毕业设计(论文)电机转子零件的冲压工艺及模具设计.doc
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1、电机转子零件的冲压工艺及模具设计摘 要 冲压加工作为一个行业,在国民经济的加工工业中占也重要的地位。随着技术的不断进步和冲压生产的迅速发展,对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求。冲压设计是一项技术性很强的工作,冲压设计质量的好坏不仅直接影响冲压产品的质量、成本及生产效率,而且也影响着冲压生产的组织与管理。冲压设计既是冲压生产准备工作的基础,也是组织正式生产的依据。 冲压工艺设计是针对给定的产品图样,根据其生产批量的大小、冲压设备的规格、模具制造能力及工人技术水平等,从产品零件图的冲压工艺性分析入手,经过必要的工艺计算,制定出合理的工艺方案,最后编写出冲压工艺卡。冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺
2、规程,在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排除等问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后,构思出与冲压设备相适应的模具总体结构,然后绘制模具总装图和零件图。关键词:冲压 ; 连续模 ; 排样 ; 工艺计算Stamping process and mold design of the motor rotor partsAbstract Stamping process as an industry, has an important position in the processing industries of the national economy. As technology con
3、tinues to progress and rapid development of stamping, stamping increasingly high demands on design work. Stamping designs is a highly technical piece of work, stamping design quality is good or bad is not only directly affects the production of stamping products for quality, cost and efficiency, but
4、 also on stamping production organization and management. Metal stamping process preparation of design is based, is also organizing a formal basis for production. Stamping process design pattern is for a given product, according to its specifications for the production batch size, stamping equipment
5、, mould manufacturing capacity and skill level of workers, starting from product parts stamping process analysis and calculation of necessary technology, the development of a rational process, stamping technology for the last out. Stamping die stamping technology for the design was based on the form
6、ulation of statutes, seriously consider a stock position, out, waste removal, and mold manufacturing factors such as easy maintenance, operation safety and reliability, conceived and stamping equipment to adapt to the general structure of mould, and then draw a mold Assembly diagrams and component d
7、iagrams. Keywords: stamping; Continuous mode; Layout; Process calculation 目 录第1章 绪论11.1 冲压行业的发展概况11.2 电机转子的研究现状和发展趋势2第2章 零件的工艺性分析及工艺方案的确定32.1 零件的工艺性分析32.2 冲压工艺方案的确定42.3 导向机构的选择4第3章 冲压力计算及设备选择53.1 冲裁力的计算53.2 设备的选择54.1 排样图74.2 材料搭边值74.3 步距74.4 定位方式74.5 确定首件定位线74.6 计算压力中心7第5章 材料利用率的计算8第6章 模具结构及工作原理9第7章
