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1、第四部分 毕业设计（论文）内容一、毕业设计（论文）课题名称本次毕业设计（论文）的课题名称为：“冰箱门体内胆冲切专机设计”；本课题可作为机械设计专业、模具设计与制造专业等专业的毕业设计题目。二、毕业设计（论文）课题概述冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对板料施加压力，使板料在模具里产生变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。由于冲压加工经常在常温状态下进行，因此也称冷冲压。冲压生产靠模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法相比有很多优点，如冲压件的尺寸精度是由模具的精度来保证，所以质量稳定、互换性好；对于普通压力机来说，每分钟可生产几十件工件，而对于高速压力机来说每分钟可
2、生产几百至上千件工件，所以它可以大大的提高加工的效率；冲压加工不但节能而且能节约材料等。模具不是批量生产的产品，它具有单件生产和对特定用户的依赖特性。随着仪器仪表、家用电器、交通能源、通信工程和轻工产品等行业的飞速发展，这些行业的产品中零件有70%以上是采用模具冲压技术加工的。据美国、日本等工业发达国家的统计调查，近年来模具的生产总值已超过机床行业。美国工业界认为，模具工业是美国工业的基石。日本模具协会认为，模具是促进社会繁荣富强的动力。由此看来，模具工业在世界各国经济发展中是非常重要的行业。随着我国改革开放的不断深入，模具技术的应用必将在我国的机械加工业中起到非常重要的作用。加入WTO后，我
3、国工业产品的加工技术必将与国际社会接轨，模具技术必将在机械制造业中得到充分的应用。现在，在我国沿海开放城市中，新涌现出了一大批中、小型模具制造工厂，与大型企业配套生产机械产品。据不完全统计，2004年我国模具生产厂点约有3万多家，从业人员80万人，2005年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满， 模具销售额610亿元，比2004年增长25%，同时,中国的模具生产技术有了很大的提高, 模具生产水平有些已接近或达到国际水平。由此可见，模具是工业生产中的重要工艺装备。采用模具生产的零件，具有高效、节材、成本低、能保证质量等一系列优点，对大批量生产的机电产品能获得价廉物美的效果
4、。冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。冲裁既可以制取各种各样的零件，也可为其它冲压加工制备工序件，故冲裁一般占冷冲压加工的60%以上。根据变形机理的差异，冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。通常我们说的冲裁是指普通冲裁，它包括落料、冲孔、切口、冲槽、冲缺口、切断、切舌、剖切 、修边等。冲裁所使用的模具称为冲裁模，如落料模、冲孔模、切边模、冲切模等。中国冰箱行业于20世纪80年代开始起步，经过20多年的高速发展，现在在产品技术上与国外企业没有显著差距，在节能技术指标方面甚至已经处于领先地位。但是，中国冰箱企业的工艺设计、工艺制造水平仍落后于洋品牌，中国企业总体上与洋品牌还存在
5、着较大的差距。同时，冰箱的品种从单门到双门到三门再到对开门，从机械控温到电脑控温再到模糊控温，不仅型式、型号和功能在不断增加，而且外观和色彩也越来越丰富。相应的，冰箱生产企业不仅在技术水平上有了很大的发展和进步，并且拥有了大规模生产的能力。要做到能够大规模的生产冰箱，就必须大力提高冰箱的制造水平，其中专用模具和设备的开发和运用是一个很重要的环节。冰箱门体内胆冲切模是一种冲裁模具，是专门为了完成冰箱门体内胆切边冲孔这道工序而设计的一种专用模具。冰箱门体内胆切边冲孔是冰箱生产过程中的重要工序，包括切除废料边、冲孔这两个主要工序。冰箱门体内胆由板料吸塑成型后，经过切除废料边、冲孔、装入必要的内部辅件
