电动机定子铁芯冲槽模具设计.docx
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电动机定子铁芯冲槽模具设计
毕业设计（论文）
电动机定子铁芯冲槽模具设计
系部：
机械电子工程系
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
四
姓名：
xxx
学号：
xxx
指导教师：
xxx
完成时间：
2011年5月1日
东北石油大学华瑞学院
毕业设计（论文）任务书
题目汽车变速箱体工艺及铣床夹具设计
主要内容：
本次毕业设计主要工作内容是完成箱体工艺规程编制及铣床夹具的设计，并完成A0图纸3张以上的模具装配图及各零件的零件图，完成设计说明书一份，毕业设计完成后进行答辩。
基本要求：
1．查阅与本课题相关的中外技术资料并进行外文阅读和翻译。
2．熟悉和掌握应用SolidWorks软件。
3.电动机定子铁芯冲槽模具设计。
4.完成冲模的零件图和装配图。
5.模具的零件和装配体的建模及动画设计。
6.撰写毕业设计论文。
主要参考资料：
[1]蔡春源，机械设计零件手册．北京：
冶金工业出版社．1994
[2]郑可锽，实用冲压模具设计手册．北京：
中国宇航出版社．1990.5
[3]方日杰，电机制造工艺学．北京：
机械工业出版社．1999.10
[4]杨玉英，实用冲压工艺及模具设计手册．北京：
机械工业出版社．2005.11
完成期限：
2011年6月15日
指导教师签章：
专业负责人签章：
2011年3月10日
摘要
在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。
用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工方法所不能比拟的。
因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。
因此，如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。
模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。
模具加工技术，可以提高制造业的综合效益和竞争力。
研究和建立模具工艺数据库，为生产企业提供迫切需要的高速切削加工数据，对推广高速切削加工技术具有非常重要的意义。
本次毕业设计就是在SolidWorks平台上对电动机定子铁芯冲槽模具设计及动画演示。
在设计过程中，通过了解和掌握冲压模具材料及定子铁芯冲槽模具设计的有关知识，主要完成了模具的工作零件、定位零件、导向零件和装配零件的设计，并利用SolidWorks软件进行三维造型及工作过程的动画设计。
本冲压模具采用的是冷冲压，冷冲压是一种先进的金属加工方法，与其它加工方法比较，有很多优点。
在压床简单冲压下，能得到形状复杂的零件，而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。
如汽车驾驶室的车门、顶盖和翼子板等这些具有流线型零件；制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有—定精度，具有互换性；在耗料不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件；材料利用率高，一般为70％～85％；生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次，毛坯相零件形状规则，便于实现机械化和自动化；冲压零件的质量主要靠冲模保证．所以操作方便，要求的工人技术等级不高，便于组织生产；在大量生产的条件下，产品的成本低。
冷冲压模具也有缺点，缺点是模具要求高、制造复杂、周期长、制造费昂贵。
因而在小批量生产中受到限制。
另外，冲压件的精度决定于模具精度。
如零件的精度要求过高、用冷冲压生产就难以达到。
关键词：
定子铁芯；冲压模具；冲压工艺；模具设计；建模
Abstract
Inthecurrentfiercecompetitioninthemarket,theproducttomarketsoonerorlater,isoftenthekeytosuccess.Shownwiththemoldhigh-precision,highcomplexity,highconsistency,highproductivityandlowconsumption,otherprocessingmethodscannotmatch.Therefore,customersincreasinglydemandingshorterdevelopmentcyclemold,manycustomerscomefirstdeliverysetthemold,thenisthequalityandprice.Therefore,howtoensurequality,costcontrol,underthepremiseprocessingmoldisworthyofseriousconsideration.Moldprocessingtechnologyisanadvancedmanufacturingtechnology,hasbecomeanimportantdirectionofdevelopmentintheaerospace,automotive,machineryandotherindustriesaremorewidelyused.Moldprocessingtechnology,canimprovetheoverallefficiencyofthemanufacturingsectorandcompetitiveness.Researchandtheestablishmentofthemoldprocessdatabase,provideurgentlyneededfortheproductionofhigh-speedmachiningdata,thepromotionofhigh-speedmachiningtechnologyisofgreatsignificance.
