電機轉子零件的沖壓工藝及模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ） 5 第 3 章 沖壓力計算及設備選擇 沖裁力的計算 各工位的主要工序是沖裁。 硅鋼片的抗剪切強度 ? 為 aMP560~450 ，取 aMP500?? 。 (1)沖中心孔時的沖裁力： NNK L tF 5 3 4 9 55 0 6 ??????? ? (2)由于槽數量較多且排列比較密集，故為降低沖裁力，應該采用斜刃沖裁。 此時沖裁力公式為 ?KLtF ?0 。（ K為降低沖裁力系數，與 斜刃沖裁高度 H有關。） 注：當 tH 2? 時 ~?K 。 當 tH? 時 ~?K 。 本零件取 tH 2? 時 K取 . 經測量得到 mmL ? 則沖一個槽時的沖槽力為： NNK L tF 7 6 65 0 1 ?????? ? 同時沖 56個槽的沖裁力為： NFF 49093856 02 ?? (3)落料時沖裁力： NNK L tF 3 1 6 6 25 0 03 2 ??????? ? 由于是級進模，以上所有沖裁工序都是同時進行，故總 的沖裁力為： KNNNNNFFFF8 7 68 7 6 0 9 63 3 1 6 6 34 9 0 9 3 85 3 4 9 5321????????總 設備的選擇 根據零件多工位的要求以及計算所得選定壓力機為開始曲柄壓力機。 因 KNF 8760 ? ,所以選定的壓力機參數為 杜雷：電機轉子零件的沖壓工藝及模具設計 6 表 31 壓力機參數 公稱壓力 /KN 1000 滑塊行程 /mm 140 滑塊行程次數 /mm 60 最大閉合高度 /mm 400 閉合高度調節量 /mm 110 滑塊中心到床身距離 /mm 320 工作臺尺寸 /mm 左右 900 前后 600 立柱間距離 /mm 420 工作臺孔尺寸 /mm 左右 420 前后 230 直徑 300 工作臺板厚度 /mm 110 模柄孔尺寸 /mm 7560?? 傾斜角 / )(? 25 安徽工程科技學院畢業設計（論文） 7 第 4章 壓力中心的計算 排樣圖 圖 41 排樣圖 材料搭邊值 查參考文獻 [8]表 312，得出搭邊 值。 制件間 mma ? 側面 mma ? 考慮到制件間導正銷凸模的直徑，故取 mma 40? 。 步距 mmmmmmaDS 36540325 ????? 定位方式 本零件采用擋料銷和導正銷定位的方式。 確定首件定位線 首條定位線是指條料端頭在第一工位應處的位置線。在沖孔工位確定首件定位線，主要考慮條料送至落料工位時應該有足夠的搭邊。在排樣圖上容易做到這一點，如上圖所示。確定首件定位線是為了確定導正銷孔的的位置，其位置如圖 41所示。 計算壓力中心 為了保證壓力機和模具平穩的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心相重合。因此，設計沖模時，應正確計算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合。對與工件外形尺寸較大、形狀復雜、多凸模的沖裁模和級進模，正確確定其壓力中心就顯得更為重要。 根據排樣圖 41可以知道 壓力中心的位置。壓力中心位于水平中心線和兩工位中心線的交點處。 杜雷：電機轉子零件的沖壓工藝及模具設計 8 第 5 章 材料利用率的計算 一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分數稱為材料利用率。 由于板料沖裁時板厚是一定的，所以材料利用率可以用面積之比，即一段條料的有效面積與這段條料的面積之比，來代替重量之比。 同一工件，排樣不同時，材料的利用率也會不相同，材料利用率越高者越省料。 在沖壓件的大批量生產中，毛坯材料費用占 60﹪以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。