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毕业设计（论文）-电机碳刷架冷冲压模具设计（含全套CAD图纸）
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于毕业设计（论文）-电机碳刷架冷冲压模具设计（含全套CAD图纸）的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：毕业设计（论文）-电机碳刷架冷冲压模具设计（含全套CAD图纸） 1全日制普通本科生毕业设计电机碳刷架冷冲压模具设计THE COLD STAMPING DIE DESIGN OFTHE BRUSHLESS MOTOR由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD 图纸等,联系 学生姓名:学号:年级专业及班级:2008 级机械设计制造及其指导老师及职称:学部:理工学部提交日期:2012 年 5 月1电机碳刷架冷冲压模具设计学生:指导老师:摘要:冷冲压模是广泛运用的模具之一,种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等,近年来冷冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低,产品质量稳定,能加工多种性能,状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。本文作者从工艺的合理性出发,分析了电机碳刷架的结构,精度特点,以及在加工过程中的控制点,然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了电机炭刷架最优化的冲裁加工工序;紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构,完成模具总体结构分析;随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工(来源：淘豆网[/p-5506619.html])艺计算,力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系,在此基础上确定模具的外形,完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。关键词:冲孔模;落料模;弯曲模;冲压压力;压力机The Cold Stamping Die Design of the Brushless MotorStudent:Tutor:(Oriental Science &Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract:Cold punching mould that is used extensively among the all kinds die ,includingpunching hole mould, blanking die, bending mould, crooked model, conical die etc., Theapplication of the cold p(来源：淘豆网[/p-5506619.html])unching die is more and more extensive in recent years. It is with lowcosts that there is the cold punchingly, product quality is steady, can process many kinds ofperformance , Part of the state. Its application and generallying receive the restriction in life-spanof the mould and production safety,etc. at the same time . Author of this text proceed fromrationality of the craft, analyse electrical machinery charcoal pastes up the structure of the sh(来源：淘豆网[/p-5506619.html])elf ,Precision characteristic, and the control point in the course of processing, Consider and economize2cost confirm electrical machinery charcoal brush blanking that shelf optimizes most process theprocess fully on the basis of satisfying th And then pass the processingcharacteristic familiar with all kinds of moulds and inside structure, Finish the ensemblearchitecture an Author carry on blank size, arran(来源：淘豆网[/p-5506619.html])ge kind, process size,punching pressure, pressure in the center afterwards, mould work some size,etc. craft calculate,Strive to design the structure of every part of the mould and assembly relation with the best costperformance, Confirm the appearance of the mould on this basis, has finished the installationdiagram and non-standard part picture. Confirm the type of the press and main parameter finally.Keyword:bendin(来源：淘豆网[/p-5506619.html])punchingmachine1 前言1.1 选题研究意义模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点。冷冲压是在常温下,利用冲模在压力机上对板料或坯料施加压力,使其产生塑性变形或分离,从而获得零件所需的形状、尺寸的一种压力加工的方法。利用冲压模具生产可以保证产品的尺寸精度,使产品质量稳定,而且在加工中不破坏产品表面。