汽輪發(fā)電機(jī)定子扇形片復(fù)式?jīng)_壓模的設(shè)計(jì)及制造工藝

摘要汽輪發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電廠或核能發(fā)電廠中以汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行凸模計(jì)算、凸模外弧刃塊(右)加工工藝、凹模與凸模的鑲拼結(jié)構(gòu)、沖模閉合高度等相關(guān)第1章前言正由過(guò)去的勞動(dòng)密集和主要依靠工人的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備(主要是壓力機(jī))上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車4)沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以70%~80%,模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買，使生產(chǎn)率準(zhǔn)化程度還不高(一般在40%以下),標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形2.2模具設(shè)計(jì)要求圖2-1產(chǎn)品圖作為主磁路的主要部分，嵌放電樞繞組，通常用0.5mm厚的硅鋼片沖片疊壓而成。度400～425℃,得到HRC=57～59。1)模座：包括上模座和下模座，上下模座用鑄鐵制成，用于安裝導(dǎo)向裝置、凹凸模3.2沖片模必須控制的3個(gè)參數(shù)1)按比例畫(huà)出凸模工作部分剖面的輪廓；(見(jiàn)圖3-1)2)在輪廓任意距離處，選定坐標(biāo)x-x和y-y;4)計(jì)算基本線段的中心位置到y(tǒng)-y軸的距離xl、x2、x3、x4及到x-x軸的X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4)/(L1+圖3-1沖裁壓力式3-1和式3-2中L1與L3為弧長(zhǎng)，該處圓心角為24°根據(jù)弧長(zhǎng)計(jì)算公式可以算出：又可知L2=L4=934.698Y1=1343.2294Y3=408.7114通過(guò)式3-1與式3-2可以求得：因此，壓力中心位置如圖3-2所示：圖中的(X0,Y0)既為沖模的壓力中心位置，我們?cè)谠O(shè)計(jì)凸模在下模座上的位置時(shí)，應(yīng)該使它與壓力機(jī)滑塊中心線相重合圖3-2壓力中心3.4.3機(jī)床壓力校驗(yàn)計(jì)算沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來(lái)的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出來(lái)的力叫頂件力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式4-3,4-4,4-5中P沖--沖裁力N—同時(shí)卡在凹模里的工件(或廢料)的數(shù)目；質(zhì)分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值可通過(guò)查表獲取。本案例中，我們使用的是剛性卸料裝置和下出料裝置Ps=P沛+P推根據(jù)平刃口模具沖裁力的計(jì)算公式：式4-6中P為沖裁力；L為工件周長(zhǎng)；t為板料厚度；T為材料的抗剪強(qiáng)度；我們所沖裁的硅鋼片厚度是0.5mm,因此t取0.5;查表可知硅鋼片的抗剪強(qiáng)度T為190。因此我們這里的P沖=P落+P孔根據(jù)圖4-2我們可以求得：L孔=32×2π×9.5+4×2π×8+4×(2π×6.5+17×2)+4×(2π×5+30×2)+2πP沛=2271462.888N≈2271.463KN因此Pa=2414.57KN<3150KN(機(jī)床設(shè)定力),故校驗(yàn)合格。3.4.4凹凸模的間隙計(jì)算根據(jù)沖模間隙的公式：Z:沖模總間隙M:間隙系數(shù)(其與沖裁材料性能有關(guān)，一般取0.1-0.13)T:材料厚度由于被沖壓材料厚度為0.5mm硅鋼片，模具較大，間隙可略大取0.07mm～0.09mm。圖3-3凹模3.4.5凹凸模的間隙計(jì)算慮到?jīng)_壓出來(lái)的片子由于應(yīng)力釋放，會(huì)比實(shí)際的尺寸略大，故根凹模上外圓半徑R=產(chǎn)品外R+△-2/3△=1639.68+0.3-2/3*0.3=1639.78mm產(chǎn)品圖上的內(nèi)圓半徑R=705.0320+0.3凹模上內(nèi)圓半徑R=產(chǎn)品內(nèi)R+△-2/3△=705.032+0.3-2/3*0.3=705.042mm按此公式可以得出凹模上其余的尺寸。