用。

我国模具行业的技术迅速提高，模具国产化已经取得十分可喜的成绩，这将对我国在国际市场的竞争能力和综合国力的提高起到有力的促进作用。

关键词：

转盘空调级进模

Centralairconditioningtemperaturecontrollerturntable

moulddesign

ABSTRACT

TheindustryofChineseAirConditionhasbeensufferingalongtime.Itusedtobealuxurymachineandnooneusedit,butnowitcanbeseeninalmosteveryfamilies.Thedevelopmentsofthisindustrynotonlyraiseitsownvalue,butalsowitnessthehugechangesoftheeconomyinourmodernsociety.Thoughthisdevelopment,wearejustlikeputtingourselvesintothewheelswhicharecontinuouslydrivingustothesuccess.

In1978,therequirementstotheairconditionarejustataextremelylowlevel.Whenitcomes1997,people'slivingstandardincreasesdramatically.Lotsofpeoplearebecomingricherthaneverbefore.Theycaneasilyaffordtoallkindsofmodernhomeappliance.Theairconditionwhichisoneofthemostfamousonearebeingmoreandmoreusedinnormallives.Thereportssaidthatindownareas,thepercentageofpeoplewhohaveairconditionisincreasingsharplythoseyears.Alsoinothersuburbanareas,theconsumeonthismachinealsorisessteadilyeveryyear.

Duringthefollowingyears,thisdevelopmentdidn'tstop.Thestatisticsrevealsthatin2003,thepercentageofpeoplewhohasbeenholdinganairconditionin30citiesofallcountryhasratedat55.9%,whichis15percenthigherthanthatof1998.InbigcitieslikeShanghai、BeijingandGuangzhou,thispercentageevenpickedatmorethan108%.

AlsothesedevelopmentsofairconditionmakethemanufacturingitspartssuchasCentralairconditioningtemperaturecontrollerturntablebecominganessentialparttoconstituteourmodernindustryofaircondition.Thesepartsaremostlymadebyprecisemoulds.

Becauseofvarioushistoryreason,moldingindustryofchinaandtheindustrydevelopnowarestillnotadaptverymuch.Isintheaspectsofdesigningtomakethetechniqueandproducetheabilityregardless,stillmanagethelevelaspect,themoldingtoolindustrycan'tmeetthedemandsallandfarandfar,thespecies,quantityandtheproductionperiodsofitsseriousinfluenceindustryproduct,weakeneditscompetitionabilityininternationalmarket.Inrecentyears,ourcountrythemoldingtoolimportstherangetopresenttodescendsignificantly,andhaveoverhundredmilliondollar’sexitsum.Large,complications,nicety,thelongevitylife,alsoascendthenewstepyearbyyearwithmoldingtoolefficiently.Moreandmorehighmanufacturingtechniquelevel’sprogressivediehasappeared.Hurtletopresstheautomaticlineandhurtlethetechniquetoalsogettheextensiveapplicationautomatically.Thetechniqueofthemoldingtoolprofessionofourcountryhasdevelopedveryfast,themoldingtoolnationalproductturntohavealreadyverypleasedresult,itwillletourcountryintheinternationalmarketofexaltationofcompetitionabilityandcomprehensivenationalstrengthrisetopromotethefunction.

KEYWORDS:

turntableAir-conditionprogressivedie

第一章概论1

1.1级进模概述1

1.2级进模特点及其现状1

第二章级进模冲压理论概述2

2.1连续冲压的特点2

2.2条料的排样3

2.3工序确定和排序5

2.4分段冲切的设计6

2.5定位形式选择和设计7

2.6凸凹模设计及制造9

2.7多工位级进模的装配11

第三章模具结构设计及选用13

3.1条料排样图13

3.1.1排样图的设计13

3.1.2排样图的具体设计方案与比较13

3.2步距和步距精度14

3.2.1步距基本尺寸的确定14

3.2.2步距精度15

3.3定距方式和导正钉16

3.4模具的结构设计19

第四章冲裁工艺分析20

4.1凸、凹模间隙值的确定20

4.2凸、凹模刃口尺寸的确定21

第五章模具的结构分析22

5.1中央空调温度控制器转盘冲压模级进模22

第六章冲压技术条件22

6.1模具主要零件的技术要求23

6.2工艺配合的尺寸说明27

6.3工艺的尺寸要求27

6.4冲压自动送料装置29

谢辞30

参考文献31

第一章概论

1.1冲压概述

冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板料施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸，形状和性能的一种零件加工方法。

