電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計

1、電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計前言冷沖模是沖壓加工工藝的裝備之一，被廣泛地運用在汽車、飛機、電機、儀表以及在國防工業(yè)中。沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強效率、更新產(chǎn)品等方面具有重要的作用。但同時，沖壓技術(shù)的推廣受到投入成本低，模具成本高，不適應(yīng)中小生產(chǎn)規(guī)模的特點。但是總的說來，隨著我國經(jīng)濟實力的進一步加強，模具行業(yè)，包括冷壓模一定會得到更普及地應(yīng)用。隨著沖壓工藝的廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟中，再加上隨著數(shù)控技術(shù)和機械CAD/CAM的發(fā)展，冷沖模的發(fā)展

2、和迅速。它以生產(chǎn)率高、成本相對低廉被廣泛應(yīng)用。外國的沖壓模發(fā)展水平相當(dāng)高，無論是設(shè)計還是制造，都達(dá)到較高的水平。以精確的定位，合理的工藝，連續(xù)加工精度很高的薄臂零件。而國內(nèi)模具行業(yè)的起步較晚，基本上以單模為主，因此，加工精度夠高。冷沖模的設(shè)計包括沖裁模設(shè)計、彎曲模設(shè)計、拉伸、脹形等模具的設(shè)計。冷沖模的設(shè)計也用到材料學(xué)、機械設(shè)計、工程材料、特種加工等方面的知識。因此它是一門綜合性很強的學(xué)科。經(jīng)過了三個多月的學(xué)習(xí)，設(shè)計，繪圖，我學(xué)會了沖裁的機理，沖壓的基本理論；理解了沖裁力，卸料力等工藝參數(shù)的確定；熟悉了沖裁模的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)零件及其設(shè)計的控制點；同時對于彎曲模、沖孔模、拉深模、落料模的結(jié)構(gòu)能夠

3、熟悉了解。電機碳刷架的加工包括了沖孔、落料、和彎曲的加工。通過對沖孔模、落料模、彎曲模的學(xué)習(xí)，分析和比較了各加工工藝方案，完成了模具總體的結(jié)構(gòu)分析，進行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計算。繪制了裝配草圖并進行零部件初步選用設(shè)計 ,然后確定外形尺寸 ,選擇沖壓設(shè)備 ,繪制總的裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)的零件圖。落料和沖孔都屬于沖裁模。沖裁模是從條料、帶料或半成品上使材料煙規(guī)定的輪廓產(chǎn)生分離的模具，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓技術(shù)也向高速化、自動化、精密化的方向發(fā)展。沖裁模一般分為簡單模、級進模、和復(fù)合模。簡單模在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，它是在壓力機的沖壓行程中完成一次沖裁工藝。簡

4、單模也分為無導(dǎo)向簡單模、導(dǎo)板式簡單模，和導(dǎo)柱式簡單模；級進模是在單工序沖?；A(chǔ)上發(fā)展的一種多工序、高效率沖模。在壓力機一次沖程中，級進模在其有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一部分沖裁工藝，在最后工位沖出完整的工件。由于級進模是連續(xù)沖壓，因此生產(chǎn)效率高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，但是因為其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位要求比較嚴(yán)格，因此說制造成本高。復(fù)合模是指在壓力機的一次沖壓行程中，經(jīng)一次送料定位，在模3具的同一部位可以同時完成幾道沖裁工序的模具稱為復(fù)合模。復(fù)合模同連續(xù)模一樣，也是在簡單模的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種較先進的模具。與連續(xù)模相比，沖裁模沖裁件的位置精度高，對條料的定位精度要求低，復(fù)合模的輪廓尺寸較小。復(fù)合模雖然生產(chǎn)