冷冲模是冲压加工工艺的装备之一,被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及在国防工业中。冲压工艺能成形复杂零件,适合大批量生产的优点,在某些领域已取代机械加工,并正逐步扩大其工艺范围。因此,冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时,冲压技术的推广受到投入成本低,模具成本高,不适应中小生产规模的特点。模具的应用非常广泛,我们衣食住行及工作有关的东西,包括文具、餐具、手机、电脑、电视、飞机、汽车等等的产品的生产,都离不开模具。学模具设计应用非常广(来源：淘豆网[/p-5506619.html])阔,比如一部小小的手机,可能需要十多个模具,而每推出一款新产品,都要制造相应的一批新模具。学模具应用不仅广泛,而且数量非常多。同时,近几年来,学模具的人非常多,模具技术也被称为“进可攻,退可守”的技术。作为个人,学习模具技术后,可以去工厂里做模具师傅,条件成熟时,也可以自己开工厂,作为有技术的人开工厂,风险会比没有技术的人小得多。对学模具来说,退可以帮别的厂家代工模具,进可以自己做产品卖,所以,模具技3术是一门很实用的技术。冲压机械包含两个执行机构,即冲压机构和送料机构。该课题就是要设计主要工序的模设计,该设计具有一定的现实意义,改变了人们长期以来惯性思维方式的加工方法,由导料板定位不仅保证了加工精度和加工质量,不仅大大缩短加工周期,减少劳动力的投入,而且还提高了机械生产效率及自动化程度,为企业牟利。1.2 国内外研究现状近年来,我国冲压模具水平有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具。精度达到 1~2μ m,寿命 2 亿次右的多工位级进模,国内已有多家企业能够生产。表面粗(来源：淘豆网[/p-5506619.html])糙度达到 Ra≤1.5μ m 的精冲模,大尺寸(φ≥300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 CAD/CAM 技术。模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量 CAD/CAM 系统。在冲压成型 CAE 软件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在生实践中得到成功应用,产生了良好的效益。在我国,许多冲压新技术起步并不晚,有些还达到了国际先进水平,但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多,有的仅处于试用阶段,吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少,导致企业对先进技术的掌握应用慢,开发创新能力不足,中小企业在这方面的差距更甚。所以振兴和发展我国的(来源：淘豆网[/p-5506619.html])模具工业应日益受到人们的重视和关注。同时,随着冲压工艺的广泛应用于国民经济中,再加上随着数控技术和机械CAD/CAM 的发展,冷冲模的发展和迅速。它以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。外国的冲压模发展水平相当高,无论是设计还是制造,都达到较高的水平。以精确的定位,合理的工艺,连续加工精度很高的薄臂零件。而国内模具行业的起步较晚,基本上以单模为主,因此,加工精度够高。冷冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冷冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此4它是一门综合性很强的学科。经过了几个多月的学习,设计,绘图,我学会了冲裁的机理,冲压的基本理论;理解了冲裁力,卸料力等工艺参数的确定;熟悉了冲裁模的结构,内部的结构零件及其设计的控制点;同时对于弯曲模、冲孔模、拉深模、落料模的结构能够熟悉了解。电机碳刷架的加工包括了冲孔、落料、和弯曲的加工。通过对冲孔模、落料模、弯曲模的学习,分析和比较了各加工工艺方案,完成了模具总体的结构分析,进行毛坯尺寸、排样(来源：淘豆网[/p-5506619.html])、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算。绘制了装配草图并进行零部件初步选用设计,然后确定外形尺寸,选择冲压设备,绘制总的装配图和非标准的零件图。落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具,随着科学技术的发展,冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模。简单模在国内应用比较广泛,它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模,和导柱式简单模;级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中,级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺,在最后工位冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压,因此生产效率高,适用于大规模生产,但是因为其结构复杂,定位要求比较严格,因此说制造成本高。复合模是指在压力机的一次冲压行程中,经一次送料定位,在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。复合模同连续模一样,也是在简单模的基础上发展(来源：淘豆网[/p-5506619.html])的一种较先进的模具。与连续模相比,冲裁模冲裁件的位置精度高,对条料的定位精度要求低,复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高,冲压件精度高,但模具结构复杂,制造精度要求高,适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。电机的碳刷架的材料是冷轧钢板,适用于冷冲压加工。如何去安排合理的加工工艺,确保生产的效率最高,同时也能满足零件的加工要求。这是整个设计的重点。在该零件的加工中,包括了冲孔,落料,以及弯曲等冷冲加工。冲孔属于冲裁加工的一种。冲裁模的结构比较简单,冲裁过程分为弹性变形阶段,塑性变形阶段,断裂分离阶段。其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏,一般的,断面分为四个特征区,即圆角带,光亮带,断裂带,和毛刺。我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布。冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的5确定。