展 第二章 零件工艺分析2.1 准备工作 设计前必须了解并掌握以下资料: 1.产品零件图和技术要求,材料及其机械性能指标。
2.生产纲领。
3.生产条件:包括设备情况、生产工人技术水平、模具制造能力等。
4.有关技术标准、手册和设计资料。
5.了解国内外同类产品制造工艺及先进技术。
制定出的冲压规程能确保零件质量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人劳动强度和保证安全生产。
2.2 零件的工艺性分析 1. 电机定转子铁芯是电机产品的重要部件一般由厚度 0. 35mm 的硅钢片冲制而成。
近年来随着定转子铁芯自动叠片、自动扭斜硬质合金级进冲模的开发使传统的铁芯生产方式有了进一步的提高高精度级进冲模为铁芯生产自动化开辟了新路。
槽型凹模拼块是定转子铁芯自动叠片、自动扭斜硬质合金级进冲模的关键部件其槽型凹模的拼块技术、制造工艺及加工精度是衡量该模具先进程度的重要标志。
转子片 图1 定子片原材料的尺规格:电工硅钢片 2000×100×0.35mm,生产批量为大批量,参照中型企业的制造条件。
2. 微型电动机的定子片和转子片如图1所示,材料为电工硅钢片,厚0.35mm,这两个零件是典型的冲裁件,其特点是工件尺寸小, 尺寸精度高,材料强度高,材料薄。
电动机的定子、转子片是大批量生产,经分析可知,除定子片的宽度尺寸60为一般冲裁精度,其余尺寸均为高级冲孔精度,要满足零件的高精度要求都要采用IT7级以上的冲裁模。
转子槽型中间的圆都属于同心圆,相当于槽型中的中心距,由表2-6可知属于高级冲孔精度,要满足高精度的孔中心距,需要采用槽型孔一次同时冲出的高精度冲模。
并且所有的孔对φ10轴孔的同轴度要求高为0.02mm,可视为孔对外缘轮廓的偏移公差,对照表2-7可知,只有采用高精度冲模。
3. 该产品的性能要求高,转子片上的三个异形槽沿圆周在60°范围内均匀分布,槽的分度精度较高为 5 ,,定子片的外形有三个缺口,缺口与外圆φ47.2连接处宽度比较小,在设计的时候要考虑校核模具的模壁强度是否足够。
定子和转子片选用硅钢片卷料,采用自动送料器和自动送料装置送料,其送料精度可达±0.05mm。
采用自动送料装置时,由于其送料精度比较高,故在模具中只使用导正钉作精确定位。
电工硅钢片的机械性能如表1: 材料 硅钢片D41 低碳钢08 不锈钢 坡莫合金Ni50机械性能 1Cr18Ni9Ti抗拉强度 490 255-324 490 588-736 b MPa抗剪强度 422 216-275 451 511-628 MPa延伸率×100 - 44 40 30-35 综上,因为零件的异形孔多,且不能够有明显的毛刺,因此因该设置整形工序。
因为单工序的模具和复合模具都不能同时完成两工件的冲裁,适宜采用多工位的级进模制造。
定子片和转子片冲裁工艺和设计着重注意一下几个问题: ⑴工艺方案和模具结构应保证能达到冲件所要求的高精度; ⑵冲模的结构应能冲出冲件的复杂外形; ⑶冲裁模的制造精度和导向精度应适应冲件厚度薄(t0.35mm),模具间隙小 (0.02—0.03mm)的特点。
⑷冲裁模的强度和耐磨性应适应冲压材料的强度高的特点。
2.3 分析比较和确定工艺方案 模具可以同时完成两个工件的冲制成型,适宜采用多工位级进模具。
根据定子.转子片零件的工艺性和加工顺序可以制定三个方案:方案一: (1)先冲出10的孔,冲出2个8的导正销孔,冲定子片两端4个小孔的左侧2孔。
(2)冲出全部槽形,冲定子片两端中间2孔和右侧2孔,转子片槽和10的孔校平。
(3)转子片47.2 00.05 落料, (4)冲定子片两端异形槽孔, (5)冲定子片48.2内孔,定子片两端圆弧余料切除 (6)空工位。