由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称冷冲压。

冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。

冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。

根据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车，电机，仪表，军工，家用电器等方面所占比例更大。

冲压加工的应用范围极广，从精细的电子元件，仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁，高压容器封头以及航空航天器的蒙皮，机身等均需冲压加工。

冲压加工是一种高生产率的加工方法，如汽车车身等大型零件每分钟可生产几件，而小零件的高速冲压则每分钟可生产几千件以上。

由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工，因此较轻易实现机械化和自动化，比较适宜配置机器人而实现无人化生产。

冲压加工的材料利用较高，一般可达70%~80%，冲压加工的能耗也较低，由于冲压生产线具有节材，节能和高生产率等特点，所以冲压件呈批生产时，其成本比较低，经济效益较高。

冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性好，一般情况下，可以直接满足装配和使用要求。

此外，在冲压加工过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以，冲压件具有质量轻，刚度好，精度高和外表光滑，美观等特点。

多工位级进模可将制造工件的各种不同工序在一套模具上一次完成。

对提高生产效率，节约模具以及节省机床和劳动力是最有效的办法，所以国内外在大量生产中已普遍采用。

级进模的特点就是生产批量大，可以冲压较为复杂的零件，生产效率高，生产精度也高。

因此，级进模可以适应现代工业大批量生产的要求，是一项非常有潜力的技术。

根据工件的形状和加工工序、送进方式的不同，级进模分为不同种类。

本次毕业设计我选择的是一般多工位级进模，也就是连续模

1.2级进模概述

一个冲压零件，如用简易模具冲制，一般来说，每项冲压工序，如冲裁（冲孔、冲切或落料）、弯曲、拉深、成型等，就需要一副模具。

这对于一个比较复杂的冲压零件来说，则需要几副模具才能完成。

因此这种简易模具的生产效率，相对来说仍是较低的。

对于大批料生产的定型产品，用简易模具进行生产是极不适应的。

级进模是冷冲模的一种。

级进模又称跳步模，它是在一副模具内，按所加工的零件分为若干个等距离工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成冲压零件的某部分加工。

被加工材料（一般为条料或带料）在控制送进距离机构的控制下，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件（或半成品）。

这样，一个比较复杂的冲压零件，用一副多工位级进模即可冲制完成。

在一副多工位级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型等工序。

一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位级进模冲制完成。

多工位级进模的结构比较复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的内容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各部分结构的考虑等都是十分重要的。

级进模，尤其是多工位级进模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产料率大幅度提高。

它在提高生产效率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。

多工位级进模可以对于一些形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成形加工。

对大批量生产的冲压零件尤其应当采用多工位级进模进行冲制。

1.3级进模特点及其现状

级进模是在压力机一次行程中完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。

使用级进模便于冲压生产自动化，可以采用高速压力机生产。

级进模较难保证内、外形相对位置的一致性。

多工位级进模冲压工艺具有生产效率高，材料利用率高，冲压设备比较简单，对操作工人技术等级要求不高等优点，所以在工业生产中，应用广泛，并以成为不可缺少的重要加工手段之一。

该模具采用级进模冲裁，因此，工序设计和排样尤为重要，有必要在这里先论述一下有关这方面的专业知识。

第二章级进模冲压的理论概述

2.1连续冲压的特点

连续冲压是指在压力机的一次行程中，在一副模具的不同工位同时完成多种工序的冲压。

所采用的工序称为连续模，又称级进模，跳步模。

在连续冲压中，不同的冲压工序分别按一定的次序排列，配料按步距间隙移动，在等距离的不同工位上完成不同的冲压工序，经逐个工位的冲刺后，便得到一个完整的零件或半成品。

一般来说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位连续模冲制完成。

对于批量非常大而厚度较薄的中小型冲压件，特别适宜采用精密多工位连续模加工。

在各类冷冲模中，连续模所占比例约为27%。

连续模冲压具有以下特点：

生产效率高。

连续模属于多工序模，在一副模具中可包括冲裁，弯曲，拉伸，成形等多道工序，因而具有高的劳动生产率率。

操作安全。

因为手不必进入危险区域，自动送料时，模具内装有安全检测装置，可防止加工时发生误送进或意外。

模具寿命时间长。

由于工序不必集中在一个工位，不存在最小壁厚的问题，且改变了凸凹模受力情况，因而模具强度高，寿命较长。

易于自动化。

大量生产时，可采用自动送料机构，便于实现冲压过程的机械化和自动化。

可实现高速冲压若配合高速冲裁及各种辅助设备，连续模可进行高速冲压，目前高速冲床可达4000次/min.

