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1、 电机定子片复合冲模设计及仿真摘 要 模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。板料冲压是金属塑性加工的一种基本方法，它用以生产各种板料零件，具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低、并易于实现机械化和自动化等特点。本文着重介绍电机定子冲裁模具的设计过程，通过具体计算冲压过程中的各个力，并搜集资料和文献中的经验公式以及推荐数值，从而合理地确定出凸凹模工作部分及其它辅助装置的尺寸。由于冲压模具结构的设计水平与制造精度决定了冲压件的生产质量，因此对该套模具的各部分配合精度也有很高的要求。此次设计还包括运用AutoCAD软件绘制模具装配图及
2、主要零件图，利用Unigraphics软件进行三维实体造型设计及其动画仿真过程。此外，凸凹模的加工选用电火花线切割加工，因此其结构设计考虑了线切割加工方法的具体情况，避免了设计与加工之间的相互冲突，保证了生产的合理性。关键词复合冲模；板料冲压；凸凹模；动画仿真Motor Stator Unit Composite Die Design and SimulationAbstractDie technology has become a measurable level of national product manufacturing one of the important signs. no
3、 high-level mold on no high-level products has become a consensus. Sheet metal plastic processing is a basic method. It used for the production of sheet metal components. With high efficiency, good accuracy size, light weight, low cost and easy to mechanization and automation features. This paper in
4、troduces motor stator blanking die design process through specific terms of the process of stamping all, and to collect information and literature and empirical formula recommended value thus reasonable to define some punch and die work and other auxiliary device size. As stamping tooling design and
5、 manufacture of precision level decision stamping parts of the production quality, So that sets the mold parts with high accuracy requirements. This design also includes the use of AutoCAD software mapping die assembly and major parts map using Unigraphics software for 3D solid modeling and animatio
6、n design simulation process. In addition, the punch and die processing choose WEDM. So consider the structural design of WEDM of the specific methods to avoid the conflict between design and processing, and guarantee the production reasonable. Keywords composite die; sheet; punch and die; simulation
7、 - III -目录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1 课题背景11.2 国内外发展情况11.3 课题的研究意义2第2章 模具总体结构设计32.1 冲压加工的经济性32.2 复合模结构32.2.1 复合模的优缺点32.2.2 复合模的结构形式42.3 冲模的结构组成42.3.1 工作零件42.3.2 辅助装置52.3.3 导向装置52.3.4 支承零件52.3.5 紧固零件52.4 模具的材料确定52.4.1 工作零件的材料确定52.4.2 辅助零件的材料确定62.5 模具的总体设计62.6 本章小结6第3章 模具部件结构设计73.1 概述73.2 电机定子片零件73.3 冲压件
8、的工艺分析73.4 毛坯的尺寸计算83.4.1 排样方式的选择83.4.2 搭边值的选择83.5 压力中心计算83.6 冲压力的计算383.6.1 落料力的计算93.6.2 冲孔力的计算93.6.3 卸料力和顶出力的计算103.7 冲压设备的选用113.8 冲模零件与结构设计113.8.1 工作零件113.8.2 导向装置的选择143.8.3 定位零件的选择143.8.4 卸料，推、顶件装置153.8.5 固定与支承零件163.9 本章小结18第4章 三维实体造型194.1 概述194.2 冲孔凸模的建模过程194.2.1 CAD到UG的转化过程194.2.2 在UG中的建模部分214.3 本
