减速电机1315转子片的模具设计_图文

1、减速电机 1315转子片的模具设计第一章 前言冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备,良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保 证。冲压零件的质量好坏和精度高低,主要决定于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否 合理、先进,又直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。 因此,设计出切合实际的先进模具是冲压生产的首要任务。.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 除诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后,设计计算并构思出与冲压设 备相适应的模具总体结构,然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整体设计绘图过 程。在确定冲裁工艺方案后,可

2、进行冲模的设计。模具设计是制造模具的依据和基础。因 此,在进行模具设计时,设计者不仅要有较高的模具设计理论知识,还要有一定的模具制 造及使用的实践经验,从而才能设计出结构合理、成本低廉、使用方便、寿命较长的优质 模具来。冷冲压工艺及模具设计是我们的主修专业课,此次的课程设计对我来说,既是对 自己所学知识的检验,同时也是一次难得的更加深层的学习机会。我希望自己在这次设计 过程中,把书本知识和设计实践结合起来,在辅导老师的知道下,认真完成好这次设计, 为今后的学习和工作打下一个扎实的基础。选好毕业设计题目是实现毕业设计目标、保证毕业设计质量的前提,我们的毕业设计的 课题取自企业生产实际。这个课题能

3、较全面地应用学生所学专业知识或者将来工作所需的 专业技术,达到综合运用的目的,既能够解决企业急需解决的生产技术问题,又能够培养 学生的职业岗位能力,难度不是很大,符合我们高职专科生的专业理论知识水平和实际设 计能力,工作量恰当,能够在规定时间内完成。在设计中能主动请教指导老师,培养综合 运用机械制图、模具材料与热处理、公差配合、计算机绘图、机械制造工艺等专业知识的 能力, 培养查阅技术资料和其它专业文献的能力。 培养严谨的工作态度和踏实的工作作风。 明确必须有高度责任心、严肃认真的工作习惯,才能做好设计工作,减少工作失误,避免 给企业生产造成损失。充分发挥主观能动性,积极思考,大胆创新。参考文

4、献 1.1设计目的模具是一种技术密集、 资金密集型产品, 在我国国民经济中的地位也非常重要。 模具工业已被我 国正式确定为基础产业 ,并在 “ 十五 ” 中列为重点扶持产业。由于新技术、新材料、新工艺的不断发 展,促使模具技术不断进步,对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。本次设计就是以创新和 优化为目的, 对目前较为流行的级进冲裁模具进行了设计, 包括工艺和结构方面的优化, 达到性能提升 的同时降低成本, 设计过程本身对于我们模具专业的学生来说就是一种挑战, 是一种创新, 对我们的设 计能力和经验的积累也是有利的,我们应该注意在这个过程中的学习。且垫片广泛应用于工业机器中,市场需求量特

5、别大,这就要求我们大批量的生产。而 普通的机加工并不能满足这一要求。并且,垫板尺寸较小,轮廓形状较简单,一般的加工 方法能满足位置精度和尺寸精度的要求。本课题目的就是为了设计一套垫板的相关模具, 采用冲压成形的加工方法, 提高产品的精度。 更重要的是, 提高生产效率, 从而降低成本。 1.2国内外研究概况 1.2.1模具制造的发展情况近年来, 冲压成形工艺有了很多新的进展, 特别是精密冲裁, 精密成形, 精密剪切, 复合材料成形, 超塑性变形, 软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异, 冲压件的成形精度日趋精确, 生产率也有很大 的提高, 正在把冲压加工提高到高品质的, 新的发展水品。 前几年的

6、精密冲压主要指对平板零件进行精 密冲裁,而现在,除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲,精密拉深,压印等,可以进行复杂零件的立体精 密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为 58mm以下的中板或薄板进行加工,而现在可以对厚度达 25mm的厚板实现精密冲裁,并可对抗拉强大大于 900MPA 的高强度合金材料进行紧密冲裁。由于引入了计算机辅助工程(CAE,冲压成形已经从原来对应力应变进行有限元等分 析方面逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析,以实现冲压过程的优化设计。 在冲压毛坯设计方面也展开了计算机辅助设计,可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。 此外,对冲压成形性能和成形极限的研究,冲压成形难度的判定以

7、及成形预报等技术 的发展,均标志着冲压成形已经从原来的经验,试验分析阶段走上冲压理论指导的科学阶 段,使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。冲压加工自动化与柔软化。为了适应大批量,高效生产的需要,在冲压模具和设备上 广泛应用了各种自动化的进出料机构。对于大型冲压件,例如汽车覆盖件,专门配置了机 械手或机器人,这不仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率,而且也增加了冲压工件和 冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面,现已广泛应用了多工位级进模,多工位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面,正在发展柔性制造系统,为了适应多品 种生产时不断更换模具的需要,已经成功地发展了一种快速换

