微电机转子片冲压及复合冲裁冲压模模具设计【含CAD图纸、说明书、SW三维图纸】

微电机转子片冲压及复合冲裁冲压模模具设计【含CAD图纸、说明书、SW三维图纸】,含CAD图纸、说明书、SW三维图纸,微电机,转子,冲压,复合,模具设计,CAD,图纸,说明书,SW,三维 本科生毕业设计 题 目 微电机转子片冲压及复合冲裁模 学生姓名 学 号 专业班级 指导老师 年 4 月 9 日 目录 中文摘要及关键词 II 英文摘要及关键词 III 第1章 概述 1 1.1毕业设计的目的 1 1.2 毕业设计的要求 1 1.3毕业设计的的注意事项 1 第2章 转子片工艺设计 2 2.1 分析转子片坯料的冲压工艺性 2 2.1.1转子片坯料工艺分析 2 2.1.2确定转子片坯料冲压工艺方案 2 2.1.3确定转子片坯料冲孔落料复合模结构形式的确定 3 2.2工艺计算 3 第3章 转子片坯料冲孔落料复合模工作部分转子片设计 10 3.1转子片坯料冲孔落料复合模，冲孔凸模的设计 10 3.2转子片坯料冲孔落料复合模落料凹模设计 11 3.3转子片坯料冲孔落料复合模凸凹模设计 11 3.4 转子片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板设计 12 3.5转子片坯料冲孔落料复合模，凸凹模固定板设计 13 3.6 转子片坯料冲孔落料复合模，推件块设计 14 3.7转子片坯料冲孔落料复合模，垫板设计 15 第4章 转子片坯料冲孔落料复合模具结构设计 17 4.1转子片坯料冲孔落料复合模模架的选择 17 4.2 转子片坯料冲孔落料复合模压力中心计算 17 4.3转子片坯料冲孔落料复合模模具装配图和转子片的绘制 17 总 结 18 致谢 19 参考文献 20 9 中文摘要及关键词 摘 要：关于学校这次的毕业设计，我设计了转子片的冲孔落料复合模一套经过毕业设计的整个课题精心制作，对我所学的模具设计与制造所有知识得到了一个全面的复习，经过查询我们的教材还有我们学校图书馆里的和我这次毕业设计课题有关的书本，根据模具设计的相关流程进行一步一步的不折不扣制作，把我这次毕业设计的整个设计过程给很清楚的写在这份说明书上了。 在这次设计转子片同样先进行了工艺的分析，工艺的计算，确定压力机型号，再将各主要零部件的设计表达出来。 这次毕业设计转子片设计说明书的第一个部分是对我这次毕业设计课题的第一套模具，转子片坯料的冲孔落料复合模的工艺的分析，工艺的计算，主要零部件的设计。这次转子片设计说明书的工艺计算，主要转子片的设计。这都为选择冲压设备提供重要依据。也为本次模具设计的AutoCAD装配图，以及AutoCAD主要转子片图绘制提供了依据。 关键词：冲压模；转子片；工艺分析；复合模 英文摘要及关键词 Abstract：School graduation on this design, I designed the rotor piece composite blanking die set punching through the entire subject of elaborate design graduate, I have learned to mold design and manufacture all the knowledge to get a comprehensive review, after Check out our teaching and our school library and I graduated from design issues related to the books, according to the related die design process step by step to the letter were produced, the time I graduated from the design to the entire design process clearly written on the instructions of this.  At the same piece rotor design to analyze, the calculation process of the process to determine the types of presses, and then express the design of the major components.  