定子片冲压工艺及其模具设计毕业论文(编辑修改稿)

定子片冲压工艺及其模具设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

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 工艺分析 材料 电工硅钢片 D21，钢板厚度 ，具有良好的冲裁性能。 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。 I 2 :1 图 11 零件图 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。 冲裁工艺方案 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. 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。 模具结构形式 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。 操作与定位方式 1. 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。 卸料 及 出件方式 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（ ～ ） 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 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。 因采用 连续 模生产，故采用 下 出件为佳。 确定送料方式 因材料为带料故采用横向送料。 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用 导向平稳、导向准确可靠、刚性好 四 导柱模架。 7 第 2 章 工艺计算 排样 、 计算条料宽度、确定步距、计算材料 利用率 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 21 图 21 毛坯 排样图 8 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 21 查得最小搭边值 a=2mm a1= 根据经验最终确定为 a=2mm a1=2mm 表 21 冲裁金属材料的搭边值 料厚 手送料 圆形 非圆形 a a1 a a1 ~1 2 条料宽度 B=118mm 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。 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 9 排样图如图 22 所示： 图 22 排样图 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（ 2mm ） 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 4772 ，即=%。 工序排样 在多工位级进模冲压中，工序件在级进模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%100 BAnF 10 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； (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。 11 图 23 工序排样图 冲压力计算 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。 通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。 平刃冲模的冲裁力可按下式计算： F=KLtτ (由文献《 1》 P189 式 529 得 ) 式中 F—— 冲裁力（ N）； L—— 零件剪切周长（ mm）； t—— 材料厚度（ mm）； τ —— 材料抗剪强度（ MPa） ； K—— 系数 ,一般取 K=； 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τ =190Mpa，材料厚度 t=,L 值由各工位全部冲裁线即冲裁零 12 件周长尺寸组成 ,各工位冲裁力如下： 第一工位： F1=K L1tτ = 190= 第二工位： F1=K L1tτ = 190= 第三工位： F1=K L1tτ = 190= 第四工位： F1=K L1tτ = 190= 卸料力 冲裁时 ,工件或者废料从凸模上取下来的力叫卸料力。 由文献《 1》 P47 式（ 231）得 卸料力 FKF  卸卸 F— 冲裁力； 卸K — 卸料力系数； 由 表 22，取 卸K =, NFKF 45  卸卸 所以 545 101 6  FFF 卸总 N 表 22 卸料力、推件力和顶件力系数 选用压力机 13 根据工件成形总力 NF 总 模具下模座总体尺寸 464mm 338mm拟选日本会田（ AIDA）公司 L 系列高速压力机。 压力机型号： PDA12 压力机参数：标称压力 1200kn 行程长度 30mm 工作台板尺寸 800 500mm 滑块行程次数 65160 次 /min 封闭高度 300mm 封闭高度调 节量 60mm 主电动机功率 凸凹模刃口尺寸计算 凸凹模刃口尺寸计算原则 1. 落料时，落料件的尺寸是由凹模决定的，因此应以落料凹模为设计基准。 冲孔件的尺寸是由凸模决定的，因此应以冲孔凸模为设计基准。 凹模磨损后会增大落料件的尺寸，凸模磨损后会减小冲孔件的尺寸。 为了提高模具寿命，在制造新模具时应把凹模尺寸做得趋向于落料件的最小极限尺寸，把凸模尺寸做得趋向于冲孔件的最大极限尺寸。 3. 凸模和凹模之间应保证有合理间隙 ， 对于落料件，凹模是设计基准 ，间隙 应由减小凸模尺寸来取得。 对于冲孔件，凸模是设计基准，间隙应由增大凹模尺寸来取得。 由于间隙在模具磨损后会增大，所以在设计凸模和凹模时取初始间隙的最小值 Zmin。 4. 凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应。 而偏差值应按入体方向标注。 5. 尺寸计算要考虑模具制造的特点。 凸凹模刃口尺寸计算方法 1．凸模和凹模分别加工时的尺寸的计算 14 （ 1） 落料 ： 凹）（凹  0m a x xDD 0m i nm a xm i n 凸）（）（ 凹凸  ZxDZDD （ 2） 冲孔： 0m in 凸）（凸  xdd 凹）（）（ 凸凹  0m i nm i nm i n ZxdZdd （ 3） 对于采用分别加工的凸模和凹模，应保证下述关系： ︱ δ 凹︱ +︱ δ 凸︱≤ Z max—Z min 2．凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算 用单配加工法制造模具常用于复杂形状及薄料的冲裁件。 在计算复杂形状的凸模和凹模工作部分的尺寸时，往往可以发现在一个凸模或凹模上会同时存在着三类不同性质的尺寸需要区别对待。 三类尺寸的计算方法 （ 1） 对于落料凹模或冲孔凸模在磨损后将会增大的第一类尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸。 40 m a x )(  xAA J （ 2） 对于冲孔凸模或落料凹模在磨损后将会减小的第二类尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸。 0m in4)(  xBB J （ 3） 对于凸模或凹模在磨损后基本不变的第三类尺寸不必考虑磨损的影响，凸模和凹模的。