8、模系统,现在一副大型冲压 模具,仅需68min即可完成。近年来,集成制造系统也正被引入冲压加工系统,出现了冲 压加工中心,并且使设计,冲压生产,零件运输,仓储,品质检验以及生产管理等全面实 现自动化。自从美国Die Comp公司于1971年在简单级进模中首先将CAD/CAM技术引入到冲模设计 与制造中以来,冲模CAD/CAM技术已经成为冲压工艺与模具的主要发展方向之一。1978年 日本机械工程实验室开发了MEL系统,采用了图形显示设备和交互图形设计技术,使CAD开 始走向实用化。到80年代中期,人工智能技术在模具设计与制造中获得应用,美国Purdue 大学的G.Eshel地呢于1984年开发了

9、轴对称拉伸件冲压工艺设计的专家系统。1992年印度 学者Y.K.D.V.Pprasad等在AUTOCAD基础上开发了普通冲裁模的CAD/CAM系统CADDS,采用参 数化编程技术建立了模具标准件库,但模具设计还是以交换式图形设计为主。1991年, Michael R.Doffey等在探讨级进模的CAD/CAM时针对简单铰链件的冲压加工开发了一个利 用特征作为表达知识单元的系统。该系统将模具的表达分为几何实体,特征,零件,装配 的能四个层次。条料排样采用基于规则的理论方法及自动设计,模具结构及零件的设计分 为标准件自动设计和凸, 凹模等非标准件交互设计两个部分, 使模具设计走向智能化方向。 我国

10、在冲压模具的CAD/CAM方面也取得了重大进展。上海交通大学在80年代初期开展 了大规模的CAD/CAM研究开发工作,采用交互设计方法进行条料排样,模具结构及零件设 计方面采用了典型结构及标准零件的自动调用和交互设计相结合的方法,开发了智能化数 据库,储存了各种模具的典型结构,标准零件,设计经验,设计方法和步骤,并向用户开 放,目前在上海交通大学已建立了模具CAD/CAM国家工程中心。 1.2.2我国模具设计与制造现状在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能 力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业 得到应用。虽然如此,我

11、国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有 较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论 在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度 大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方 面基本达到了国际水平,模具结构周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。参考文献标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品 种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能

12、上,仍 存在一定差距。模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越 来越被认可,碳化物被覆处理(TD处理及许多镀(涂层技术在冲压模具上的应用日益 增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术 也得到了应用。 1.3来模具发展的趋势随着科学技术的不断进步和工业产业的迅速发展,冲压工艺和冲模技术也在不断地革 新和发展。冲压加工技术在今后的发展方向和动向,主要有以下几个方面。工艺分析计算的现代化。 冲压技术与现代数学、 计算机技术联姻, 对复杂曲面零件 (像 汽车覆盖见进行计算机模拟和有限元分析,达到预测某一工艺方案对零件成形的可能性

13、与成形过程中将会发生的问题,供设计人员进行修改和选择。这种设计方案是将创痛的经 验设计升华为优化设计。缩短了模具设计与制造周期,节省了昂贵的模具试模费用等。 模具计算机辅助设计、制造与分析(CAD/CAM/CAE的研究和应用,将极大地提高模 具制造效率,提高模具的质量,使模具设计与制造技术实现 CAD/CAM/CAE一体化。冲压生产的自动化。为了满足大批量生产的需要,冲压生产已向自动化、无人化方向 发展。现已实现了利用高速冲床和多工位精密级进模实现单机自动冲压,其每分钟可冲压 几百乃至上千次。大型零件的生产已实现了多机联合生产线,从板料的送进到冲压加工、 最后检验可全由计算机控制,极大地减轻了

14、工人的劳动强度并提高了生产效率。目前冲压 生产已逐步向无人化生产形成的柔性冲压加工中心发展。为适应市场经济需求,大批量与品种小批量共存。发展适宜于小批量生产的各种简易 模具,经济模具和标准化且容易变换的模具系统。 1.4本次设计的主要内容在为期两个月设计过程中我主要从以下方面来开展设计工作的。第一,根据工件的要 求和尺寸绘制了零件的零件图。第二,对零件进行冲压工艺性能分析。第三,确定冲裁方 案。第四,模具的结构方案设计,包括设计一些典型零件和附件,并绘制其零件图。第五,1315转子片模具的加工方案,拟定零件的加工工艺路线。第六,模具的安装与装配方法介 绍。第七,绘制模具装配图。另外,在整个过程

15、中我对 CAD 等软件在模具设计中应用也做 了更加深入的认识。第二章 零件设计 2.1零件设计任务 2.1.1零件尺寸设计零件简图:如图 2-1 所示生产批量:大批量材料:Q235参考文献未标注尺寸按照 IT14级处理.图 2-1 减速电机 1315 转子片图 (1材料:该冲裁件的材料 Q235,具有较好的可冲压性能。(2零件结构:该冲裁件结构简单,比较适合冲裁。(3尺寸精度:零件上所有未注公差的尺寸,属自由尺寸 , 通过一般冲压均能满足其尺寸精度 要求。结论:适合冲裁。 2.2分析比较和确定工艺方案该零件包括落料和冲孔两个基本工序,可用以下 3种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔,采用单工序模

