电机端盖冲压工艺与模具结构设计.pdf

45与车辆2023年第3期移动电源电机端盖冲压工艺与模具结构设计孙浩棋，王永伟，栗旺龙1，王书锴，张弘毅（1.郑州金阳电气有限公司，河南郑州，450 0 0 0；2.9 31 2 7 部队，北京海淀，1 0 0 0 8 0）摘要：文章通过对电机端盖冲压成型工艺的分析，确定该端盖的冲压工艺的方案。并进行压力工位的设计，选择合适的排样方案，画出了相应的排样图，最后设计出模具的结构图。通过端盖设计的整体思路，为模具设计者提供了一个设计的思路及方向。关键词：端盖；排样；拉伸；工艺Doi:10.3969/j.issn.1003-4250.2023.03.010中图分类号：TM303文献标志码：A文章编号：1 0 0 3-42 50（2 0 2 3）0 3-0 0 45-0 31引言为了提高端盖加工的效率，减少劳动力，降低加工费用等问题，提出一张电机端盖冲压工艺及其模具结构设计，对电机端盖进行了工艺的分析。通过排样分析、拉伸次数计算、翻边力计算及压力中心位置的确认来设计出整体模具的结构，并利用CAD对模具进行结构绘制。2电机端盖冲压工艺分析2.1毛坏直径的确定此零件的凸缘直径为44mm，相对凸缘直径为144/120=1.2，可取修边余量3.5mm。即实际凸缘直径dr=d+2151mm。按等面积法求得毛坏下料直径D为2 48 mm。2.2冲压工艺分析此零件属于复杂冲压件，主要包括拉伸和冲裁两类工艺，首先完成拉伸类工艺，待成型后再进行冲裁类工艺，从而完成整个零件的冲压加工。根据工艺分解原则，此零件拉伸类工艺包括拉伸、反拉伸、整形等工序；冲裁类工艺包括下料、切边、冲孔、冲侧孔、冲侧舌等工序。2.3冲裁工艺设计由冲压工艺分析可知，此零件冲裁类工艺主要包括凸缘轮廓切边，冲凸缘上孔为4.5mm、中心孔为1 6 mm和顶部6 处腰形孔及冲侧面出线孔、侧面腰形孔及4处均布的侧面止口。凸缘上孔为4.5mm的孔口到凸缘边缘为1 44mm的距离=1.75mm工位来完成，同时应位于整个模具的后4个工位。因此可确定7 工位到1 0 工位的加工内容为：第7 工位：切边。切凸缘外形轮廓。第8 工位：冲孔。冲凸缘平面上的为4.5mm、中心为1 6 mm和顶部平面6个腰形孔。第9 工位：冲侧孔。冲出线孔为1 4mm和5处侧向腰形孔。第1 0 工位：冲侧。冲侧面4处均布的止口。2.4拉伸工艺设计此零件拉伸类工艺比较复杂，包括拉伸、反拉伸、整形等工序。整形工序一般安排在成形工序之后、冲裁类工序之前，因此整形工位可安排在第6工位。由上面可以看出，前5个工位都属于拉伸工序，这五个工位加工内容的安排和设计是此零件冲压工艺设计的难点，也是整个模具设计和制造的关键。2.5端盖冲压工艺的确定根据对各工位的讨论，最后确定此电机端盖模分为1 0 个工位。3模具设计46与车辆2023年第3期移动电源根据工作环境的限制，该模具在总体设计时应该注意以下几点。首先，第1 工位（落料拉伸模）和第6 工位（整形模）为单工序模具，第2 工位至第6 工位4副子模、第7 工位至第1 0 工位4副子模各组成一副大模具，即此连续模由4副模具组成；此4副模具的闭合高度统一为6 50 mm；最后，第1 工位由自动送料机进料；第2 至第1 0 工位均为1 2 0 mm内腔定位，切边以后各工位均增加一角向定位，统一以单孔凸缘齿为基准。在此1 0 工位级进模中，比较典型的模具为拉伸模。端盖拉伸模共有落料拉伸模、拉伸模及整形模6 副，其结构相似。现以第1 工位落料拉伸模为例说明拉伸模的结构。此模具为落料、拉伸和切废料的复合模。条料由导料限位板1 0导正，并刮下废料，废料由废料切刀切断而排出。凸凹模7 兼具落料凸模和拉伸凹模的功能。由于前后端盖为1 2 0 mm内腔尺寸公差不一致，拉伸凸模组块1 5要求更换，为了更换方便，凸模组块1 4和15通过内六角螺钉35与下模座2 5连接在一起。压料圈是由顶圈2 0 和顶板2 3组成，压料力通过顶杆21由压力机的气垫提供。顶圈2 0 一方面便于压紧毛坏，有效地防止起皱，另一方面保证开模状态时工件底面高于导料限位板1 0 的顶面，便于电磁机械手传递工件。4电机端盖排样方案设计4.1电机端盖排样方案根据电机端盖的特殊结构，同时兼顾材料的利用率、尺寸精度、成形工艺、模具设计与制造的复杂性、模具的使用寿命等，工件宜采用单排排列，该排样方案属于无载体全桥连接。电机端盖毛坏下料直径1 9 2.8 mm，直径较大应采用单排搭边数值5mm，步距 1 9 7.8 mm。4.2电机端盖冲压工位设计零件成形包括冲裁、拉伸、成形整形、冲孔、落料等工位。工位设计的总体原则是先完成拉伸前毛坏的外形平面冲切，为后续拉伸工位做准备。考虑到要减小模具长度尺寸，个别工位可使用复合模，整形和成形工位复合互不影响，所以整形和成形这2 个工位可以合成一道工位来完成。4.3冲模压力中心的确定压力中心是压力合力的作用点，压力中心点的错误将会使滑块导轨和模具导向部分不正常而导致磨损，同时会使合力间隙得不到保证，从而影响到制件的质量和降低模具的寿命。4.4总体结构设计模具用第1 个冲切刃作侧刃，后带一台阶作侧刃挡块和侧刃一起工作，条料每次送进时，只能送到被侧刃切除的地方，实现对条料的初定位。由于模具用侧刃定位，侧刃切除长度应稍大于送料的步距。模具设计步距1 9 6.8 mm，最终设计侧刃长197mm。因为有切口工位，所以在切口工位单独设置弹压卸料板，起到卸料作用。