在设计电机碳刷架的冲孔和落料加工时,须首先确定其力学性能,然后设计主要零件,完成结构草图,最后完成装配图。弯曲是将金属材料完成一定的角度、曲率和形状的冲压工艺方法。通常弯曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。弯曲有回弹的现象,因此回弹会降低弯曲件的精度,是在弯曲加工中不易解决的问题,因此在设计的时候必须考虑这个问题,例如可以考虑通过利用回弹规律补偿回弹,改变弯曲变形区应力状态校正回弹等。在了解了弯曲加工的特点及工艺参数后,安排了碳刷架的合理的工序,熟悉各种模具结构。进而完成零件设计和结构设计,绘制零件工作图。在冲压模的设计过程中,还必须考虑到模具的成本,因此在进行选材,结构设计时,必须尽量不去设计形状复杂的结构,同时采用镶嵌式代替整体式的结构。针对模具的定位要求高的特点,在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。总的一句话,必须在有高的模具寿命和满足加工精度要求的基础上,尽量降低模具材料的成本,简化模具的结构,这样才能有利于这个行业在我国的发展。2 确定件的工序方案图 1 工件Fig.1 The workpiece如图 1 所示为所冲工件,根据工件的形状.材料.厚度及实际加工的需要,生产工件的工序过程如下:1)从板料上冲出落料件(该落料件即为弯曲体的展开图的外轮廓形体)根据弯曲体的展开尺寸,设计出冲模,将所需工件冲下。62)第一次冲孔,冲五个间距要求不太高的圆孔。(这五个圆孔如图 1 所示的五处分布)。3)第二次冲孔,与冲五圆孔同时进行,冲方孔。4)第一次弯曲,选弯曲复杂部分,即如图 1 所示的 a. b 部分。5)第二次弯曲,弯曲两边,即 U 形弯曲。弯折线如图 1 中虚线所示。6)第三次弯曲,弯曲中间,弯折线如图 1 实线所示。7)第三次冲孔,此乃最后一道工序,因为此两孔间距要求较高,如果放在其它工序中冲,则可能影响定位要求,故最后工序冲此两孔比较合适。3 主要工艺参数计算3.1 长度方向上的计算表1 中性层系数对应表Table 1 Neutral layer coefficient corresponding to the tabler/t 0.25 0.3 0.4 0.5K 0.31 0.32 0.35 0.37根据 r/t=0.25 查表 1 ][9,得此中性层系数 k=0.31。∴ L 圆弧=2πΨ P/360&#176;=ЛΨ(r+kt)=90Л(0.5+0.31&#215;2)=1.7627(mm)L 直线=10.5+9+14.5+34&#215;2=102(mm)∴长度方向上展开总长度为:L 总=4L 圆弧+L 直线=4&#215;1.(mm)3.2 宽度方向上的计算根据 r/t=0.5 查表 1 ][9得中性层系数 k=0.37∴ L 圆弧=ЛΨ(r+kt)/180&#176;=90Л(1+0.37&#215;2)=2.7318(mm)L 直线=11+10=21(mm)∴ L1= L 直线+ L 圆弧=21+2.(mm)另一边: L 直线=11+31=42(mm)∴ L2=L 直线+L 圆弧=42+2.(mm)73.3 排样及搭边3.3.1 排样排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样是否合理,影响到材料的利用率、冲模结构、冲裁件的质量和生产率,同时,合理的排样和选择适当的搭边指,是降低成本、保证工件质量和延长模具寿命的有效措施。根据所冲的落料件的形状采用搭边排样中的平行排。其排样图如图排样所示:图 2 排样图Fig.2 Stock layout3.3.2 搭边搭边是指排样时工件之间及工件与条料侧边之间留下的余料。其作用是补偿定位误差,保证冲出合格的工件;保持条料有一定的刚度,便于送料。搭边值的大小与下列因素有关:1)材料的力学性能;2)工件的形状与尺寸;3)材料厚度;4)手工送料、有侧压装置的模具,搭边值要小一些。根据材料的厚度 t=2 由[9]查得工件与工件之间的搭边值 a=2mm,工件与料边的搭边值为 a=2.2mm。3.4 计算冲裁力由于该冲模采用的是弹性卸料装置和下出件方式,故总的冲压力[2]为:F总= F冲+F切+F卸+F推(1)平刃口模具冲裁时,考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素,实际8冲裁力可能增大,所以:F 冲=1.3τ Lt ][1(2)式中:L --- 冲裁件周长,t --- 材料厚度,Τ--- 材料抗剪强度,Mpa。根据τ=260~360 ][9,取τ=300。L 为工件的周长 L=304.92(mm)。∴F 冲=1.3τ Lt=1.3&#215;300&#215;304.92&#215;4=(N)L 为冲孔件的周长:L=5π d=5&#215;3.14&#215;3=47.123(mm)∴F 冲=1.3&#215;300&#215;47.123&#215;2=36755.55(N)切断板材所用力: (3)F 切=KLt=1.3&#215;(10 +5 +9&#215;2+10.21&#215;2+10)&#215;1.5&#215;300=55879(N)计算推件力 F 推:由 F 推=K 推 F 冲][9(4)查表 2 ][9取 K 推=0.03∴F 推=K 推 F 冲=0.03&#215;=(N)计算卸料力 F 卸:由 F 卸=K 卸 F 冲][9(5)查表 2 ][9K 卸=0.02∴F 卸=K 卸 F 冲=0.02&#215;=4696.75(N)所以总的冲压力为:F 总=F 冲+F 切+F 推+F 卸=+79+6.75=(N)表 2 双面间隙卸料力系数推件力系数对应表Table 2 Double-sided gap discharge coefficient push coefficient corresponding to the table双面间隙K卸 K 推(6~10)%t 0.02~0.04 0.04~0.06(12~18)%t 0.015~0.03 0.03~0.05(20~24)%t 0.01~0.02 0.02~0.033.5 确定压力中心要使冲压模具正常地工作,必须使压力中心与模柄的中心线重合,从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则在冲压时将会产生弯矩,使冲压设备的滑块和模具发生歪斜,引起凸、凹模间隙不均匀,刃口迅速变钝,并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀没磨损,降低模具和压力机的使用寿命。[2]由于各个圆孔的压力中心在各自的圆心,所以总压力中心通过几何作图法即为该规则图形的几何中心。每三个圆心组成一个三角形,找出其重心,这样可以找出三个重心,再由这三个重心组成一个三角形,最后一个重心即为总的压力中心。3.6 冲压设备的选择此处已删除播放器加载中，请稍候...
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