16、生产。方案二:落料冲孔复合冲压,采用复合模生产。方案三:冲孔落料连续冲压,采用级进模生产。方案一模具结构简单,制造周期短,制造简单,但需要两副模具,成本高而生产效率 低,冲压精度低,难以满足大批量生产的要求。方案二只需要一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度易于保证,且生产效率也高。 尽管模具结构胶方案一复杂,但由于零件的几何形状简单,模具制造并不困难。方案三也需要一套模具,生产效率也很高,但零件的冲压精度较复合模的低。欲保证 冲压件的形位精度,需在模具上设置导正销导正,故其模具结构较复合模复杂些。通过以 上 3种方案的分析比较,对该冲压生产以采用方案二为佳。第三章 各主要零件的加工过程 3.1

17、落料凹模 材料 :Gr12 硬度 :58 62 HRC 落料凹模简图:如图 3-1 所示 3.1.3落料凹模实体图片 图 3-2 落料凹模实体图 3.2落料凸模 材料 :Gr12 硬度 :58 62 HRC落料凹模简图:如图 33所示 参考文献 图 3-4 落料凸模实体图 3.3冲孔凸模 材料 :T1OA 硬度 :58 62 HRC冲孔凸模简图:如图 3-5 所示 参考文献 图 3-6 冲孔凸模实体图 3.4凸模固定板 材料:45#硬度:4348HRC凸模固定板简图:如图 3-7 所示参考文献 图 3-7 凸模固定板图 表 4 凸模固定板加工工艺表 3.4.3凸模固定板实体图片 图 3-8 凸

18、模固定板实体图 3. 5卸料板 3.5.1卸料板尺寸设计材料 :45# 硬度 :43 48 HRC卸料板简图:如图 39所示参考文献 图 3-9 卸料板图 表 5 卸料板加工工艺表 3.5.3卸料板实体图片图 3-10 卸料板实体图 3.6垫板 材料:T8A硬度:5458HRC垫板简图:如图 3-11 所示 参考文献图 3-11 垫板图 表 6 垫板加工工艺表 参考文献 3.6.3垫板实体图片 图 3-12 垫板实体图 3.7推件块 材料:45#硬度:4348HRC 推件块简图:如图313所示 图 3-13 推件块图表 7 推件块加工工艺表 参考文献 3.7.3推件块实体图片 图 3-14 推

19、件块实体图 3.8上模架 材料:HT200上模架简图:如图 3-15 所示 图 3-15 上模架图 表 8 上模架加工工艺表 参考文献 3.8.3上模架实体图片 图 3-16 上模架实体图 3.9下模架 材料:HT200下模架简图:如图 3-17 所示 图 3-17 下模架图 表 9 下模架加工工艺过程表 3.9.3下模架实体图片 参考文献图 3-18 下模架实体图 3.10弹料装置 3.10.1弹料装置尺寸设计材料:橡胶、45#弹料装置简图:如图 3-19图 3-28 弹料装置图 3.10.2弹料装置加工工艺过程 参考文献 3.10.3弹料装置实体图片 图 3-20 弹料装置实体图第四章 总

20、装配 4.1上模装配 将冲孔凸模与凸模固定板相连,然后与落料凹模相连,并将推件块放于凹模内, 将装好的与上模架衬板相连并用螺栓将其与下模架固定,然后将四跟螺钉从下模架下 面插入,与推件块相连。将推板放于下模架下面的凹槽内,最后将打料棒插于模柄内, 并将模柄与下模架的底面相连。图 4-1 上模实体图 4.2下模装配 将凸模放于下模架上,用螺栓将凸模与下模架固定;用螺栓将下模架与衬板固定; 将四根螺母从衬板的四个孔穿过与卸料板相连。最后将弹料装置与衬板相连。 参考文献 图 4-2 下模实体图 4.3整套模具实体图片 图 4-3 整套模具实体图 4.4模具零件表 序 号 1 2 3 4 5 6 7

21、8 9 10 11 12 13 14 15 16 代号 名称 数 量 材料 备 料 冲孔凸模 打料棒 弹料装置 垫板 顶针 GB/T700-1998 平头螺钉 落料凹模 落料凸模 模柄 GB/T700-1998 内六角螺栓 上模架 凸模固定板 推板 推件块 下模架 下模架垫板 1 1 1 1 23 4 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 T10A HT200 45 T8A 45 Q215 Gr12 Gr12 HT200 Q215 HT200 45 45 45 HT200 45 参考文献 17 18 卸料板 顶芯 1 23 45 45 总结 在这次的毕业设计中，我综合了两年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅 使自己的专业技能有所发挥并且掌握得更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理