定子冲压工艺及模具设计论文.doc
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1、定子冲压工艺及模具设计论文 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途压缩机定子冲压工艺及模具设计摘 要 电机定子是电机的重要部件,其质量对电机性能有直接影响。因此定子片成形模具的设计十分重要.电机定子片具有多槽孔的复杂结构,在生产中一定要保证其相对精度.定子片在使用中所需要的数量也较多,使用传统的单工序模进行冲裁必将造成高成本、低效益.因此本文采用多工步级进模对其进行冲裁。既保证了冲裁精度,又提高了生产效率。文中首先阐述了级进模的相关知识及发展前景,其次在详细分析冲裁工艺的基础上,重点讨论了毛坯优化排样、定距和定位方式、凸凹模结构以及固定方式等细节问题。最后采用CAD绘出级进模具的局部总装
2、图。关键词: 定子片,多工位,级进模 The Stamping Process And Mold Design Of Stator Piece Of CompressorABSTRACTThis paper studies the blanking technology of the motor stator vane and rotor vane and the design of blanking die. The stator vane and rotor vane are both indispensable components of a motor and their qualit
3、y has a direct and important impact on the design of the motor. They both have such complex structures with a lot of slotted eye that its relative accuracy should be ensured during its producing. Since the stator and rotor vane are also needed in a great amount, it must results in high costs and low
4、 efficiency if the traditional simple press tool is used on blanking。 So, in this paper, the author suggests that MultiStep Progressive Die should be applied to the link of blanking so that the accuracy can be ensured and the efficiency can be enhanced at the same time. Firstly, this paper introduce
5、s some relative knowledge and the future development of Progressive Die。 Then, some detailed problems, such as the black layout of blank, the way to fix spacing and position, the structure of top die and bottom die and the methods to fix them, are discussed carefully on the basis of a detailed analy
6、sis of the technology of blanking。 Lastly, the setting drawing of the Progressive Die can be got by using CAD。个人收集整理,勿做商业用途本文为互联网收集,请勿用作商业用途Keywords: stator vane,multiposition ,Progressive Die 5目录前言1第1章 工艺设计31。1 工艺分析31。1.1 材料31.1。2 零件31.1。3 尺寸精度31.2 冲裁工艺方案41。2.1 方案拟定41。2.2 方案分析41。3 模具结构形式41.3.1 模具类型
