汽车电机外壳冲压工艺及模具设计.doc

济南大学毕业设计--1前言模具是成型不同形状的一种特殊装置，由于物品所采用的材料不同，模具成型的方法也是方法各异，一般将模具成型分为冲压成型、压铸成型、注塑成型、吹塑成型、橡胶模具成型和玻璃模具。模具在汽车行业、家用电器、冶金机床行业等机械制造行业中占有极其重要的作用。模具生产和机械切削加工相比具有材料利用率高，能耗低，生产效率高，周期短和成本低等特点。从20世纪80年代开始，在发达国家的模具行业，已经从机床行业中分离出来了，并发展成为一种独立的行业部门，其年产值已经超过机床行业的的产值。自改革开放以来，我国的模具行业突飞猛进，近年来一直以15%的速度迅速发展，并且在一些高等院校中也设置了模具专业课程，培养了大批高等模具技术人才。当前，为了提高对市场快速反应能力提高互换性，大力采用模具标准件，并行工程和快速原型技术得到广泛推行。计算机的应用，模具行业也研制推广了CAD/CAM技术、RPM技术、气辅注塑技术先进制造技术。模具设计必然成为推动模具发展技术关键因素。大量统计表明设计费用占成本的15%，但设计却决定了产品总成本好坏的70%，可以说设计成为制约产品成功与否的根本因素。激烈的市场竞争中，必须采用现代的设计方法。模具行业的计算机软件CAD\CAM、UG、PRO/E等应运而生。但我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。自1999年以来产值呈逐年递增趋势，年增长率均在12%以上；其次，我国模具产品进口金额的增幅有逐年下降的趋势，出口比例逐年加大（尤其是2002以来）进出口比例正逐步趋向合理，2005年达到0.36。然而，与需求相比，中国模具工业明显供不应求，自2002年以来，贸易逆差均在10亿美元以上，致使我国仍为世界上模具年净进口量较大的国家。在信息化带动工业化发展的今天，我国冲压模具行业水平必须尽快提高。在国家产业政策的正确引导下，通过改革开放，采取各种有效措施，把技术创新和管理创新放在首位，我国冲压模具也不断提高水平，与世界先进水平的差距也是逐渐缩小。2工艺方案的制定2.1零件的工艺性分析2.1.1汽车电机外壳工艺性分析电机的机壳和机盖决定了该电机中定子和转子的相对位置，是组成电机的关键零件。机壳和机盖制造品质的好坏直接影响到电机的输出功率、运行噪声和发热等电机的性能。图2-1是某车启动电机外壳的零件图，材料为08T钢，厚度为2mm。电机壳的内筒壁上装有定子并支撑着装有转子的轴轴承。因为电机的定子和转子的间隙较小且较均匀，所以零件头部的轴承室和内筒壁的尺寸精度以及两处的相对位置精度较高。该零件属于带小法兰的筒形拉伸件，通过拉深加工而成。关键是确定拉深次数与拉深系数，08T钢属于普通碳素结构钢，含碳量低，塑性、韧性较好，抗剪强度为260-360Mpa，抗拉强度为330-350Mpa，有利于拉深成型加工。材料牌号材料状态抗剪强度τ∕MPδ抗拉强度τ∕MPa伸长率δ/%屈服强度δa/MPa优质炭素结构钢08F退火260~310280~39032180图2-1汽车电机外壳2.1.2毛坯尺寸计算由图2-1的零件图可知，该零件的坯料为圆形板料。因为在此制件的拉深过程中并不是变薄拉深，所以可以根据面积不变的原则来计算毛坯的面积。一般的拉深件，在拉深成形后，工件口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，以达到工件的拉深要求。在计算此制件的毛坯尺寸时需加上修边余量。因为凸缘直径d=196mm，中径d=146mm，=1.34由表2-1可查取修边余量。表2-1有凸缘圆筒形拉深件的修边余量凸缘直径d凸缘相对直径--2--2.5≤2525~5050~100150~2001.82.53.55.01.62.03.04.21.41.82.53.51.21.62.22.7由上表可查出δ=5.0。此制件为形状简单的旋转体拉深件，在计算其毛坯直径时，首先将拉深件划分成若干个简单的几何形状，如图2-2所示，分别求出各部分的面积并相加。即得到工件面积A。图2-2简单几何形状a==1768（2.1）式中：d—圆环的外直径；d—圆环的内直径；a==5665（2.2）式中：r—球环半径；d—球环外直径；（3）a==20498（2.3）式中：d—筒形件的中径；h—筒形件的分段高度；(4)a=8rh==22880综上：A=a+a+a=1024.4+1519.4+20498=184538毛坯面积为A,按毛坯相等的原则，故A=A。所以毛坯直径为：D==440mm（2.4）所以，毛坯的直径为440mm。2.1.3工艺方案的制定