模具畢業(yè)設(shè)計35電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計

模具畢業(yè)設(shè)計35電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計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)展水平相當高，無論是設(shè)計還是制造，都達到較高的水平。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、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科。

經(jīng)過了三個多月的學習，設(shè)計，繪圖，我學會了沖裁的機理，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、彎曲模的學習，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準的零件圖。

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。簡單模也分為無導向簡單模、導板式簡單模，和導柱式簡單模；級進模是在單工序沖模基礎(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)復雜，定位要求比較嚴格，因此說制造成本高。復合模是指在壓力機的一次沖壓行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位可以同

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電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計

時完成幾道沖裁工序的模具稱為復合模。復合模同連續(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，復合模的輪廓尺寸較小。復合模雖然生產(chǎn)效率高，沖壓件精度高，但模具結(jié)構(gòu)復雜，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。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，必須盡量不去設(shè)計形狀復雜的結(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。總的一句話，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)

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1確定件的工序方案

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:

1.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，選彎曲復雜部分，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。

７.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。

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電機炭刷架冷沖壓模具設(shè)計

2彎曲件的展開尺寸

2.1長度方向上的計算：

表２-１r/t0.250.30.40.5K0.310.320.350.37根據(jù)r/t=0.25查表２－１［9］得此中性層系數(shù)k=0.31?！郘圓弧=2πΨP/360°

=ЛΨ（r+kt）

=90Л（0.5+0.31×2）=1.7627(mm)

L直線=10.5+9+14.5++34×2

=102(mm)

∴長度方向上展開總長度為：

4L圓弧+L直線=4×1.7627+102=109(mm)

2.2寬度方向上的計算：

根據(jù)r/t=0.5查表２－１

［9］得中性層系數(shù)k=0.37

∴L圓弧=ЛΨ（r+kt）/180°=90Л（1+0.37×2）=2.7318(mm)

L直線=11+10=21(mm)

∴L1=L直線+L圓弧=21+2.*****.73(mm)

另一邊:L直線=11+31=42(mm)

∴L2=L直線+L圓弧=42+2.7318=44.73(mm)

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3落料模的設(shè)計

3.1沖裁件的工藝性

3.1.1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通沖裁,因此精度應(yīng)選擇在IT12~IT14極［9］（Ｐ41）。

3.1.2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≤0.15mm

3.2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：c=mt［9］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

3.3.1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。凸模刃口的基本尺寸應(yīng)比凹模刃口基本尺寸小一個最小合理間隙。3.3.2凸凹模的工作尺寸的計算:

彎曲體的展開圖的形狀比較復雜,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

當尺寸為23.73mm時,公差為0.52mm,x=0.5;當尺寸為12mm時,公差為0.43mm,x=0.5;當尺寸為