The graduation piece rotor design design specification is the first part of my graduation project of this first set of molds, analysis rotor blank piece composite blanking die punching process, the process of calculation, the main components of design. The piece rotor design specification process calculation, the main rotor piece design. This will provide an important basis for the selection of stamping equipment. Also based views of AutoCAD assembly drawing die design, as well as the main rotor piece AutoCAD drawing provided. Key words: stamping die; rotor tablets; process analysis; composite mold 第1章 概述 1.1毕业设计的目的 1、在这次毕业设计中通过对毕业设计的课题制作，对我们在学校老师所教的专业知识和我们自己所自学的专业知识进行一个巩固。 2、在这次毕业设计中培养我们模具专业的学生在遇到问题时的分析能力和解决问题能力，还有能独立的完成对于模具设计的流程的熟练制作。 3、在这次毕业设计中对我们模具设计与制造专业的学生工作作风以及责任心还有安全意识得到较大跨度的一个提升。 1.2 毕业设计的要求 1、毕业设计的图纸图幅量：一共要最少3张零号的图幅工作量（其中最少要有1张零号装配图，剩下的不做要求）。 2、图纸：最后答辩前上交的图纸必须用AutoCAD绘制，画图时要更具绘图标准去画，最后要交1份AutoCAD图纸和1份1：1打印出来的图纸。 3、毕业设计说明书的字数要求：不少于20000字。 4、查看和毕业设计课题有关的各种资料，为顺利的完成毕业设计以及能顺利毕业做好充分的准备工作。 5、要求计算准确、结构设计合理、图面整洁，图样及标注符合国家标准。 20、要求编制的工艺规程符合生产实际。 7、设计计算说明书要求文字通顺，书写工整。 1.3毕业设计的的注意事项 1、相关安全的事宜：在进行毕业设计的样品加工时一定要遵守各类加工机械的操作规范，确保人生安全，器械安全。 2、服从命令听指挥:在进行任何加工都前都要听从老师的安排，认真负责，精心制作，保质保量完成模具加工任务。 3、毕业设计的所有内容必须自己独立完成，可以请教同学或老师，但严禁抄袭，做，在模具加工时同样要独立完成。 第2章 转子片工艺设计 2.1 分析转子片坯料的冲压工艺性 转子片坯料如图2-1转子片坯料 图2-1转子片坯料 2.1.1转子片坯料工艺分析 由图2-1可见,转子片坯料的形状比较简单，结构成对称分布，转子片尺寸通过一般的冲压能满足转子片坯料的尺寸精度要求。尺寸的公差为自由公差，孔Φ20mm的孔边距离外轮廓的距离远远大于凸、凹模所允许的最小壁厚，没有凸、凹模强度的困扰，所以可以采用冲压工序完成转子片的生产。 2.1.2确定转子片坯料冲压工艺方案 1、方案的种类 转子片坯料需要冲孔落料2个基本的工序，我们用以下3种加工的工艺方案来进行加工： 方案一：先把坯料冲下来，然后再利用另外的一套冲孔的模具进行孔的加工，用单个工序的模具来对转子片坯料的制作。 方案二：采用冲孔落料，级进冲压，采用级进模具来完成转子片坯料的生产加工任务。 方案三：采用落料和冲孔同时进行的复合模具完成转子片坯料的生产任务。 2、方案的比较 每种加工方案的特点以及方案比较如下。 方案一：所需要的模具的结构不怎么复杂，在加工模具时比较容易，但要2个工序才能将加工中心坯料加工出来，用两个模具整个生产，这样生产的成本有点高，并且加工时的效率很低，最为重要的是这个方案加工不能保证转子片坯料的尺寸精度。这个方案我们不要。 方案二：虽然用级进模他的加工效率是比较高的。但是级进模具外形很大，制造模具时麻烦，这样他的成本代价太高，本身这种模具就不适合加工这种形状很小，结构还很简单的转子片，因而这种案我们也不要。 方案三：这个就要一个模具就行了，而且转子片坯料的转子片精度还有生产的速度要求都能够达到要求，关键成本也不太高。 3、方案的最终确定 综上所诉，转子片坯料冲压模具采用冲孔落料复合模具进行产品的加工。 2.1.3确定转子片坯料冲孔落料复合模结构形式的确定 有正装复合模具还有倒装复合模具2种复合模。考虑到成型后拿料问题。最终确定我们用倒装式复合模具进行转子片的冲压加工。 2.2工艺计算 2.2.1转子片坯料转子片的排样设计如图2-2排样 图2-2排样 1、搭边值的确定[1]冷冲压工艺及模具设计》表2.10得出工件的搭边对于本次的设计，我们a1选取1.5mm，工件侧面a=2mm 2、条料步距的确定 步距值：38.2mm+1.5mm=39.7mm 宽度38.2mm+2mm+2mm=42.2mm。 根据三维软件进行测量得出，面积为1285.84平方毫米，周长222.83mm 3、材料的利用率计算 η=S工/S总=1285.84/42.2mm×39.2×100％=70.4％ 2.2.2凸模和凹模的工作部分尺寸 转子片图上所注公差经查标准公差表1.2为IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求。 