6、及背板等、放入发泡模并注入发泡剂，保温一段时间，待发泡剂固化成形后即成为一件合格的冰箱门体产品。门内胆冲裁模就是针对冰箱门体内胆而设计的专用切边冲孔复合模。目前仍有少量厂家仍采用传统的手工冲孔，或采用简单工装经过多道工序来完成，费时费力，不符合现代工业化潮流。尤其是对复杂形式的内胆冲孔及切边，采用手工方式难以实现，而门内胆冲裁模能一次性完成冰箱门体内胆的冲孔及切边，大幅降低员工的劳动强度，缩短此工序的时间，提高生产效率，同时，也保证了冰箱门体内胆的质量。所以，它的应用越来越广泛。冰箱门体内胆冲切模的被冲工件是由板厚为1毫米的ABS塑料板制成的冰箱门体内胆。它是一种复合冲裁模，集落料、冲正向孔与
7、侧向孔的功能于一体，也就是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成落料、冲正向孔与侧向孔这三道冲压工序的模具。门内胆冲裁模具的大小是由工件的大小和工作环境决定，它的复杂程度又是由门胆上要加工的孔的形状、数量和位置决定的。一般来说，门冲模包括落料和冲孔两部分。由于工件结构的不同，孔的位置、形状也不同，机构也不同。门冲模的难度主要体现在以下几个方面：（1）由于冰箱门体内胆形状较为复杂，要求设计者有很强的空间想象力和读图能力，无形中增加了设计工作的难度。（2）如果要求冲侧孔的话，要在有限的模具空间内，如何设计出不同的机构以满足加工的要求是一个很关键的问题。（3）如何在同一工作位置上合理地布置
8、好几对凸、凹模也是冰箱门体内胆冲切模的难点之一。在进行模具设计的过程中需要考虑到以下几点：（1）由于冰箱门体内胆冲切模是对冰箱门体内胆进行加工，而门体内胆本身的形状比较复杂，所以在设计模具时，应根据不同的产品要求来进行模具的总体设计和结构设计。（2）在进行模具的总体设计和零部件设计时，应该充分考虑到零部件的可加工性和经济性。例如在进行零件的结构设计时，考虑到零件加工的工艺性，尽量避免细长轴和细长零件的出现，如果有的地方一定要使用细长零件的话，可以将细长零件分块；在选择零件材料时，充分考虑材料的可加工性能和经济性等。（3）设计时因力求结构简单、工艺性好，尽量使用标准化的零件，减少加工的工作量和时
9、间。（4）操作应安全方便，不易发生故障和操作错误，能充分保障工人和设备的安全，尽可能地减轻工人体力劳动强度。（5）由于模具的精度较高，本身的体积和重量都较大，应该考虑模具装卸和运输的方便和可靠性，防止在运输和吊装过程中损坏。（6）力求外形美观、大方、匀称和谐，标牌、标记力求形象醒目。同时还需考虑减少污染，防止漏油等问题。（7）其它有关设计的内容可参照机械零件设计手册和冲模设计手册的一般规定进行。三、冰箱门体内胆冲切专机设计产品图如附图八所示，冰箱的上、下门是由吸塑机一次吸塑成型的。材料为ABS塑料，板厚1mm，产品尺寸精度为IT13级，年产量30万件。用户的要求是：按图纸要求加工出合格的门体内
10、腔产品（需要加工侧向孔），其中前一道吸塑成型工序一次可吸出两件。一、产品工艺分析冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性。一般来讲，在满足产品的使用要求的条件下，能以最简单、经济的方法将产品冲压出来，就说明该产品的冲压工艺性好，反之，其工艺性差。当然冲压件工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的设备条件和技术水平等因素的直接影响。该产品的形状较为复杂，尺寸较大，由于材料是ABS塑料,所需的冲压力较小，应用于家电行业，批量较大，属于较特殊的冲压件。根据产品的要求，在设计过程中要注意以下几点:1、产品的尺寸较大，形状较为复杂，所以在设计专机是要注意产品的定位一定要准确、可靠。2、由于产品尺寸较大