8、 冲裁间隙的确定10第8章 工作零件主要刃口尺寸的计算118.1 落料部分尺寸计算118.2 冲孔部分尺寸计算128.3 冲槽部分尺寸计算12第9章 卸料装置的选用149.1 橡胶垫外径的确定149.2橡胶垫高度的确定14结论与展望15致 谢16参考文献17附录A 列入的主要参考文献的题录及摘要或参考文献原文18附录B 主要参考文献的题录及摘要34插图清单图2-1 零件图3图2-2 工位图4图4-1 排样图7图6-1 装配图9图8-1 落料冲孔草图11图8-2 冲槽草图12表格清单表3-1 压力机参数6表7-1 冲裁间隙表10引言 本课题研究的是电机转子零件的冲压工艺及模具设计。要求在熟练掌握
9、CAD绘图软件的基础上,利用所学专业课程的模具工艺分析和设计知识,对现有的零件进行冲压工艺分析,形成对模具的初步印象,然后利用计算机绘图软件AUTO CAD和UG 绘制出相应的模具及其零件的二维和三维图形,可以提高模具设计和分析的效率,并可以对零件进行装配从而验证零件的工作行程是否合理。模具是实现冲压工艺要求的主要工艺装备。传统在现代工业生产中,由于冲压产品的更新换代日趋频繁,且朝着复杂化、多样化、高性能、高质量方向发展,因此各工业部门对冲压生产技术的发展也提出了愈来愈高的要求。其发展可以概括为以下几个方面(1)工艺设计技术及模具设计与制造技术的现代化传统的工艺设计方法表现为人工的大量复杂而重
10、复性的劳动,使设计周期延长,难以满足产品快速更新换代的要求。随着计算机技术的飞跃发展和塑性成型理论的进一步完善,近年来国内外已开始研究塑性成型过程的计算机模拟技术,即利用有限元等理论分析方法模拟金属的成型过程,以预测某一工艺方案对零件成型的可能性和将会发生的问题,其结果既可在计算机屏幕上显示,也可将全部数据打印出来,以供设计人员进行修改和选择。(2)计算机专家系统的开发与应用由于计算机技术的应用范围日趋扩大,在塑性成型工艺和模具设计制造方面,国内外正在开展人工智能的研究。在冲压设计中,无论是现在还是将来,经验将起着极其重要的作用。因此,将众多专家的经验汇集起来,构成所谓的计算机专家系统,模拟专
11、家的经验知识来分析和处理问题,其使用价值是不言而喻的,它将是冲压设计工作在手段和方法上的一个重大突破。冲压设计作为生产准备工作的基础,无论是现在还是将来,无论采用传统的设计方法还是应用最新的科技手段,都将会对冲压生产、产品质量及制造成本等有直接影响,因而是一项极其重要的技术工作。第1章 绪论1.1 冲压行业的发展概况冲压加工作为一个行业,在国民经济的加工工业中占也重要的地位。据统计,冲压件在各个行业中均占相当大的比重,尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占比重更大。冲压加工的应用范围极广,从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需
12、冲压加工。随着技术的不断进步和冲压生产的迅速发展,对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求。冲压设计是一项技术性很强的工作,冲压设计质量的好坏不仅直接影响冲压产品的质量、成本及生产效率,而且也影响着冲压生产的组织与管理。所以,冲压设计工作不仅要求设计人员要有较好的理论基础、丰富的设计经验、熟练的设计技能和认真负责的工作态度,而且还要求设计人员能在不断积累设计经验的基础上,及时获取最新科学技术知识,尽快掌握现代化的设计计算手段。只有这样,冲压设计工作才能适应工业生产迅速发展的需要。冲压设计既是冲压生产准备工作的基础,也是组织正式生产的依据。冲压设计水平标志着冲压生产工艺的先进性、合理性以及生产成本的经
13、济性,它在很大程度上反映了工厂的生产技术水平。生产实践证明,合理的工艺方案和模具结构,不仅为稳定产品质量、降低冲压成本提供了技术上的保证,而且也为生产组织管理创造了有利的条件。反之,冲压设计的任何失误或差错,都会给生产带来不应有的损失,乃至造成人身、设备的重大事故。冲压设计是一项严谨、细致而复杂的技术工作,它必须经受生产的检验。只有首先保证成功的冲压设计,才有可能谈得上成功的冲压生产。因此,冲压设计作为冲压生产的技术准备工作,在冲压生产中占据重要地位冲压设计包括工艺设计和模具设计两方面内容。冲压工艺设计是针对给定的产品图样,根据其生产批量的大小、冲压设备的规格、模具制造能力及工人技术水平等,从
14、产品零件图的冲压工艺性分析入手,经过必要的工艺计算,制定出合理的工艺方案,最后编写出冲压工艺卡。 冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程,在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排除等问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后,构思出与冲压设备相适应的模具总体结构,然后绘制模具总装图和零件图。模具是实现冲压工艺要求的主要工艺装备。传统在现代工业生产中,由于冲压产品的更新换代日趋频繁,且朝着复杂化、多样化、高性能、高质量方向发展,因此各工业部门对冲压生产技术的发展也提出了愈来愈高的要求。其发展可以概括为以下几个方面:(1)工艺设计技术及模具设计与制造技术的现代化传统的工艺设计方法主要是依靠设计人员
15、的经验技能和可供查阅的现有设计资料,针对具体的冲压零件,从冲压工艺的分析、计算入手,到分析、比较和确定工艺方案及有关工艺参数,表现为人工的大量复杂而重复性的劳动过程,使设计周期延长,难以满足产品快速更新换代的要求。随着计算机技术的飞跃发展和塑性成型理论的进一步完善,近年来国内外已开始研究塑性成型过程的计算机模拟技术,即利用有限元等理论分析方法模拟金属的成型过程,以预测某一工艺方案对零件成型的可能性和将会发生的问题,其结果既可在计算机屏幕上显示,也可将全部数据打印出来,以供设计人员进行修改和选择。传统的手工设计与绘图方法,往往要进行大量的重复性劳动,不仅延长了设计周期,而且也严重影响了产品更新换