表1.2部分标准公差值（GB/T1800.3—1998） 公差等级 IT20 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 基本尺寸 /μm /mm ＞3～20 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 ＞20～10 9 15 22 320 58 90 0.15 0.22 0.320 0.58 ＞10～18 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 ＞18～30 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 ＞30～50 120 25 39 202 100 1200 0.25 0.39 0.202 1.00 ＞50～80 19 30 420 74 120 190 0.30 0.420 0.74 1.20 ＞80～120 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 根据表1.2分析：该转子片冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。查公差表得各尺寸公差： 转子片外形： 42.2mm 转子片内形： 10mm 1、 确定凸、凹模的间隙以及制造公差。[2]冷冲压模具毕业设计指导与范例》表2-7可得凸、凹模的间隙最小值Zmin=0.100mm，凹模间隙最大值Zmax=0.140mm 冲孔凸、凹模计算 设冲孔尺寸为根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙Zmin。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式为： 凸模 dp=(d＋x△)0- δp 凹模 dd=(＋Zmin)0+ δd＝(d＋X△＋Zmin) 0+ δd 式中dd——冲孔凹模基本尺寸(mm)； dp——冲孔凸模基本尺寸(mm)； d——冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)； Ld——同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)； Lmin——制件孔距最小极限尺寸(mm)； △——冲孔件孔径公差(mm)； Zmin——凸、凹模最小初始双面间隙(mm)； X——磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，可查表9.1取值：当工件精度IT10以上，取x=1；当工件精度IT11～IT13，取x=0.75；当工件精度IT14，则取x=0.5。 表9.1磨损系数X 料厚t(mm) 非圆形 圆形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差△/mm 1 1～2 2～4 ＞4 ＜0.120 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 0.17～0.35 0.21～0.41 0.25～0.49 0.31～0.59 ≥0.320 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.200 ＜0.120 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.120 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 根据图1.1和表9.1查得磨损系数X取0.5，即X=0.75 设凸、凹模分别按IT20和IT7级加工制造，所以 凸模： dp =(d+X△) 0- δp =(10+0.75×0.21) =10.120 凹模： dd=( dp +Zmin) =(10.120+0.10) =10.220 二、落料凸、凹模计算 凹模： Dd=(D－X△) 凸模： Dp=( Dd－Zmin)＝(D－X△－Zmin) 式中Dd——落料凹模基本尺寸(mm)； Dp——落料凸模基本尺寸(mm)； D——落料件最大极限尺寸(mm)； r——落料件外径公差(mm)； Zmin——凸、凹模最小初始双面间隙(mm)； X——磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关。表9.1取X=0.5。 由公差表（1.2）查得：设凸、凹模分别按IT20和IT7级加工。 所以凹模 42.2:Dd2=(D2-X) =(40-0.5×0.62)0+0.025 =41.890+0.025mm 凸模 42.2:Dp2=(Dd2- Zmin) =(41.89-0.10) =41.79 mm 式中，由已知条件转子片为非圆形，材料的厚度是0.35mm，以及转子片的公差大于0.42mm，查询《冷冲压模具设计》表2-9磨损系数X[5]得X=0.5，制件精度为IT14级时查询《冲压模具毕业设计指导与范例》。 