ThegraduationprojectisontheSolidWorksplatformNotchingmotorstatorcoremolddesignandanimation.Inthedesignprocess,throughunderstandingandknowledgeofmaterialsandstampingdiesNotchingstatorcoreknowledgeofmolddesign,themainworkingpartstocompletethemold,positioningparts,steeringpartsandassemblypartsofthedesignanduseofthreedimensionalmodelingsoftwareSolidWorksAndworkingprocessoftheanimation.
Thestampingdieisusedincoldstamping,coldstampingisanadvancedmetalprocessingmethods,comparedwithotherprocessingmethods,hasmanyadvantages.Insimplestampingpresses,thepartsofcomplexshapecanbe,andthesepartsisnotpossiblewithothermethods,orhardtoget.Suchascarcabdoors,roofandfendersandotherpartsofthesehavestreamlined;partsaregenerallynotpreparedforfurtherprocessing,canbedirectlyusedforassembly,butalso-givenprecision,withinterchangeability;infeedconsumptionisnotCircumstances,cangethighstrength,sufficientrigidityandlightweight,smoothandbeautifulappearanceoftheparts;materialutilizationhigh,generally70%to85%;highproductivity,generalavailabilityofapunchpunchapart,andpressoneminuteSchedulevariesfromseveraltimes,asmanyhundredsoftimes,theroughshapeoftherulesrelativetoparts,tofacilitatemechanizationandautomation;stampingdiesmainlybythequalityofpartsguarantee.Soeasytooperate,requireslowtechnicallevelofworkers,facilitateorganizationofproduction;inthemassproductionconditions,lowcostproducts.Coldstampingdiehasitsdrawbacks,thedisadvantageisdemandingmold,manufactureofcomplex,longperiod,highmanufacturingcosts.Thereforelimitedinsmallbatchproduction.Inaddition,theprecisionstampingprecisiondependsonthemold.Suchashighprecisionparts,coldstampingproductiondifficulttoachieve.
Keywords：
Statorcore；Stampingdie；Stampingprocess；Molddesign；
Modeling
第1章绪论1
1.1冲压的概念、特点及应用1
1.2冲压的基本工序及模具2
1.3冲压技术的现状及发展方向2
1.4现代模具市场分析及分布情况3
1.5本课题研究的意义5
第2章工艺分析6
2.1分析前的基础性准备7
2.2工件的材料选择及结构形状9
2.3冲裁工艺方案的确定9
第3章工艺参数的计算12
3.1冲压力的计算12
3.2卸料力的计算12
3.3推件力的计算13
3.4压力中心的计算14
3.5冲裁间隙的计算15
3.6冲模制造公差的计算16
第4章模具总体结构的设计20
4.1模具结构形式的确定20
4.2操作与定位方式的确定20
4.3卸料方式的确定20
4.4导向方式的确定21
第5章模具主要零件的设计22
5.1模具的零件及其材料22
5.2模具凹模的设计23
5.3模具凸模的设计25
5.4定位零件的设计26
5.5卸料装置的设计27
5.6凸模固定板的设计27
5.7垫板的设计27
5.8模柄的设计28
5.9模架的设计28
第6章冲压设备的选择及校核30
6.1冲压设备的选择原则30
6.2冲压设备的选择33
6.3冲压设备的校核34
第7章模具的装配与动画设计35
7.1模具的装配原则35
7.2模具的装配36
7.3模具的动画设计39
结论43
参考文献44
致谢45
附录46
第1章绪论
1.1冲压的概念、特点及应用
冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。
冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下：
（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。
这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。
所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。
冲压加工在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。
相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。
在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。
不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。
因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
1.2冲压的基本工序及模具