5、效率高，沖壓件精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，適用于生產(chǎn)批量大，精度要求高，內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。電機的炭刷架的材料是冷軋鋼板，適用于冷沖壓加工。如何去安排合理的加工工藝，確保生產(chǎn)的效率最高，同時也能滿足零件的加工要求。這是整個設(shè)計的重點。在該零件的加工中，包括了沖孔，落料，以及彎曲等冷沖加工。沖孔屬于沖裁加工的一種。沖裁模的結(jié)構(gòu)比較簡單，沖裁過程分為彈性變形階段，塑性變形階段，斷裂分離階段。其斷層直接關(guān)系到?jīng)_裁加工質(zhì)量的好壞，一般的，斷面分為四個特征區(qū)，即圓角帶，光亮帶，斷裂帶，和毛刺。我們必須有合理的沖裁模的間隔來保證良好的特征帶的分布。沖裁模有刃口尺寸、沖裁力等工藝參數(shù)的確定

6、。在設(shè)計電機炭刷架的沖孔和落料加工時，須首先確定其力學(xué)性能，然后設(shè)計主要零件，完成結(jié)構(gòu)草圖，最后完成裝配圖。彎曲是將金屬材料完成一定的角度、曲率和形狀的沖壓工藝方法。通常彎曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。彎曲有回彈的現(xiàn)象，因此回彈會降低彎曲件的精度，是在彎曲加工中不易解決的問題，因此在設(shè)計的時候必須考慮這個問題，例如可以考慮通過利用回彈規(guī)律補償回彈，改變彎曲變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)校正回彈等。在了解了彎曲加工的特點及工藝參數(shù)后，安排了炭刷架的合理的工序，熟悉各種模具結(jié)構(gòu)。進而完成零件設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制零件工作圖。在沖壓模的設(shè)計過程中，還必須考慮到模具的成本，因此在進行選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須盡量不

7、去設(shè)計形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，同時采用鑲嵌式代替整體式的結(jié)構(gòu)。針對模具的定位要求高的特點，在零件的設(shè)計中必須要有比較高的加工精度要求?？偟囊痪湓?，必須在有高的模具壽命和滿足加工精度要求的基礎(chǔ)上，盡量降低模具材料的成本，簡化模具的結(jié)構(gòu)，這樣才能有利于這個行業(yè)在我國的發(fā)確定件的工序方案4根據(jù)工件的形狀.材料 .厚度及實際加工的需要,生產(chǎn)工件的工序過程如下 :從板料上沖出落料件 (該落料件即為彎曲體的展開圖的外輪廓形體。根據(jù)彎曲體的展開尺寸 ,設(shè)計出沖模 ,將所需工件沖下。所沖工件如圖所示：2第一次沖孔，沖五個間距要求不太高的圓孔。 （這五個圓孔如上圖所示的五處分布）。3第二次沖孔，沖方孔。4第一次彎曲，選

8、彎曲復(fù)雜部分，即如上圖所示的a. b 部分。5第二次彎曲，彎曲兩邊，即U 形彎曲。彎折線如上圖中虛線所示。6第三次彎曲，彎曲中間，彎折線如上圖紅線所示。. 第三次沖孔， 此乃最后一道工序， 因為此兩孔間距要求較高， 如果放在其它工序中沖，則可能影響定位要求，故最后工序沖此兩孔比較合適。5彎曲件的展開尺寸2.1 長度方向上的計算：表- r/t0.250.30.40.5K0.310.320.350.37根據(jù) r/t=0.25查表9得此中性層系數(shù) k=0.31 。L 圓弧 =2P/360 =（r+kt ）=90（0.5+0.31 2）=1.7627(mm)L 直線 =10.5+9+14.5+34 2

9、=102(mm) 長度方向上展開總長度為：4L圓弧 +L 直線 =41.7627+102=109(mm)2.2寬度方向上的計算：根據(jù) r/t=0.5查表9得中性層系數(shù) k=0.37L 圓弧 =（r+kt ）/180 =90（1+0.37 2 ）=2.7318(mm)L 直線 =11+10=21(mm)L1= L 直線 + L 圓弧另一邊 : L 直線 =11+31=42(mm)L2=L 直線 +L 圓弧 =42+2.7318=44.73(mm)6落料模的設(shè)計3.1 沖裁件的工藝性沖裁體的精度應(yīng)該在經(jīng)濟范圍內(nèi)進行選擇, 在本沖裁中 , 屬于一般性常見的普9通沖裁 , 因此精度應(yīng)選擇在IT12IT