2、 转子片坯料冲压模，冲压力计算 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力一般可以按下式计算： Fp=Kp Ltτ =Lt （20.1） 式中τ——材料抗剪强度（MPa）； L——冲裁周边总长（mm）； t——材料厚度（mm）； 系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动，取Kp =1.3。 2.1 冲裁力Fp的计算 据图5.3可得一个转子片内外周边之和L=222.83mm。 查碳素结构钢的力学性能表知：钢板的抗剪强度τ=2120Mpa～304Mpa，取2200Mpa，制件厚度t=2mm，则 根据公式(20.1)： Fp= Kp Ltτ =1.3×1.0×222.83×2200 =753120.54(N) ≈75.32（KN） 2.2卸料力Fq1的计算 Fq1=KxFp （20.2） 式中Kx——卸料力系数，查表20.1取Kx＝0.05。 根据公式（20.2）： Fq1= KxFp =0.0205×75.32（KN） ≈4.90(KN) 表20.1卸料力、推件力和顶件力系数 料厚t/mm Kx kt Kd 钢 ≤0.1 ＞0.1～0.5 ＞0.5～2.5 ＞2.5～20.5 ＞20.5 0.0205～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.03～0.04 0.02～0.03 0.1 0.0203 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.020 0.05 0.03 2.3顶件力Fq2的计算 Fq2= KdFp （20.3） 式中Kd——顶件力系数。 查表20.1得Kd＝0.020. 根据公式（20.3）： Fq2= KdFp =0.14×75.32（KN） ≈10.54（KN） 2.4总的冲压力F的计算 根据模具结构总的冲压力F=FP+Fq1+Fq2 =75.32+4.90+10.54 =90.720(KN) 选用的压力机公称压力P≥（1.1～1.3）F，取系数为1.3，则： P≥1.3F=1.3x90.720 (KN)=117.99(KN)。 从满足加工的工艺要求考虑，可拟选用J23-16查《冲压模具毕业设计指导与范例》表9-9开式双柱可倾压力机技术规格[2] J23-16参数：公称压力/KN ：160 滑块行程次数/次•min-1 ：115 最大封闭高度/mm:220 封闭高度调节量/mm: 60 立柱距离/mm: 220 工作台尺寸/mm：450×300 垫板尺寸/mm：厚度： 60 模柄尺寸/mm：直径： 30 深度： 50 第3章 转子片坯料冲孔落料复合模工作部分转子片设计 3.1转子片坯料冲孔落料复合模，冲孔凸模的设计 转子片坯料冲孔落料复合模，冲孔凸模材料选择：为保证模具的寿命以及转子片的精度和材料供应问题我们选择Cr12MOV。 转子片坯料冲孔落料复合模，冲孔凸模形式确定： 采用国家规定形式中的(GB28203.2-81)。 材料选择：为保证模具的寿命以及转子片的精度和材料供应问题转子片坯料冲孔落料复合模，冲孔凸模的热处理： 58—202HRC。 转子片坯料冲孔落料复合模。冲凸模的冷处理： 加超深冷冷处理（零下400C°）因为光靠热处理没法完全的去除材料的内应力。在材料刚刚经过热处理后接着进行材料的加超深冷冷处理。这样可以最大限度的去除材料的内应力。以增加模具的使用寿命。保证产品的尺寸精度稳定性。 转子片坯料冲孔落料复合模，冲凸模的固定方式：采用压入式固定。 转子片坯料冲孔落料复合模，冲凸模具体设计图纸如：图3-1冲孔凸模所示。 图3-1冲孔凸模 3.2转子片坯料冲孔落料复合模落料凹模设计 转子片坯料冲孔落料复合模，落料凹模材料的选择： 同凸模的材料一样选择Cr12MoV。 转子片坯料冲孔落料复合模，落料凹模的热处理： 200—204HRC。 转子片坯料冲孔落料复合模，落料凹模的冷处理： 加超深冷冷处理（零下400C°应为光靠热处理没法完全的去除材料的内应力，在材料刚刚经过热处理后接着进行材料的加超深冷冷处理，这样可以最大限度的去除材料的内应力，以增加模具的使用寿命，保证产品的尺寸精度稳定性）。 转子片坯料冲孔落料复合模，落料凹模的具体设计图纸如：图2-4落料凹模所示。 图3-2落料凹模 3.3转子片坯料冲孔落料复合模凸凹模设计 10 转子片复合冲载模设计 转子片坯料冲孔落料复合模，凸凹模材料的选择： 和凸模的材料一样我们用Cr12MoV。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸凹模的热处理： 58—202HRC。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸凹模的冷处理： 加超深冷冷处理（零下400C°应为光靠热处理没法完全的去除材料的内应力，在材料刚刚经过热处理后接着进行材料的加超深冷冷处理，这样可以最大限度的去除材料的内应力，以增加模具的使用寿命，保证产品的尺寸精度稳定性）。