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