散热片冲压工艺及模具设计.docx
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散热片冲压工艺及模具设计
湖南生物机电职业技术学院
毕业设计说明书
题目:
散热片冲压工艺及模具设计
学院:
湖南生物机电学院
专业 模具设计与制造
学号:
姓名:
徐刚
指导教师:
完成日期:
2007年12月06日
目录
第一章零件毛坯尺寸计算……………………………………7
第二章冲压件工艺分析………………………………………9
第三章冲压力计算……………………………………………11
第四章选择压力机……………………………………………15
第五章模具主要零件结构……………………………………16
第六章凸凹模尺寸计算………………………………………18
第七章绘制模具装配图和零件图……………………………25
第八章模具工作过程…………………………………………25
第九章结束语…………………………………………………25
参考资料………………………………………………………………26
散热片单工位复合模设计
摘要:
介绍显示器散热片第一工程单工位复合模的排样设计、模具结构及工作过程.该模具采用圆形挡料销导向,可以同时完成下料,冲孔、打色拉工序。
用带状条料作为原料,且采用手动送料装置送料.适宜批量生产,生产效率较高。
关键词:
散热片单工位复合模下料,冲孔,打色拉,手动送料
第一章零件毛坯尺寸计算
根据产品测绘得到文件夹手柄的零件图如下:
料厚0.8mm,材料SECC(软钢)
图1、零件图
该零件采用厚度为0.8mm的条料做毛坯,零件的精度要求较高,所有的尺寸都可取IT10。
此零件主要展开为弯曲部分,起他地方对整个零件尺寸并无大变化,故可省去计算。
所以,只需计算弯曲部分的长度。
要展开部分如下:
图2、零件展开图
零件毛坯长度尺寸计算:
在多角弯曲时,弯曲件尺寸标注在外侧的毛胚展开尺寸,可按下式近似计算
L=k+l1+l2+l3
式中L-弯曲件的展开长度,[L]为mm;
l1,l2,l3-弯曲件直边部分长度,[l1,l2,l3]为mm;
t-弯曲件原始厚度,[t]为mm;
k-中性层展开补正长度,[k]为mm
k=@t=0.4*0.8=0.32mm,(展开系数@=0.4)
L1=6.5+0.32+167.1+9.2+0.32=183.44mm
L2=34+0.32+41.7+0.32+7.7=84.04mm
将零件展开可以得到如下的零件毛坯图:
图3、零件毛坯图
第二章冲压件工艺分析
该零件的毛坯外形较为简单,零件加工包括如下成形工序,
1、切边:
切边是利用冲头将零件轮廓外的材料切去,以形成零件的轮廓。
切边的时候应该申请接刀。
2、冲孔:
是利用模具将板料分离的一种冲压工序,在工件上冲出所需要的孔(冲去的叫废料)。
3、弯曲:
弯曲是将板料、棒料、管料或型材等弯曲成一定形状和角度零件的成型方法。
4、切断:
切断是一般是在连续模中,校平工序后,将产品与板料之间并未完全切断的地方切断,从而实现了产品与废料的分离,最终获得真正的产品。
方案一:
该零件采取分工程的成形方案:
第一工程用复合模将零件毛坯冲出并下料,冲孔,打色拉,(毛边向下)
第二工程进行冲孔、向下折弯、向上抽牙,(毛边向下)
第三工程进行向上折弯成型,(毛边向下)
方案二:
(利用一套多任务序级进模)
采用级进模成形零件,用级进模必须首先进行排样,排样的具体要求要求:
(1)材料利用率:
越高越好,只要能保证冲出合格的产品。
(2)搭边宽度:
从节省材料出发,搭边值愈小愈好,但太小就会对模具寿命和剪切表面质量不利,甚至使产品报废。
因此,搭边值要合理。
(3)冲头和凹模的形式和强度,不至于使冲头被折断或凹模崩刃。
(4)工步的排序即冲压顺序,使能冲出合格的产品并尽量使工步数越少越好。
比较上面的两个方案,方案二中,由于零件没有带料的地方,所以该方案不是理想的;方案一中,经过3副模具最后打出产品,可以完成所有的冲孔和折弯。
所以在此次设计中,选用方案一。
第三章冲压力的计算
计算冲压力的目的是为了合理的选用压力机和设计模具。
压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力,以适应冲压的要求。
1.冲裁力的计算
平刃口冲裁时,其冲裁力F0可按下式计算:
F0=Ltτ
其中F0——冲裁力[N];
t——材料厚度,[t]为mm;
τ——材料抗剪强度,[τ]为MPa;对SECC取300MPa;
L——冲裁周长,[L]为mm。
考虑到模具刃口的磨损,凸凹模间隙的波动,材料机械性能的变化,材料厚度的偏差等因素,实际所需冲裁力还必须增加30%,即
F=1.3F0=1.3Ltτ
由展开图有:
L=162.5*2+(2*3.14*2)*2+33.02*2+4.72*2+35.7*2+6.72*2+6.54*2=523.52mm
F1=1.3*523.52*300*0.8=163338.24N=163.3KN
3.卸料力的计算
F2=k*F1=0.05*163.3=8.16KN