材料的利用率是衡量排樣經濟性、合理性的指標。 材料利用率η為 : %100)]/([ ???? BLAn? 式中： A 沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）（ mm178。）； B 條料寬度（ mm）； n 一個進距內沖件數目； L 條料的長度（ mm） 。 其中： )( 222 mmDA ????? ? mmB ? mmL 2021? 即材料利用率 ? 為： % %100)]2 0 0 ( 2 9 1 55[? ????? 安徽工程科技學院畢業設計（論文） 9 第 6 章 模具結構及工作原理 圖 61 裝配圖 電機轉子的沖裁落料級進模 結構如圖 61所示。模具的上模部分有模柄、動模座板、凸模墊板、凸模固定板、凸模組成。下模部分有卸料版、導料板、凹模、凹模固定板、凹模墊板。定模座板組成。下模通過定模座用螺釘、壓板固定在壓力機工作臺上。涼快導料板控制條料的送料方向，擋料銷通過對條料搭邊定位來控制送料步距，沖下來的廢料經凹模落料孔中落下。 模具的工作行程為：條形料板通過導料板由前向后送入到第一工位，手工調整好位置后上摸下行，沖槽凸模和沖孔凸模完成沖孔工序，同時定位銷沖孔凸模沖出兩個定位孔。上模回程，卸料版從凸模上卸下條料。 上模回到頂端 后，手工送料，由擋料銷和導料銷定位。上模下行，導料銷進入導料銷孔定位，接著由落料凸模完成落料工序。上模回程時，卸料板從凸模上卸下廢料，同時由彈性頂料裝置將制件頂出。 杜雷：電機轉子零件的沖壓工藝及模具設計 10 第 7 章 沖裁間隙的確定 沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙 .沖裁間隙分單邊間隙和雙邊間隙 ,單邊間隙用 C表示 ,雙邊間隙用 Z表示 . 間隙值的大小對沖裁件的質量、模具壽命、沖裁力的影響很大 ,是沖裁工藝與模具設計中一個重要的工藝參數 沖裁間隙對沖壓的影響 ： 對斷面質量的影響 間隙對尺寸精度的影響。由于彈性變形的 存在，沖裁結束后出現彈性恢復，使尺寸與凸凹模刃口尺寸產生尺寸偏差，而彈性變形大小與沖裁間隙有直接的關系。 間隙對沖裁力的影響沖裁間隙對沖裁力的影晌規律是間隙越小，變形區內壓應力成分趟大，拉應力成分越小，材料變形抗力增加，沖裁力就越大。反之，間隙越大，變形區內拉應力成分就越大，變形抗力降低，沖裁力就校間隙達材料厚的 5%20%時，沖裁力下降不明顯。當單邊間隙 Z增大到材料厚度的 15%20%時，卸料力為 0。 間隙對模具壽命的影響由于工件與凸、凹模側壁之間有磨擦的存在，間隙小，磨擦大，模具壽命短。沖裁 過程中，凸模與被沖孔之聞，凹模與落料件之閥均有摩擦，而且聞隙越小，摩擦越嚴重。所以過小的間隙對模具壽命極為不利，而較大的間隙可使凸模與凹模的側面與材料間的摩擦減小，井能減緩間隙不均勻的影響，從而提高模具的壽命。 合理間隙值的確定 ： 間隙的選取要使沖裁達到較好的斷面質量、較高的尺寸精度，較小的沖裁力，較高的模具壽命。合理間隙指一個范圍值，最大合理間隙，最小合理間隙。間隙的確定是綜合考慮上述各個因素的影響，選擇一個適當的問隙范圍作為合理間隙。其上限為最大合理聞隙，下限為最小合理間隙 ?即合理間隙指的是一個范 圍值。在其體設計模具時，根據工件和生產上的具體要求可按下列原則進行選取 ： (l)當工件的斷面質量沒有嚴格要求時，為了提高模具壽命和減小沖裁力，可以選擇較大間隙值。 (2)當工件斷面質量及制造公差要求較高時應選擇較小間隙值。 (3)計算沖裁模刃 口 尺寸時，考慮到模具在使用過程中的磨損會使刃日間隙增大，應當按 Zmin值來計算。確定合理間隙的方法 包括 計算法、經驗法、查表法 。 