可减小厂房面积，半制品运输及仓库面积。

一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，并免去用单工序模时制件的周转和储存。

连续模具具有造价高去，制造周期长，模具设计制造难度大，技术含量高去。

但可省去多台压力机设备。

材料利用率较其他模具低。

特别是某些形状复杂的零件，产生废料较多。

较难保持内外形相对位置的一致性。

因为内外形是逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，且连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形。

由于连续模的这些特点，当零件形状异常复杂，经过冲制后不便于再单独重新定位的零件。

采用多工位连续模在一副模具内连续完成最为理想，如椭圆形的零件，在使用简易冲模或复合模无法设计的模具或制造模具的情况下，采用多工位连续模却能解决问题。

此外，一些由于使用或装配的需要，零件需规则排列时，也可采用连续模冲制，零件先不切除下来，而被卷成盘料，在自动装配过程中才予以分离。

同一产品上的两个冲压零件，其

某些尺寸间有相互关系，甚至有一定的配合关系，在材质，料厚完全相同的情况下，如果用两套模具分别冲制，不仅浪费原材料，而且还不能保证配合精度，若将两个零件合并在一副多工位连续模上同时冲裁，可大大提高材料利用率，并能很好地保证零件的配合精度。

但连续模的造价高，制造周期长，在使用时需要被加工的零件的产量和批量足够大，以便能够比较稳定而持续地生产，实现高速连续作业。

同时，制件太大，工位数较多时，模具必然比较大，这时必须考虑到模具和压力机工作台的匹配性。

2.2条料的排样：

在连续模设计中，要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程，即要确定连续模各工位所要进行的加工工序内容，并在条料上进行各工序的布排，这一设计过程就是条料排样。

条料排样的主要内容进行优化组合形成一系列工序组，并对工序组排序，确定工位的加工工序；确定载体形式与毛坯定位方式；设计导正孔直径与导正销数量；绘制工序排样图。

2.2.1条料的排样的设计准则

条料排样图的设计是多工位连续模设计的重要依据，是决定连续模优劣的主要因素之一。

条料排样图设计的好坏，直接影响模具设计的质量。

条料排样图确定了，则零件的冲制顺序，模具的工位数及各工位内容，材料的利用率，模具步距的基本尺寸和定距方式，条料载体形式，条料宽度，模具结构，导料方式等都得到了确定。

排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。

因此，在设计条料排样图时，必须认真负责，综合考虑，进行合理组合和排序，拟出多种方案，加以比较，归纳，以确定最佳方案。

只要排样图设计合理，工序安排考虑周到，就能设计出比较成功的多工位连续模。

在排样设计分析时要考虑以下原则：

要保证产品零件的精品和使用要求及后续工序的冲制需要。

连续模各工序的顺序关系除一些常规冲压所考虑的问题以外，还有其他一些主意点。

工序应尽量分散，以提高模具的寿命，简化模具结构。

要考虑生产能力和生产批量的匹配，当生产能力较生产批量低时，则力求采用双排或多排，使之在模具上提高效率，同时要尽量使模具制造简单，模具寿命长。

高速冲压的连续模用自动送料机构送料时，用导正销精确定距，手工送料时则多用侧刃粗定位，用导正销精确定距。

为保证条料送进的步距精度，第一工位安排冲导正孔，第二工位设导正销，在其后的各个工位上优先在易窜动的工位设置导正销。

要抓住冲压零件的主要特点，认真分析冲压零件形状，考虑好各工位之间的关系，确保顺利冲压，对性状复杂，精度要求高特殊的零件，要采取必要的措施保证。

尽量提高材料利用率，使废料达到最小限度。

对同一零件利用多行排列或双行穿插去排列，以提高材料利用率，另外在条件允许的情况下，把不同形状的零件合到一副模具进行冲裁，更有利于提高材料利用率。

适当设置空位工位，以保证模具具有足够的强度，并避免凸模安装时相互干涉，同时也便于试模调整工序时用。

必须注意各种产生条廖送进障碍的可能，确保条廖在送进过程中通畅无阻。

冲压件的毛刺方向：

当零件提出毛刺方向要求时，应保证冲出的零件毛刺方向一致；对于带有弯曲加工的冲压零件，应使毛刺面留在弯曲件内侧；在分段切除余料时，不允许

一个冲压件的周边毛刺方向不一致。

要注意冲压力的平衡。

合理安排各工序以保证整个冲压加工的压力中心与魔剧中心一致，其最大偏移量不能超过L/6或B/6（其中L,B分别为模具的长度和宽度），对冲压过程出现的侧向力，要采取措施加以平衡。