4.总冲压力的计算
总的冲压力F=F1+F2=163.3+8.16=171.46KN
第四章选择压力机
冲压设备选择的要求:
1.压力机的行程大小,应能保证成型零件的取出与毛坯的放入。
2.压力机的工作台面尺寸应大于冲模的平面尺寸,还需留有安装固定的余地,但是过打大的,但是在过大的工作台上安装很小尺寸的冲模时,工作台的受力条件也是不理想的。
3.所选的压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。
模具的闭合高度H0:
模具在闭合时,上模座的上表面到下模座的下表面之间的距离。
压力机的闭合高度H:
滑块在下死点时,工作台面到滑块下端面的距离。
该距离一般是可以调整的,故一般的压力机均由最大闭合高度Hmax和最小闭合高度Hmin。
4.压力机的吨位要与总的冲压力相适应。
根据所计算出的总冲压力F=171.46KN。
根据经验,压力机的吨位一般取总的冲压力的1.6倍,即:
F=1.6*171.46=274.34KN。
根据所有要求,初步选择公称压力为600KN的开式压力机。
其基本参数如下:
公称压力600kN
发生公称压力时滑块离下死点距离24mm
滑块行程140mm
标准行程次数70/min
最大封闭高度300mm
封闭高度调节量70mm
工作台尺寸(左右)900mm
工作台尺寸(前后)520mm
第五章模具主要零件结构形式
模具主要零件结构形式,材料选择:
公差配合:
1、所有的凸模和固定板的配合均采用
2、 所有的凹模镶块和凹模固定班板的配合采用
;
3、导柱、导套与模架采用压装,配合间隙
;
4、导柱、导套配合间隙
;
技术要求:
1、模具闭合高度280mm,总长350mm,总宽250mm。
装在60吨的单柱压力机上。
2、该模具使用宽度为189mm、厚度为0.8mm的带状条料作为原料进行生产,条料材料为SECC。
3、装配后的模架,其上模座沿导柱上、下移动应平稳和无滞住现象。
4、装配后的导柱,其固定端面与下模座下平面应保留1—2mm距离。
5、模架的各零件工作表面不允有裂纹和影响使用的砂眼、缩孔、机械损伤等缺陷。
6、为了节省成本,内外脱采用割锯齿来共料,而公母模采用割锥度来共料。
其形式由加工部门自己完成。
7、内脱尺寸较小,不方便安装弹簧,因此采用优尼胶作为弹性原件。
8、为保证脱料顺畅,防止产品回压到废料里,此副模具的脱了板在开模的时候凸出模面1.0MM。
第六章凸凹尺寸的计算
(考虑到加工制造的实际情况,所有尺寸均只保留两位小数)
1、Φ4mm的孔的凸凹模尺寸计算
查表取冲裁刃口的双边间隙:
Z=0.08mm,
冲头d=Φ4mm,如图
2、Φ7.1mm的孔的凸凹模尺寸计算
查表取冲裁刃口的双边间隙:
Z=0.08mm,
冲头d=Φ7.1mm,如图
3、色拉孔的凸凹模尺寸计算
查表取冲裁刃口的双边间隙:
Z=0.03mm,
冲头d=Φ6.5mm,如图
4、Φ4mm、Φ7.1mm、色拉孔的凹模尺寸的计算放在凸凹模上,如图
打色拉斜面时,其凹模按照其过孔尺寸,单边偏0.5MM,后一工程的冲色拉过孔凸凹模间隙为0.02MM。
5、凸凹模尺寸的计算
6、母模尺寸的计算
第七章绘制模具装配图和模具零件图
模具结构图见下:
第八章模具工作的过程
该模具用宽度为189mm,厚度为0.8mm的带状条料做原材料进行冲裁,从
前面送料,采用手动送料装置,每次的送料步距为87mm,条料送入由导料销导向,导正钉定位。
该模具装在60吨的单柱开式压力机上,模具闭合高度280mm,模具的冲压行程为20mm,每分钟冲裁次数为70次。
工作过程:
将产品放在外脱板上,利用导料销导向,在上模往下移动的工程中,先时内脱板接触料,之后内脱往上移动,之直到马上母模板接触料把外脱往回压。
此时,上下模面平行,间隔时一隔材料厚度。
挡压力机继续往下压时,外脱继续往下移动,而在外脱内的凸凹模则合上母模板开始剪切材料。
直到到压力机的行程走完。
废料抱在凸凹模上面,成品陷入母模里面,完成剪切动作。
开模时,外脱把废料往回顶,相应的内脱把成品往下顶,直到上下模面平行,中间间距为移隔料厚,把产品回压到废料里面,压力机继续往上移动,外脱则往上移动,把废料完全脱离凸凹模,同时,内脱往下移动,把产品完全脱离母模。
完成整个的冲压过程。
第九章结束语
开关散热片的成型精度,采用工程模可以满足精度要求,所以设计时选择了工程模。
该模具采用手动送料装置,设计导料销导向,靠条料废边的余量来补正落料精度。
但是,此种工序方式也增加了模具的复杂程度,提高了模具的价格,所以,采用该设计方案适宜于中批量的生产。
参考资料
1、中国机械工业教育协会组编冷冲模设计及制造机械工业出版社,2003
2、王芳主编冷冲压模具设计指导机械工业出版社,2003
3、冲模设计手册编写组编着冲模设计手册机械工业出版社,2000
4、模具应用技术丛书编委会模具制造工艺装备及应用机械工业出版社,1999
5、王俊彪主编多任务位级进模设计西北工业大学出版社,1999
6、许发越主编模具标准应用手册机械工业出版社,1994