7、的选择41。3.2 操做与定位方式41。3.3 卸料及出件方式51。3。4 确定送料方式51.3.5 确定导向方式5第2章 工艺计算62.1 排样、计算条料宽度、确定步距、计算材料利用率62。1.1 排样方式的选择62.1。2 计算条料宽度72。1.3 确定步距72。1.4 材料利用率82。2 工序排样82.3 冲压力计算102。3.1 冲裁力102.3。2 卸料力112。4 选用压力机162.5 凸凹模刃口尺寸计算122。5。1 凸凹模刃口尺寸计算原则122.5。2 凸凹模刃口尺寸计算方法122.5。3 凸凹模刃口尺寸计算13第3章 级进模具设计153.1 级进模具结构设计方法163。1.1
8、 级进模具结构设计原则153.1。2 结构设计内容253。2 本次模具总体结构163.3 级进模具的零件设计163。3.1 凸模和凹模设计原则173.3。2 凸模的设计173。3.3 凹模的设计203。4 导向及卸料板的设计223.5 定位零件233.5.1 挡料销233。5。2导正销233.5。3 误送检测装置24第4章 辅助装置254.1 固定板254。2 垫板254。3 模架254。4 标准件的选用254.5 模具材料的选用264.6 安装与配合264.6.1 凸模与凹模模的装配间隙264.6.2 卸料板与凸模的装配间隙264。7 卸料装置264。8 装配配合27结论29谢 辞31参考文
9、献32前言我们日常生活中所用器具几乎均需用模具来成型实现,模具对人们而言将不再陌生.如在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍.标志冲模技术先进水平的多工位级进模,是我国重点发展的精密模具品种。级进模能够在一副模具内完成复杂零件的冲裁,弯曲,拉深,立体成型以及装配等复杂工艺,具有生产效率高,操作安全可靠,可以加工复杂零件等特点而受到普遍的重视,应用也日益
10、广泛。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具,已达到国际水平。其他如48、54、68条腿集成电路柜架多工位级进模、电子枪硬质合金多工位级进模、别克轿车安全带座式多工位级进模、空调器散热片多工位级进模,均达到国外同类产品水平。但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距。本文将对电动机定子转子冲压工艺与多工位级进模设计作一个系统、详细的介绍.毕业设计的意义在于,综合运用所学课程的理论和生产实际知识,进行多工位级进模设计工作的实际训练,培养个人独立工作能力和创新能力,树立理论联系实际和严谨求实的工作作风.巩固、扩充模具专业课程所学内容,掌握多
11、工位级进模的设计方法和步骤。掌握多工位级进模设计的基本技能,如计算分析、计算机绘图、查阅设计资料和撰写设计说明书,熟悉标准和规范。通过毕业设计,提高了自我分析、解决问题的能力,对学过的基础知识进行复习和运用,对专业知识做到更深一步的掌握和拓展,了解模具专业前沿技术,提高自己的动手能力,为进入工作岗位打好基础。毕业设计的设计面较广,有一定难度.设计是按学习、消化、吸收、创新的思路进行的。整个设计是由个人独立完成,所以设计内容可能会有一些漏洞和错误,殷切希望各位老师及领导予以批评和指正.在毕业设计过程中,得到了指导老师老师的悉心指导和帮助,在此一并致以衷心的感谢! 第1章 工艺设计1。1 工艺分析
12、1。1.1 材料电工硅钢片D21,钢板厚度0。50mm,具有良好的冲裁性能.1.1.2 零件零件形状简单,对称,是由圆弧和直线组成比较适合冲裁。零件如图11所示.图11 零件图1.1。3 尺寸精度零件图只给出了部分尺寸的公差,可以看出零件精度要求较高。其其它未标注公差属于自由尺寸,按IT14级确定工件的偏差。总结以上特点:该制件符合冲裁工艺性,所有适合冲裁.1.2 冲裁工艺方案1。 .2。1方案拟定 方案一:先冲孔,后落料.单工序模生产。方案二:冲孔落料复合冲压。复合模生产。方案三:冲孔落料级进冲压.级进模生产。1。 2.2方案分析方案一:模具结构简单,制造周期短,制造简单,但需要多副模具,成
13、本高而生产效率低,难以满足大批量生产的要求。方案二:也只需一副模具,制件精度和生产效率都较高,且工件最小壁厚大于图凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高,板料的定位精度比方案三低,且一次成型两个工件模具的设计及制造较麻烦。方案三:只需一副模具,生产效率高,操作方便,精度也能满足要求,虽然模具轮廓尺寸较大,但把工序分开使模具的设计变得简单,也便于大批量自动化生产。通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案三为佳。1.3 模具结构形式1。 3。1模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用连续模冲压,所以模具类型为级进连续模。1。3.2 操作与定位方式1.