(7)定子片切断方案二: (1) 冲10的轴孔,冲2个8导正销孔,,冲出全部槽形, (2) 转子片槽孔和10孔校平 (3) 转子片47.2落料 (4)冲定子片两侧4孔和两端中间2孔, (5)冲定子片两端异形槽孔 (6)冲定子片48.2内孔,定子片两端圆弧余料切除 (7)定子片切断方案三: 冲裁过程分为7个工位,各工位的工序内容如下: 第一工位:冲2个8的导正销孔;冲转子片个槽孔和中心轴孔;冲定子片两端4个小孔的左侧2孔。
第二工位:冲定子片右侧2孔;冲定子片两端中间2孔;转子片槽和10孔校平。
第三工位:转子片47.2落料。
第四工位:冲定子片两端异形槽孔 第五工位:冲定子片48.2内孔;定子片两端圆弧余料切除。
第六工位:空工位 第七工位:定子片切断现在分析比较各个方案的特点: 方案一缺点是冲出的转子片的精度不高,虽然带料两侧预先冲出工艺孔用导正销定位,起道了很好的定位作用,但是零件的同轴度要求很高,如果零件的中心轴孔和转子片的槽孔分开冲出的话不能满足加工的精度,零件的同轴度很难保证。
方案二根据零件的工艺性和同轴度要求,在冲制的时候保证了转子片的槽形孔和中心轴孔同时冲出保证了零件的同轴度要求,这样同轴度达到了要求,但是第四工位冲孔太多,不仅之间有可能会形成干涉而且容易造成冲压力太集中,这样对压力机要求较高,没有很好的分散到各个工位中间,需要充分利用工序的分散原则,因为冲孔时候也可以利用冲孔凸模相互定位。
方案三能够很好的利用了连续复合级进模具的特点,级进模是在单工序冲模基础上发展起来的一种多工序,高效率的冲模。
在压力机一次冲程中,级进磨在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序,在最后工位冲出完整的工件。
因为级进模是连续冲压,生产过程中相当于每次冲程冲制一个零件,故生产效率高,适应大批量生产,级进模冲裁可以减少模具数量和设备数量,操作方便安全,便于实现冲压生产自动化。
此方案将符合条件的工序高度集中,同时冲出的零件精度也很高,同轴度得到了保证,生产率比较高,操作比较安全。
可以保证零件所要求的各项精度指标,故采用方案三。
第三章 冲孔落料的工艺计算及其模具结构设计3.1 工艺计算3.1.1 凸、凹模间隙值的确定 1、间隙对冲裁工作的影响: 冲裁间隙指的是凸凹模刃口缝隙的距离,是冲裁过程中的重要工艺参数。
间隙的大小影响冲裁件的质量,冲裁力的大小以及模具的寿命。
间隙是影响断面质量的主要因素,间隙在一定的合理范围内时,由凸凹模刃口沿最大剪切力方向产生的裂纹将互相重合,制件断面比较平直、光亮、毛刺很小。
间隙过小或过大时,上、下裂纹不重合,出现硬挤裂或者撕裂,断面质量较差,毛刺较大。
间隙还影响零件的尺寸和形状精度。
间隙增大:材料受的拉应力增大,材料容易断裂分离,冲裁力有一定程度的降低,但继续增大间隙,冲裁力下降缓慢。
间隙减小:材料受的拉应力减小而压应力增大,不易撕裂使冲裁力增加。
在间隙合理情况下,冲裁力较小。
间隙对卸料力、推件力或顶件力影响显著,增大间隙可以减小卸料力。
但间隙过大会使毛刺增大,反而使卸料力增加。
冲裁时,坯料对凸、凹模刃口产生侧压力和摩擦力,引起磨损。
间隙过小时,侧压力和摩擦力增大,使磨损加剧,寿命降低。
间隙过大时,坯料弯曲相应增大,使凸模与凹模端面压力分布不均,容易产生崩刃或产生塑性变形,对模具寿命极其不利。
2、 合理间隙的确定原则 间隙的大小影响冲件的质量、冲裁力及模具寿命等,但要想用同一间隙值,同时满足上述要求的可能性不大。
生产中考虑到模具的制造偏差及使用中的磨损,应选择一个适当的范围作为合理间隙。
确定合理间隙的原则是: ①、合理间隙范围应按零件使用要求分类选用。
下列情况应酌情增大间隙值:厚料冲小孔(dltt);硬质合金冲模(比钢模间隙增大 30);复合模中凸凹模的壁厚较小;高速冲压以及硅钢片含硅量较大时。
下列情况应酌情减
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