10、14 極（ 41 ）。毛刺毛刺的高度與沖裁方式，材料，厚度有關(guān)，正常沖裁中的毛刺高度為:a試模時 0.05mmb生產(chǎn)時 0.15mm3.2沖裁間隙確定沖裁間隙的原則是：落料時，因制件尺寸隨凹模尺寸而定，故間隙應(yīng)在減小凸模尺寸上取得；沖孔時，因孔的尺寸隨凸模尺寸而定，故間隙應(yīng)在增大凹模尺寸的方向上取得。根據(jù)經(jīng)驗公式確定合理沖裁間隙：9c=mt沖裁間隙系數(shù) m=20%c=mt=20%2 =0.4(mm)3.3凸凹模工作尺寸制造公差的確定凸凹模尺寸計算應(yīng)遵循如下原則：落料時，先確定凹模刃口尺寸，其大小應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸, 以保證凹模在磨損到一定的尺寸范圍內(nèi)也能沖出合格制件。凸模刃口的基

11、本尺寸應(yīng)比7凹模刃口基本尺寸小一個最小合理間隙。凸凹模的工作尺寸的計算:彎曲體的展開圖的形狀比較復(fù)雜 , 材料厚度不太厚 , 因此 , 凸凹模的工作尺寸應(yīng)配合加工法進行計算。沖裁凸凹模間隙如下 :Zmax=0.36mmZmin=0.246mm未注公差的按 IT14 級計算當(dāng)尺寸為 23.73mm時, 公差為 0.52mm, x=0.5;當(dāng)尺寸為 12mm時, 公差為 0.43mm, x=0.5;當(dāng)尺寸為 44.73mm時, 公差為 0.62mm, x=0.5;當(dāng)尺寸為 9.5mm和 9.73mm時 , 公差為 0.36mm, x=0.5; 當(dāng)尺寸為 13.76mm時, 公差為 0.43mm,

12、x=0.5; 當(dāng)尺寸為 R5時 , 公差為 0.3mm, x=0.75;當(dāng)尺寸為 109mm時 , 公差為 0.87mm, x=0.5;當(dāng)尺寸為 12mm時, 公差為 0.43mm, x=0.5;其余 x=0.75用配合加工法時 , 應(yīng)當(dāng)以凹模為基準(zhǔn) , 凹模尺寸的計算公式如下表 :尺 寸凹模魔制件凸 模凹 模 尺分類損后尺寸尺寸寸尺寸變化D=落 增按 凹0D凹(D-x大模尺寸) 0 凹減d 0配 合 D凹 =(d+x)0凹料小加工保不L證 雙 L 凹 =L凹 /2變/2面間隙注 : 取 凹= /4參照上表 , 本設(shè)計落料凹模的計算結(jié)果如下表:8凹模磨損后尺寸變化增制件按計算入體原 公式則 變

13、 化后尺寸120 0.043D 凹 =(D-X )23.73 00 .5244.73 00 .62400.3計算D凹 =(12-0.50.43) 00 .43 / 4=11.790 0.11D 凹 =（23.73-0.50.52 ） 0 0.52 / 4=23.470 0.13D 凹 =（44.73-0.50.62 ） 0 0.62 / 4=44.4200.155D 凹 =（4-0.75 0.3 ） 00.3 / 4=3.780 0.08凹 模尺寸11.790.11023.470.13044.42.15503.78 0 0.08大28.300.2D 凹 =（28.3-0.20.75 ） 00.2/428.2 00.05=28.200.0595.500.352.500.29.500. 36500.3不 13.5450.215變180.15L 凹=L 凹 /2D 凹 =（5.5-0.750.3 ） 00.3 / 45.28 0 0.08=5.280 0.08D 凹 =（52.5-1 0.2 ） 00.2 / 452.3 0 0.05=52.30 0.