16、代。因此,许多发达国家先后进行了计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)的研究与开发,这一技术可提高模具设计制造效率2-3倍,使模具生产周期缩短了1/2-2/3。(2)计算机专家系统的开发与应用由于计算机技术的应用范围日趋扩大,在塑性成型工艺和模具设计制造方面,国内外正在开展人工智能的研究。而计算机专家系统则是人工智能的一个分支,主要用于模拟人的智能活动,达到分析解决问题的目的。在冲压设计中,无论是现在还是将来,经验将起着极其重要的作用。因此,将众多专家的经验汇集起来,构成所谓的计算机专家系统,模拟专家的经验知识来分析和处理问题,其使用价值是不言而喻的,它将是冲压设计工作在手段和方法上的一个重大
17、突破。(3)反求工程技术的开发与应用反求工程是针对消化吸收先进技术而提出的一系列分析技术和设计方法,它是一门跨学科、跨专业的综合工程,属于代设计方法的范畴。冲压设计服务于冲压生产,面对由国内外引进的冲压制品或模具,人们往往产生诸如“它是怎么做出来的”疑问,这在主观上就是一种反求要求。事实证明,技术引进在促进国家科技进步、推动经济建设方面起了很大的作用。但要取得最佳的技术经济效益,不是仅从国外引进先进的技术后就万事大吉,还应善于对引进的技术进行深入的研究、分析、吸收和消化,并在此基础上有所创新,形成自己的技术体系,发展自己的新技术,开发自己的新产品。总之,冲压设计作为生产准备工作的基础,无论是现
18、在还是将来,无论采用传统的设计方法还是应用最新的科技手段,都将会对冲压生产、产品质量及制造成本等有直接影响,因而是一项极其重要的技术工作。1.2 电机转子的研究现状和发展趋势电机转子:也是电机中的旋转部件。电机由转子和定子两部分组成,它是用来实现电能与机械能和机械能与电能的转换装置。电机转子分为电动机转子和发电机转子。根据中经纵横统计,2009 年我国电机零部件市场容量约为1,209.12 亿元,据测算,电机定子、转子产值约占整机的30%,即2009 年我国电机定子、转子市场容量为362.74 亿元。电机定子、转子作为电机的核心部件,其需求主要取决于电机的市场需求。伴随着发达国家因劳动力成本等
19、因素而开始的国际产业转移,低效产品更新换代的趋势和2008 年的四万亿投资及2009 年国家进一步提出的十大产业振兴规划等国家经济刺激计划、产业振兴政策,未来我国电机市场的有效需求将持续稳定增长,从而保证了对电机定子、转子的稳定需求。近年来,我国电机制造行业在国家节能减排、环境保护和循环经济等政策指导下,宏观产业与微观产品结构方面也都在不断调整。从行业供给角度来看,国外电机行业经过多年发展,行业成熟度较高。国际电机企业将其产品设计、总装以及市场品牌作为核心竞争力,相关配套部件均由专业配套企业提供,自身一般只保留部分产品的试制能力。随着电机企业的发展策略由“大而全”向“专业化、集约化”转变,电机
20、定子、转子的专业化生产已成为行业发展的必然趋势,未来电机定子、转子将更多地由专业化生产厂商供应。第2章 零件的工艺性分析及工艺方案的确定2.1 零件的工艺性分析2.1.1 冲裁工艺分析应注意事项冲裁件的形状应力求简单、规则,以便节省原材料,减少工序数目,提高模具寿命,降低工件成本。(1)、冲裁件内、外形转角处应避免尖锐的转角,应当有适合的圆角。(2)、冲裁件上应尽量避免窄长的悬臂和凹槽。(3)、冲裁件上孔与孔之间、孔到零件边缘的距离,受模具强度和制件质量的限制,其值不能太小,一般要求2t。(4)、冲裁件端部带圆弧时,当采用有搭边落料成形时,应取。(5)、因受凸模强度和稳定性的限制,冲裁件的孔不
21、能太小。用自由凸模和带护套的凸模冲制较小的孔。2.1.2 零件的工艺性分析电机转子零件图如下所示:图2-1 零件图(1)形状微电机转子冲片由中心孔、周围由56个冲槽组成,而其零件总大小为,厚度为,因此该零件比较复杂。(2)尺寸 该零件尺寸最大直径尺寸为,而其零件上槽的尺寸较小,因此尺寸精度要求较高。(3)冲孔与冲槽时工艺零件图上槽与槽之间的距离受模具强度和冲裁件质量的限制,其值不能过小,宜取。零件图上的冲槽之间的距离为,满足其强度和质量要求。(4)表面质量做为电机转子冲片,其平面度、同轴度要求高;从零件上所标注的公差看,其质量要求较高。(5)材料性能本零件所给的材料为50W470硅钢片,其硬度
22、较高,抗拉强度范围为,抗剪切强度范围为。2.2 冲压工艺方案的确定 由零件图及其工艺要求,制定冲压工艺方案如下: 本零件的冲压方案有以下几种:(1) 本零件可以设计为一套复合模,及冲孔-冲槽-落料复合模。(2) 本零件可以设计为一套级进模,第一工位为冲中心孔和56个冲槽孔,以及两个导正销孔,第二工位为落料工位。根据零件的工艺要求、材料的利用率和模架的设计方案以及加工要求,选择级进模。2.3 导向机构的选择 本零件采用高进度的导向机构连续冲裁,且模架为四导柱模架。 图2-2 工位图第3章 冲压力计算及设备选择3.1 冲裁力的计算 各工位的主要工序是冲裁。 硅钢片的抗剪切强度为,取。(1)冲中心孔
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- 毕业设计 论文 电机 转子 零件 冲压 工艺 模具设计

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