圖3-4凸模3.4.6凸模計(jì)算根據(jù)前面算出的間隙，我們間隙兩面取0.08mm。(如圖3-4)例如：凸模上外圓半徑R=凹模上外圓半徑R-0.04=1639.78-0.04=1639.74mm凸模上內(nèi)圓半徑R=凹模上內(nèi)圓半徑R+0.04=705.042+0.04=705.082mm按此公式可以得出凸模上其余的尺寸。3.4.7凸模外弧刃塊(右)加工工藝圖3-5凸模外弧刃塊(右)表3-1凸模外弧刃塊(右)加工工藝序號(hào)工序1刨銑銑兩平面至30.4,光出四面，對(duì)角尺。2平磨磨30兩平面，放磨余量0.2-0.3mm。3鉗床劃線，鉆鉸銷孔3-φ10H7,4-φ12H7及沉孔φ14深10,鉆攻8-M12,鉆孔3-φ11及沉孔17深20。鉆2-φ19及外形穿線孔2-φ20。4熱處理5數(shù)控平磨磨30兩平面，控制尺寸，控制平行度在0.02mm之內(nèi)，凸模刃塊必須等6鉗床劃線，清楚熱處理垃圾。序號(hào)工序7慢線多次切割拼縫面及型面，間隙，控制尺寸。一次切割落廢料及讓開(kāi)面。一次切割2-φ19.08,放0.3mm余量。8平磨磨接刀面。坐標(biāo)磨校對(duì)外形尺寸，磨削2-φ19.08,控制0°8’斜度?？刂瞥叽?，位置公差。鉗床油光。3.4.8凹模與凸模的鑲拼結(jié)構(gòu)(a)和4-6(b)分別為凸、凹模的刃塊鑲拼圖。在這里，我們的凹模采用了13塊刃塊、圖3-6(a)凸模刃塊鑲拼圖圖3-6(b)凹模刃塊鑲拼圖沖模閉合高度H,一般按下列關(guān)系選擇：Hmax-5≥H≥Hmin+10本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。該模具在凹凸模的擺放上采用了倒裝的形式，既凸模在下模部分，凹模在上模部分；出件方式采用彈頂器自下模內(nèi)頂出至模具工作面上；沖裁件的平整度較好；廢料不在凸凹模內(nèi)積聚，壓力機(jī)回程時(shí)，廢料即從凸凹模內(nèi)推出；受力情況方面比倒裝復(fù)合模要好，但凸凹模的內(nèi)形尺寸易磨損增大；適用于沖裁薄件、平整度要求較高。為了保證模具制造的準(zhǔn)確性和精密性，我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中采用了以下方式：在刃塊的選擇上，我們采用了Cr12MoV的鋼料。該種鋼料是國(guó)際上廣泛采用的高碳高鉻型冷作模具鋼，屬于萊式鋼體，各項(xiàng)性能較好。由于此次采用的刃塊鑲塊比較多，考慮到線切割加工變形因素，裝配時(shí)如何保證間隙等難點(diǎn)，我們?cè)诰€切割時(shí)采用了3次粗割2次精割的處理方式避免小鑲塊的尺寸出現(xiàn)超差。拼裝凸模分裝配的時(shí)候，我們先以其中一塊刃塊作為定位基準(zhǔn)，然后在墊板上拼接其他凸模刃塊，同時(shí)打下螺釘孔，用螺釘翹住。接著我們用塞片和銅杠敲準(zhǔn)間隙以后打銷釘孔，并且打入銷釘把凸模完成定位。在完成凸模拼裝之后，我們?cè)僖酝鼓?lái)拼凹模。用類似的手法，我們先按圖示位置將拼裝好的凸模安裝在模座上，然后根據(jù)凸模的邊沿來(lái)拼接凹模刃塊，進(jìn)行初步定位，完成了初步定位我們就用502膠水將凹模刃塊粘貼在墊板上，上鉆床打孔用螺釘初步定位。完成初步定位之后仍然根據(jù)凸模位置將初步定位完成的凹模刃塊與其進(jìn)行拼合通過(guò)塞尺調(diào)整間隙至規(guī)定尺寸，完成調(diào)節(jié)之后打銷釘孔，用銷釘完成最終定位。在刃塊的拼接過(guò)程中，如果遇到尺寸問(wèn)題則立即送至磨床進(jìn)行磨削，磨削量由操作師傅按實(shí)際情況確定。前面提到，模具的另外兩大重要參數(shù)分別為導(dǎo)柱導(dǎo)套與上下模座的垂直度以及裝配完成之后，凹凸模刃塊與模座上下底面之間平面的平行度，我們?cè)谏a(chǎn)制造過(guò)程中也采取了相應(yīng)得措施。在打?qū)е椎臅r(shí)候，由于導(dǎo)柱孔徑超出了我廠鉆床最大鉆孔孔徑的加工范圍，因此我們會(huì)先用φ42的鉆頭打入模座面然后鎖住機(jī)床主軸換上鏜刀分兩至三次將孔徑鏜至尺寸。并且我們的導(dǎo)柱孔是配打的，既在裝配凹模的同時(shí)，按照下模導(dǎo)柱的位置在上模座相應(yīng)位置劃線，然后再用如同打下模座的導(dǎo)柱孔相同的方式打上模座孔。為了保證凹凸模刃塊與模座上下底面之間平面的平行度，我們?cè)谕瓿裳b配后要把上下模分別放在廠里的龍門刨床改裝的龍門磨床上進(jìn)行最后的磨削展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高(一般在40%以下),標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)