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸凹模设计图纸如：图2-5凸凹模所示。 图3-3凸凹模 3.4 转子片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板设计 转子片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板材料选择：45。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板热处理要求：45—50HRC。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸模固定板设计如：图2-20凸模固定板所示。 图3-4凸模固定板 3.5转子片坯料冲孔落料复合模，凸凹模固定板设计 转子片坯料冲孔落料复合模，凸、凹模固定板材料选择：45。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸、凹模固定板热处理要求：45—50HRC。 转子片坯料冲孔落料复合模，凸、凹模固定板设计图纸如：图2-7凸、凹模固定板所示。 图3-5凸凹模固定板 3.6 转子片坯料冲孔落料复合模，推件块设计 转子片坯料冲孔落料复合模，推件块材料选择：45。 图3-20推件块 转子片坯料冲孔落料复合模，具体设计如：图2-8推荐号。 3.7转子片坯料冲孔落料复合模，垫板设计 转子片坯料冲孔落料复合模，垫板材料选择：45。 转子片坯料冲孔落料复合模，垫板具体设计如：图2-9所示。 图3-7垫板 第4章 转子片坯料冲孔落料复合模具结构设计 4.1转子片坯料冲孔落料复合模模架的选择 模架形式的选用后侧导动，结合设计的凹模等，先大概的确定一下模架的尺寸，最后再通过查询资料选取标准模架。 上模座尺寸80mm×80mm×75mm，材料选用，HT250 下模座尺寸80mm×80mm×90mm，材料选用，HT250 4.2 转子片坯料冲孔落料复合模压力中心计算 由转子片坯料图就可以看出压力中心，因为转子片坯料转子片是对称的，没有必要进行压力中心的计算。 4.3转子片坯料冲孔落料复合模模具装配图和转子片的绘制 见图纸 18 总 结 将近3个多月的毕业设计已近进入尾声，请各位老师对我的毕业设计—转子片做最后的检查。 在我们目前的生活中绝大部分的用品都是利用模具做出来，无论是精密转子片还是普通精度的转子片，用模具都能高效率的生产出来，并且成本还很低，模具对我们影响的不单单是生活中的方方面面，也包括其它的各个行业。 我们国家的起步不是太早，所以目前一些比较大型的还有比较精密的大部分都是依靠国外进口，就连好的材料和刀具也是依赖于进口，不过根据目前我们国家的发展速度，在不久我们就能赶上与世界先进水平的差距，我们就能独立的做出先进的模具。 所以我们学院安排的这次毕业设计。对我们学生来说意义非常的大。可以将我们所学的知识进行一个完美的组合。同时还提高了我对于问题的思考能力。对于问题的解决能力。也让我体会到了只要努力去做，付出了，“面包“总是会有的，只是时间问题。 转子片复合冲载模设计 致谢 这次我的毕业设计课题转子片能够成功个完成，首先要感谢我的毕业设计指导老师模具教研室的主任，老师不仅借给我几本关于本次转子片毕业设计非常好的资料，而且还帮我把控整个毕业设计的方向。 在我遇到瓶颈时也耐心的辅导我，帮助我顺利的完成我的转子片课题设计。同时也感谢我们学院教过我的老师，在我AutuCAD工程绘图时遇到不会时她耐心的教我如何用AutuCAD绘图，这才使我的设计图能够顺利的用绘图软件画出来，并在设计说明书中插入部分图纸，还有教我们模具设计在我的设计出现于实际生产不相符的时候及时的指导我，让我设计的转子片弯曲模和转子片坯料冲孔落料复合模复合实际生产。 但是由于老师时间比较紧，不可能完全的将所有的问题都找出了，加之我对于模具设计的各方面知识学得还不到位，有很多的东西还没学好，无法避免的会出现一些不足之处，这点将在以后的工作中会进一步完善。 这次转子片课题的毕业设计的设计过程中参考了很多书籍还有一些网站，并且我们宿舍的舍友和班级里面的同学都给与我了我很大的帮助，在此表示衷心的感谢。 19 转子片复合冲载模设计 参考文献 [1]冯小明，梁熠葆. 冷冲压工艺及模具设计[M].重庆： 重庆大学出版社，2004.4 [2]胡邵平，林承全. 冲压模具毕业设计指导与范例[M].北京：化学工业出版社，2008.1 [4]丁松聚. 冷冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2001.10 [5] 江维健，林玉琼，许华昌. 冷冲压模具设计[M].广州：华南理工大学出版社，2005.7 [5]周斌兴. 冲压模具设计与制造[M].北京：国防工业出版社，20020.4 [20]中国机械工业教育协会组.冷冲模设计及制造[M].北京：机械工业出版社，2003. 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