14、 操作方式零件的生产批量较大,但合理安排生产可用手工送料方式,也能满足生产要求,这样就可以降低生产成本,提高经济效益。如果有条件加上自动送料机和校平机构这可大幅度提高生产效率。2。 定位方式因为导料销、始用挡料销和导正销结构简单,制造方便。且该模具采用的是条料,根据模具具体结构兼顾经济效益,控制条料的送进方向采用导料销,控制送料步距采用导正销,初始定位采用始用挡料销。1。3。3 卸料及出件方式1。卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较:刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料.主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的
15、双重作用,主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用,冲件比较平整.卸料板与凸模之间的单边间隙选择(0。10.2)t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时,二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、倒装复合模和连续模的卸料装置。工件平直度较高,料厚为0.5mm较薄,卸料力不大,由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便,操作者可以看见条料在模具中的送进动态,且弹性卸料板对工件施加的是柔性力,不会损伤工件表面,故可采用弹性卸料.2。出件方式因采用连续模生产,故采用下出件为佳。1.3。4确定送料方式因材料为带料故采用横向送料。1。3.5确定导向方式由于模具整体尺寸较大零件尺寸精度要求较高故采
16、用导向平稳、导向准确可靠、刚性好四导柱模架.第2章 工艺计算2.1 排样、计算条料宽度、确定步距、计算材料利用率2。1.1 排样方式的选择方案一: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。通过上述三种方案的分析比较,综合考虑模具寿命和冲件质量,该冲件的排样方式选择方案一位佳.考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳.如图2-
17、1图21 毛坯排样图2。1。2 计算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,影响送料工作.由表 2-1 查得最小搭边值a=2mm a=1.5mm根据经验最终确定为a=2mm a=2mm表2-1 冲裁金属材料的搭边值料厚手送料圆形非圆形aaaa11。51.521。5条料宽度B=118mm2。1。3 确定步距送料步距e: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,是决定挡料销位置的依据。
18、条料宽度的确定于模具的结构有关。步距确定的原则是:最小条料宽度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。复合模送料步距e=工件的宽度+一个搭边值 即:e=114+2=116mm排样图如图2-2所示:图2-2 排样图2。1。4 材料利用率的计算用制件的面积与所用板料面积的百分比,作为衡量排样合理性的指标,称为材料的利用率.用表示: 式中 F-制件面积() n一个步距内制件数 B板料宽度(mm) A-排样步距(mm)本文中B=118mm,A=116mm,F为零件的面积可取为,即=69.4。2.2 工序排样在多工位级进模冲压中,工序件在级进模
19、内随着冲床一次就向前送一个步距,到达不同的工序。由于各工位的加工内容互不相同,因此,在级进模设计中,要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程,既级进模各工位的所要进行的加工工序内容,这一设计过程就是工序排样。工序排样遵循的原则原则:(1) 工件排样要保证产品零件的精度和适用要求;(2) 工序应尽量的分散,以提高模具寿命,简化模具结构;(3) 合理安排各工序,使压力中心尽可能与模具几何中心接近;(4) 同一工位个冲切凸模应尽量设计为同一高度;(5) 冲孔在前,外形冲切和落料在后;(6) 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,在其后的各工位上,优先在易窜动的工位设置导正销;
20、(7) 设置空位,可以提高凹模,卸料板和凸模固定板的强度;(8) 工件和废料应能顺利排出;(9) 排样方案考虑模具加工设备的条件。由于产品精度要求较高,同时考虑到冲床送料等选用人工送料有条件的话最好选用自动送料机送料,导正销精确定位,导正孔设在载体两侧,导正孔直径取10mm。综合上述各方面的设计,该产品的排样如图23所示,共分四个工位。第一工位:冲导正孔.第二工位:冲定子槽孔。第三工位:整形。第四工位:定子落料.图2-3 工序排样图2。3 冲压力计算2.3。1 冲裁力冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力,它是随凸模行程而变化的。包括冲工件上各孔的冲裁力冲导正孔力定子片转子片落料力。通常说的冲裁力
21、是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算:F=KLt(由文献1P189式5-29得)式中 F-冲裁力(N);L-零件剪切周长(mm);t材料厚度(mm);材料抗剪强度(MPa);K系数,一般取K=1.3;已知零件材料是电工硅钢D21, 查冲压模具设计简明手册得材料抗剪强度取=190Mpa,材料厚度t=0.5mm,L值由各工位全部冲裁线即冲裁零件周长尺寸组成,各工位冲裁力如下:第一工位:F1=K L1t=1。362。80.5190=7755。8N第二工位:F1=K L1t=1.3906。720.5190=111979。92N第三工位:F1=K L1t=1。3191。540。5190=23
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