因有倒装结构，所以要用压缩空气和弹顶销使工件或废料与模具脱离。电机端盖级进模结构采用侧刃切口来定位、确定步距。工件拉伸深度不同，而模具下落时要求法兰边缘在同一水平线上，故第1 次拉伸采用倒装结构，整形及成形也为倒装结构。凸模、侧刃与固定板配合为H7/m6，凸模与卸料板配合间隙为0.06mm0.1 0 mm，导柱与导套配合为H7/g6，导套与固定板配合为H7/r6。4.5电机端盖模具结构设计该模具的设计主要由拉伸和冲裁组成，用侧刃切口来实现定位、确定步距。进料从右边到左边，为了实现模具下落时法兰边缘在同一水平线上，第三次拉伸采用倒装结构。整个加工工序为切口一空工位一次拉伸一二次拉伸一反拉伸一冲孔一翻边一落料。整体结构如图1 所示。（上接第6 5页）-47与车辆移动电源2023年第3期承料板切口凹楼周定板切口凹模周定板拉菜回模圈定板切口凸模第一次拉凹模橡胶第二次拉深四模第一次拉深凸模回模垫板推装置压边雕斜锁014第二次拉深凹模反拉深凹框反拉深压料阁模柄反拉深凸模反拉深凸模圈定板定位环冲礼凸膜冲孔凸模冲孔凸模冲孔画校定位环压料饭翻孔凹模一翻孔凸模固定板推件板推杆弹簧凹模垫饭落料凸楼丝板印料螺钉导柱落料凸模上威座套下模座螺打国柱销凸模固定板部料板落料凹馍图1整体结构图5结论基于此，通过对电机端盖冲压成型工艺的分析，确定该端盖的冲压工艺的方案。并进行压力工位的设计，选择合适的排样方案，画出了相应的排样图，最后设计出模具的结构图。通过此端盖设计的整体思路，为模具设计者提供了一个设计的思路及方向，希望能够给相关人士提供参考价值。参考文献：1 康俊远电机端盖冲压工艺分析与级进模设计J模具工业，2 0 0 7，33（3）：34-38.2冲压工艺与模具设计编写委员会冲压工艺与模具设计M】：北京：国防工业出版社，1 9 9 3：1 2 5-1 2 9.作者简介：孙浩棋（1 9 9 1-），男，河南郑州人，机械工程师，主要从事电站类工艺工作及工艺装备的设计工作。Stamping ProcessandDiestructureDesiof Motor end CovelSUN Hao-qi,WANG Yong-wei,LI Wang-long,WANG Shu-kai,ZHANG Hong-yi(1.Zhengzhou Jinyang Electric Co.,Ltd.，Z h e n g z h o u,H e n a nn450000,China;2.93127troops,Haidian，Be i j i n g100080,China)Abstract:Through the analysis of the stamping process of the motor end cover,the stamping process scheme of the end coveris determined.And the design of the pressure station,select the appropriate sampling scheme,draw the corresponding samplingdiagram,and finally design the structure diagram of the mold.Through the overall thinking of the end cover design,a design ideaand direction are provided for the mold designer.Keywords:End cap,Layout,Deep drawing,workmanshipZHANG Jiel,TIAN Li-fil=,MA Hai-ua l-,WANG Bao-nig l 2(1.Lanzhou Institute of Power Vehicles,Lanzhou 730050,China;2.Gan Su province Research Center of Internal Engine Station Technology,Lanzhou730050,China;)Abstract:This paper analyzes the application field and current situation of 10.5kV AC power supply vehicles currently used inthe market,puts forward the test method research,operation performance and stability evaluation method of 10.5kV AC powersupply vehicles,and the industry needs to prepare the test content and test method of 10.5kV AC power supply vehicles.To providecustomers with authoritative reference standards for use,acceptanceandtesting.Keywords:10.5kV Ac power vehicle,application status,design philosophy