11、，而且批量较大，在设计专机时应重视零件材料选择和结构的设计，不仅要保证专机本身的刚度和强度，还要保证专机的寿命。3、由于产品不仅要落料、修边，还提出了多个方向冲孔的要求，所以在设计专机时应考虑如何合理的布置各个零、部件的位置，尤其是如何可靠的实现侧向冲孔。4、由于家电行业对产品表面质量要求很高，所以在进行专机的设计时，一方面要考虑如何保证制品的表面质量，另一方面要保证专机的整体性能，防止因为漏油等因素而对制品产生污染。二、冲压工艺方案的确定 根据产品的工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔、切断三种。其中冲孔包括冲正向孔和侧向按其先后顺序组合，可得如下八种方案：1、冲正向孔冲侧向孔落料切断，单工序
12、冲压2、落料切断冲正向孔冲侧向孔，单工序冲压3、冲正向孔落料切断冲侧向孔，单工序冲压4、落料冲正向孔切断冲侧向孔，单工序冲压5、落料、切断冲正向孔冲侧向孔，单工序冲压6、落料、切断冲侧向孔冲正向孔，单工序冲压7、冲正向孔落料、切断冲侧向孔，单工序冲压8、冲正向孔落料、切断冲侧向孔，复合冲压9、落料、切断冲正向孔冲侧向孔，复合冲压其中14种均为单工序模。由于产品的尺寸较大，生产批量也较大，所以模具的尺寸和体积也大。其中第1种方案的成本最高，第3、4种方案的成本相对来说最低。如采用这4种方案，生产效率都比较低，模具的成本大，故不予采用。其中57种方案中，将落料和废料切断工序放在一起，可节约一付模具
13、，与14种方案相比，可降低成本。其中，第7种方案是这3种方案中最为经济的。方案8、9均属于复合式冲压。由于产品的尺寸较大，如果采用合理的结构，既能保证专机的使用寿命，其加工制造和装配难度也不大。其中方案9优于方案8，因为方案8冲正向孔在前，落料在后，由于落料过程中有材料的切向流动力，前一道工序冲出来的小孔形状会受到影响。所以方案9最为合适。三、对冲压设备的了解和选用冲压加工中常用的设备主要是机械压力机，也就是我们俗称的冲床，目前应用最广泛的冲压设备是曲柄压力机。在选用冲压设备时，主要应从两方面来进行。一是根据冲压工序及冲模类型进行冲压设备类型的选择，即选用什么样的压力机比较合适；二是冲压设备规
14、格的选择。其选择原则如下：1、压力机类型选择1）中、小型冲模应选用单柱、双柱开式压力机。2）大、中型冲模应选用双柱或四柱压力机。3）批量生产及大的自动冲模应选用高速压力机或多工位自动压力机。批量小但材料较厚的大型冲件的冲压，应选用液压机。4）对于校平、校形模应选用大吨位双柱或四柱压力机。5）大、中型拉深模应选用双动或三动压力机；冷挤压模或精冲模应选用专用冷挤压机及专用精冲机。6）多孔电子仪器板件冲裁，最好采用冲模回转头压力机。2、压力机规格的选择1）压力机的公称压力应大于计算压力（模具冲压力）的1.21.3倍。2）压力机的行程应满足制品高度尺寸的要求，并保证冲压后制品能顺利的从模具中取出，尤其
15、是弯曲、拉深模。3）压力机的装模高度应大于冲模的闭合高度。4）压力机的工作台尺寸、滑块底面尺寸应满足模具的正确安装。漏料孔的尺寸应大于或能通过制品及废料的尺寸。5）压力机的行程次数（滑块每分钟冲压次数）应符合生产率和材料变形速度的要求。6）压力机的结构应根据工作类别及零件冲压性质，应具备有特殊装置和夹具，如缓冲器、顶出装置、送料和卸料装置等。7）压力机的功率应大于冲压需要的功率。8）压力机应保证使用的方便和安全性。压力机的选择和使用往往是根据使用厂现有的设备情况进行的。设计时，应尽量根据实际需要，按其可以使用的设备条件进行冲模的结构设计。由于冰箱门体产品尺寸很大，相应的模具的体积、尺寸也很大，模具本身就有很重的重量，所以一般的冰箱生产厂家都是采用120T或150T油压机来进行门体的冲裁加工。四、专机总体方案设计由于门体的体积较大，形状复杂，在进行总体设计时应注意如下问题：1、专机工作时，导柱导套为运动中的冲头或凹模提供精确的导向，所以应合理的选用导柱导套，以保证冲孔的精度。2、设计专机时应考虑如何合理的布置各个零、部件的位置，如有冲侧向孔的要求是，应特别注意如何可靠的实现侧向冲孔。3、由于制件尺寸较大，材料较软，所以应实行可靠定位。4、设计加工时，不仅要保证专机的刚度、强度和寿命，还要保证专机的经济性，尽量从总体设计就开始采用一系列的措施来降低专机的加工制造装配成本。综