连续模最适宜成卷的带料供料，以保证能进行连续，自动，高速冲压，被加工材料的力学性能要充分满足冲压工艺的要求。

工件和废料应保证能顺利排出，废料如连续，要增加切断工序。

排样方案要考虑模具加工的设备和条件，考虑模具和冲床工作台的匹配性。

2.3工序确定与排序

在条料排样设计中，首先是要考虑被加工的零件在全部冲压过程中共分为几个加工工序，各工序的加工内容及工序的优化组合，并对工序组排序。

在确定工序数目和顺序时，要针对各冲压供需的特点考虑各有关原则。

连续冲模工序排样的基本原则：

各工序的先后应按复杂程度而定，一般以有利于下道工序的进行为准，以保证制件的精度要求和零件几何形状的正确。

冲孔落料件，应先冲孔，再逐步完成外形得宠才，尺寸和形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切。

当孔到边缘的距离较小，而孔的精度又较高时，冲外轮廓时孔可能会变形，可将孔旁外缘先于内孔冲出。

应尽量避免采用复杂形状的凸模，并避免形孔有尖的凸角，槽，细腰等薄弱环节。

复杂的形孔应分解围若干个简单得空形，并分成几步进行冲裁，使模具型孔容易制造。

有严格要求的局部内，外形及位置精度要求高的部位，应尽量集中在同一工位上冲出，以避免步距误差影响精度。

如果确实在一个工位上完成这一部分冲制有困难，徐分解成两个恭维，最好放在两个相邻工位连续冲制为好。

如在一个零件上游一组孔，其孔距位置精度要求严格，这一组应该力求设计在一个工位上，使误差只受模具制造的误差影响，而不见舆薪受步距误差的影响。

对于一些在普通低速冲创上冲压的多工位连续模，为了使模具见地，实用,缩小模具体积，或由于条件所限，甚至只能采用侧刃做定距，为了减小步距的累积误差，凡是能合并的工位，只要模具能保证零件的精度，魔剧本身有足够的强度，就不要轻易分解，增加工位。

尤其对于那些不易分解的零件，更不要轻率的增加工位。

分段型切除余料排样中的条料，因冲切加工其强度逐渐变弱，在安排各工位的加工内容时要考虑条料宽度方向的导向。

应保证条料载体与零件连接处有足够的强度与刚度。

当冲压件上游大小孔或窄肋时应先冲小孔，后重大孔。

凹模上冲切轮廓之间的距离不应小于凹模的最小允许壁厚，一般取2.5t，但最小要大于2mm。

轮廓周界较大的冲切工艺，尽量安排在中间工位，以使压力中心与几何中心重合。

2.4分段冲切的设计

当冲压零件较为复杂，有些零件包含弯曲，拉伸，成形等多种冲压工序，此时往往将内孔和外形采用分段切除多余废料的方法。

通过刃口形式的分解和重组，使复杂的内外形轮廓分解为若干个简单的几何单元，以简化凸模和凹模形状，便于加工，缩短模具制造的周期。

通过刃口的分解还能改善凸模和凹模的受力状态，提高模具的强度和寿命，并可满足特殊的工艺需要，便于在制件在模具中送进。

分段冲切时应遵循以下分割原则。

刃口的分段应有利于简化模具结构，形成的凸模外形要简单，规则，要便于加工，并要有足够的强度。

应保证产品零件的形状，尺寸，精度和使用的要求。

内外形轮廓分解后，各段间的连接应平直和圆滑。

分段搭接点应尽量少，搭接点的位置要避开产品零件的薄弱部位和外形的重要部位，放在不注目的地方。

有公差要求的直角边和使用过程中有滑动配合要求的边应尽量一次冲且，不宜分段，以免误差积累。

复杂外形以及由窄槽和细长臂的部位最好分解，复杂内形最好分解。

刃口分解应尽量考虑加工设备的条件和加工方法，便于加工。

分段切除连续模在冲切过程中，余料切除后各断接连接成一个完整的冲压零件，由于连续模工位多，模具制作误