9、章小结24第5章 运动仿真255.1 概述255.2 模具的仿真过程255.3 本章小结27结 论28致 谢29参考文献30附 录31千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- 1 -第1章 绪 论1.1 课题背景模具行业是技术、资金、劳动密集的行业，模具工业不但为高新技术产业服务，而且其本身已成为高新技术产业的一个重要组成部分。随着时代的进步和技术的不断发展，这一特点今后的趋势将是劳动密集逐渐淡化，技术密集不断深化。模具行业本身效益并不太好，但社会效益却很大，带动作用十分明显。国外有统
10、计资料表明，模具与其相关产业的产值比大致为1：100。模具可以为相关产业带来巨大效益。模具制造业是一种特殊的基础工业，产品多样，品种繁多，大都需要单件生产，且大都是针对特定用户的，因而企业管理和工序安排都较复杂。并且中小企业比例很高。国外大部分模具企业都是职工在20人以下的小企业，按现在国家对企业类型的划分标准，我国模具企业属大型的只有为数不多的几家，属中型的只是很少的一小部分，绝大多数都属小型企业1。以优质、高效、洁净、灵活为特征的现代机械制造技术在工业发达国家较早得到发展与应用。而在我国，多数工厂至今仍采用较落后的工艺及设备，与工业发达国家相比，存在较大的差距。因此，重视和大力发展现代机械
11、制造技术对我国的国民经济发展具有重大意义。然而，在冲压生产活动中，冲压模具作为冲压工艺的具体执行工具，自然倍受重视，那么冲压模具结构的设计水平与制造精度也就成了保证冲压制件加工质量的关键。因此，开发和推广冷冲压生产工艺，必须高标准地超前攻克冲模技术，从而设计精确合理的冲模设备也就成了促进现代冷冲压加工工艺快速发展的一个有效途径。1.2 国内外发展情况早在20世纪50年代，美、日等工业发达国家在开发应用冷冲压新技术的同时，就集中了部分优势人才和资金，结合市场的需要，将模具作为一个统一的产业来发展，因而取得了明显的效果。经过多年的研究，不仅在模具精度、模具结构、模具寿命、制模周期等方面取得了明显的
12、突破，而且在冲压成形过程模拟、模具优化和可靠性设计等方面形成了新的理论和方法，为适应新的市场环境，进一步实现快速制模，开辟新的效益空间，打下了基础。国内的模具工业虽起步较晚，但在过去的十多年中也取得了一些进步。例如冲压模具方面，国内设计制造的部分汽车覆盖件模具、空调器散热片级进模、电机定转子双回转叠片高精度硬质合金级进模、集成电路引线框架多工位级进模，以及带自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、扭斜和安全保护等功能的精密多功能模，都已达到较高的水平。但从总体上看，我国与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率尚待提高，许多
13、先进的模具技术应用还不够广泛等等2。目前，我国经济仍处于高速发展期，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这就为我国模具工业的高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面是国内模具市场将继续高速发展，另一方面是国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具的国际采购趋向也十分明显。因此，展望未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景美好，预计中国模具工业将在良好的市场环境下继续达到高速发展，我国不但会成为模具制造大国，而且一定会逐步向模具制造强国迈进。“十一五”期间，中国模具工业不但会在量和质方面会有一个很大的提高，而且一定会在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步
14、等方面取得较大进展。根据“十一五”模具行业发展规划，“十一五”期间模具产品发展重点主要有汽车覆盖件模具、精密冲压模具、大型精密塑料模具、主要模具标准件、其他高技术含量的模具 1。1.3 课题的研究意义中国模具工业协会副秘书长周永泰在中国模具工业的现状与发展一文中讲到：“模具是制造业的重要基础工艺设备，用模具生产制件所达到的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要。现在，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。” 1随着工业经济的快速发展，冷冲压工艺已经成为现代生产加工活动中不可或缺的
15、一种高效加工方法。冲裁加工方法广泛应用于薄料产品的大批量生产过程中，电机定子片正是一种需求量较大的薄料类零件，该课题主要研究的就是加工电机定子片所用的专用冲裁模具。由于定子片内轮廓形状复杂，其薄弱处在冲裁过程中容易产生局部变形，另外材料厚度较小，则冲裁间隙也很小并且很难保证间隙均匀。针对加工薄料零件时的这些技术困难，本次设计对模具凸凹模等关键部分尺寸及各辅助零件的尺寸进行了详细的设计计算，并按照国家标准和实际情况对凸凹模结构进行了合理的优化，从而大大降低了定子片的冲裁加工难度，保证了其加工精度。第2章 模具总体结构设计2.1 冲压加工的经济性所谓经济性，就是以尽可能少的生产消费获得尽可能大的经济效益。根据实际情况，在冲压生产过程中可以通过采取一些措施来降低冲压件的成本，下面就简单介绍几种有效的途径：（1） 降低小批量生产中的冲压件成本；（2）工艺合理化；（3）多件同时冲压；（4）冲压过程的高速自动化；（5）提高材料利用率，降低材料费。此次设计为电机定子片的冲裁模具，并且定子片的生产批量为中等批量，所以我们在这里着重考虑冲模工艺优化对冲裁加工经济性的影响。 在制定工件的冲压工艺时，处理工序的分散与集中是比较复杂的问题。它取决于工件的批量、结构形