根據零件材料和厚度，查參考文獻 [8]表 32可知，確定零件的沖裁間隙： 表 71 沖裁間隙表 材料名稱 硅鋼片 t minZ maxZ 安徽工程科技學院畢業設計（論文） 11 第 8 章 工作零件主要刃口尺寸的計算 圖 81 落料沖孔草圖 落料部分尺寸計算 落料部分采用分開加工法 由 參考文獻 [8]表 316 知凸凹模制造偏差為： ?p? ?d? m i nm a x ????? ZZdp ?? 所以實際上 )( )( m i nm a x m i nm a x ????? ????? ZZ ZZdp?? 查 參考文獻 [8]表 315 得： ?? 落料凹模尺寸： a x 2 4) 2 5()(??????? ???dDD d ?? 杜雷：電機轉子零件的沖壓工藝及模具設計 12 落料凸模尺寸： 0 0m i n)()(???????? pZDD dp ? 沖孔部分尺寸計算 沖孔部分由于形狀復雜且料薄，故宜采用配合加工法。 令 ?? Ha ?? Hb ? ??c 可以知道 a、 b、 c 均為第二類尺寸。 第二類尺寸計算公式為： 041)(? ????? ?BBd 查 參考文獻 [8]表 315 知： 1?? 所以計算結果為： 0 )( ???? ????da 0 0 5 1 5)0 5 1 5( ???? ????db 0 62)( ???? ????dc 沖孔凸模的基本尺寸與凹模相同，以 ~ 間隙與沖孔凹模配置。 圖 82 沖槽草圖 沖槽部分尺寸計算 沖槽部分比較復雜，故采用配合加工。 )( ????? 安徽工程科技學院畢業設計（論文） 13 由 參考文獻 [8]表 315 知： 1?? 令 ??a 、 ?b 、 ? 、 ? 、 ?e 可以知道 : b 為第二類尺寸， e 為第三類尺寸。 第二類尺寸計算公式為 ： 041)(? ????? ?BBd 第三類尺寸計算公式為： ??? 81CCd 同時我們知道圓弧尺寸若無特殊要求，一般不改變其基本尺寸，僅縮小制造公差。 其中 a、 c、 d均為圓弧尺寸。 沖孔時把凸模尺寸換算到凹模。 先做凹模，凸模按凹模以一定間隙配置。 凹模公差： )( ???????????? ZZpd ?? 所以計算結果為： ???da 6 5 )0 0 ( ?? ??????db ?? Rc d ?? Rd d ??de 沖槽凸模的實際尺寸按照實際配置，保持雙邊間隙 ~ 杜雷：電機轉子零件的沖壓工藝及模具設計 14 第 9 章 卸料裝置的選用 卸料裝置的功用是在一次沖裁結束之后，將條料或工序件與落料凸模或沖裁凸模脫離，以便下一次沖裁。 因為本零件精度要求高，同時為了防止零件的變形，采用彈性卸料。 初步選用橡膠和卸料版。 選用橡膠墊的計算如下： 橡膠墊外徑的確定 材料厚度 t為 ，經計算卸料力 NF ? ,選 用卸料橡膠墊，其計算過程如下： 考慮到橡膠墊的工作壓縮量較小，取橡膠壓縮量為 %35 ，由表 321 可查得單位壓力 aMPq ? 彈性體的截面面積 A為： 23 1 5 7 9 3 ??? 如果選用直徑 mmd 240 ? 的卸料螺栓，選取的彈性體穿過 卸料螺栓孔的直徑mmd 40?? ，則彈性體的外徑 D可按照下式求得： )(41 22 dDA ?? ? ? mmdAD 4 5 0) 5 7 9 3 54()4( 212212 ?????? ? 驗算外徑 D： NAqF 3 1 1 8 )404 5 0( 22 ??????? 因此取 mmD 460? 橡膠墊的預壓縮量為其厚度的 %15~%10 ，取橡膠墊的預壓縮量為 mm10 ，為其厚度的 %10 。 則橡膠的自然厚度為 : mmH 1000 ? 安裝后的高度為： mmH 90? 安徽工程科技學院畢業設計（論文） 15 結論與展望 本零件為電機轉子沖片，從其零件圖中的尺寸標注得知零件的精度要求較高。而且零件的形狀也較為復雜，零件中的每個沖槽間的間距較小，設計比較困難。 整個模具的設計如下：因有多種方案，經過分析采用級進模；模柄采用帶凸緣的模柄；卸料方面采用彈性卸料裝置，即卸料橡膠墊和卸料板；工位排樣方面為單排雙工位排樣，第一工 位