江理工散热片课程设计

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1、江苏理工学院课程设计说明书（论文）JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 冲压模具课程设计说明书 学院名称： 材料工程学院 专 业： 模具设计与制造 班 级： 10模具2Z 学 号： 10341228 姓 名： 张明 指导教师姓名： 王 泽 指导教师职称： 讲 师 二一三 年 六 月目 录第一章 序言.1第二章 工艺分析与设计.2 2.1 工艺分析.22.2 工艺计算.3第三章 模具零部件及结构设计.83.1 零部件设计.83.2 模具的安装与调试.15 参考文献17第一章 序言现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求， 市场需求量维持在 700

2、亿至 850 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来 了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增长 率（据不完全统计，2005 年国内模具进口总值达到 700 多亿，同时，有近 250 个亿的出口），到 2007 年模具产值预计为 700 亿元，模具及模具 标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左 右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。2005 年我国汽车产 销量均突破 550 万辆，预计 2007 年产销量各突破 700 万辆，轿车产量将 达到 300 万辆。另

3、外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达 国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前，中国 17000 多个模具生 产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿 元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售 的约占三分一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模 具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套量达 50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙

4、度达到 Ra1.5m 的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。本次课程设计的课题是：散热片成型与模具设计。此冲压件体积较小，形状简单，在设计过程中，本人经过查阅资料，了解冲压成形的特点以及主要生产类别，包括主要零件的结构、应用范围，材料选择等。第二章 工艺分析与设计 2.1 工件工艺性分析与方案确定 2.1.1 冲裁件工艺性分析工件名称：散热片 工件简图：如图1所示 生产批量：大批量 材料：T2 材料厚度：2 mm图1 散热片2.1.2 冲裁工艺方案的确定该零件形状简单，对称，是由圆弧和直线组成的，冲裁件内外形所能达到经济精度为 IT11IT14，孔中心与边

5、缘距离尺寸公差为0.5mm，将以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该零件的精度要求能够在 冲裁加工中得到保证，其他未注尺寸，生产批量等情况也均符合冲裁的工艺要求，故可采用冲压方式进行加工。外形落料的工艺性：散热片属于中等尺寸零件，料厚 2mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性：内孔尺寸精度要求一般，可采用冲孔。该零件所需要的冲压工序为落料和冲孔，可拟定出以下三种工艺方案：方案一：用简单模分两次加工，即落料冲孔方案二：冲孔，落料复合模方案三：冲孔,落料级进模 分析各工序：方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该 工件为大批量生产，方案二和方

6、案三更具有优越性。散热片零件的外轮廓及内孔之间的最小距离为 8mm，大于此零件要求的最小壁厚（4.9mm），可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模。复合模模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率高，尽管模具结构比较复杂，级进模生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，与保证冲 压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模并不复杂。通过对上述三种方案的分析比较，散热片的冲压生产采用方案二冲孔落料复合模更为合理。2.2 工艺计算2.2.1条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅

7、会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命或影响送料工作。 查文献1中表2.9工件之间搭边值搭边值 a=2.0mm，侧面 a1=2.2mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，小偏差为负值,如式2-1所示： （2-1）式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a 冲裁件之间的搭边值； 板料剪裁下的偏差经计算得出：条料宽度：B=（54+22）-0.40=58-0.40mm条料宽度的范围是58.658mm，取58mm2.2.2 确定步距送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定挡料

8、销位置的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。送料步距S如式2-2所示：S D+a1 （2-2）S=42+2.2 =44.2mm2.2.3 排样设计 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高通过上述三

9、种方案的分析比较，设计复合模时，首先要设计条料排样图，由于散热片零件外形矩形，形状较复杂，可采用直排排样的方法，可提高生产率。如下图2为零件的排样图。 图 2 排样图2.2.4 计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率*100% 式中A一个步距内冲裁件的实际面积；B条了宽度；S步距；计 算 冲 压 件 毛 坯 的 面 积 ： A=4254-4（ 610+46） -122 6=1788mm 2一个步距的材料利用率：*100%=1788（58.444.2）100%=69.27%2.2.5 计算冲压力由工件结构和前面所

10、定的冲压方案可知，本工件的冲裁力包括以下部分：冲4mm 孔的力 P 冲 ，落外轮廓料的力 P 落 ，向下推出4mm 冲孔废料 的力 P 卸 ，向下推出工件的力 P 推 。由于刚性卸料板卸条料的废料的力不是压力机提供的，故不用计算在内1）用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： P=KLtb （2-4）式中P冲裁力； L冲裁周边长度；t材料厚度；b材料抗剪强度； K系数，系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3。故冲裁力表达式又可表示为：P=1.3LtLtb b被冲材料抗拉强度(MPa)查查文献2中P89得 T2

11、钢的 b =300Mpap 冲 =312.562300=22.608kNp 落 =3362300=201.6 kN2）卸料力计算如式2-5所示： P 卸 =nK 卸 P (2-5)P 卸 =90.0522.608=10.17 kNP 推 =10.05201.6=10.08 kN查查文献2P91得：K卸=0.05，n=h/t，h=6mm,故 n=3,又由于模具同时冲三个孔，即 n=33=9。工序总力： P总=P冲+P落+P卸+P推=22.608+201.6+10.17+10.08=244.458 kN从满足冲压工艺的要求看，查文献4中P106表4-33，可选用JJ23-25 和23-35，见表一

12、。表一 所选择压力机的相关参数滑块最大滑块底可倾封闭高公称压封闭工作台型号行程面尺寸斜角度调节力/kN高度尺寸/mm/mm/mm/量/mm/mmJ23-25250652703705603055JC23-35350802803806101902102060比较两种类型的压力机，选择压力机型号为 JC23-35,可满足冲压要求。2.2.6 压力中心的确定模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具 的正常工作，应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不 正常的磨损，还会使合理的间隙得不着保证，从而影响制件的质量和降 低模具的寿命，甚至损坏模具。由于压圈为