由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。
概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。
这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合、级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。
通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。
但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。
工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。
上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
1.3冲压技术的现状及发展方向
目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。
特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。
这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。
研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。
目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。
其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16～17级；我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。
无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。
精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。
目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。
我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2～5微米，进距精度2～3微米，总寿命达1亿次。
我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。
在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:
一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。
1.4现代模具市场分析及分布情况
我国的工业经济，已经到了大批量规模经济和小批量多品种经济同时发展的时期。
大批量生产和小批量多品种生产对模具的要求虽然有所不同，但就其对模具的依赖性来说，则是大同小异。
经济发展较快的时期，产品畅销，自然要求模具的发展能跟上，而经济发展滞缓时期，产品不畅销，企业必然想方设法开发新产品。
这同样会给模具带来强劲的需求。
因此，模具市场的发展趋势，就总体而言，应该是平稳向上的。
鉴于此，国内行家都称“现代模具工业是不衰亡工业”。
我国的模具市场销售逐年稳步发展。
从1988年模具的产值约30亿元发展到1993年的约110亿元，再发展到1997年的200亿元左右，基本上是以每年10％-20％的速度递增，没有大起大落。
在这个总量中，自产自用一直占多数。
但随着模具专业化生产的发展和市场经济的不断开拓，进入社会作为商品流通的模具比例逐年提高，使市场销售结构也发生了相应变化。
由于模具产品进入市场较晚，专业化和商品化程度较低，技术价值在价格上体现不够等因素，长期以来，我国模具产品的价格一直偏低。
长期偏低的模具价格不利于我国模具工业的发展。
近年来，模具产品市场的价格走势，排除涨价因素以外，一直在缓慢上升。
其中，大型、精密、复杂和长寿命模具上升得快一些，一般中、低档模具产品价格上升得慢一些
模具市场共有l0大类46小类，其中有些产品如粉末冶金模具等，基本上自产自配，市场上作为商品流通的很少。
锻模也是以自产自配为主。
铸造模具中，只有冲压模商品化程度较高。
模具为各种工业产品服务，其市场分布大都随有关工业产品而分布。
就模具产品市场的总体来看，其分布大致与工业分布相匹配。
广东、江苏、上海、山东等工业相对集中的省市，模具市场也相对集中。
浙江省的模具外供量大，是模具标准件及模具材料相对集中的一个市场。
下面介绍一下部分模具产品市场分布情况。
（1）冲压模具
冲压模具是10大类模具中使用数量最大的一种，分布极为广泛。
上万个生产企业中，很难判别各家的市场分布。
冲压模具中精度最高的当数多工位级进模，这类模具的制造厂家不多，但都具有精良的设备。
（2）汽车覆盖件模具
一汽模具制造有限公司、东风汽车模具厂、成都成飞汽车模具中心和天津汽车模具有限公司是我国的四大汽车覆盖件模具生产企业，市场占有率排行在前，已得到了行业公认。
哈尔滨哈飞模夹具制造厂、南京跃进汽车集团公司工具公司、山西冲压厂、华北模具厂和河北兴林集团等汽车覆盖件的年销售额均己超过1000万元，有一定的市场占有率。
（3）塑料模具
塑料模具的种类繁多，以大型注塑模具来说，年销售量达2000万元以上的有浙江模具厂、科龙模具有限公司、青岛海尔模具公司和浙江黄岩模具二厂等。
以省市来说，广东和浙江等省的塑料模具年销量都在10亿元以上。
总体来看，南方的塑料模具市场比北方发达，市场占有率远高于北方。
（4）冲压模具
随着汽车、摩托车的发展，冲压模近几年发展较快。
在这一市场中，广州型腔模具厂和成都兴光冲压模具工业有限公司等市场占有率名列前茅。
广东的联盟五金塑料模具厂拥有50000m²厂房，3200名员工，近千台设备，一年能生产冲压模具及塑料模具1万多套，可以说是我国规模最大的模具厂。
1.5本课题研究的意义
冲压模具设计是否正确合理、先进和适用,对于冲压生产中冲压件合格率的高低,作业循环的快慢,模具的制造难易程度及模具的使用寿命等都具有重要的影响。
本课题正是考虑到以上的因素，选择了冲压模具设计。
这也正是符合当前研究的热点和市场的需求。
不论在科研还是实际生产中都有着深刻的现实意义。
第2章工艺分析
电动机定子铁芯是电机磁路的重要组成部分，它和转子铁芯、定子和转子之间的气隙一起组成电机的磁路，铁芯制造工艺对电机的运行性能影响很大。
铁芯制造工艺包括冲片制造和铁芯压装两个部分。
本设计分析的是冲片制造部分，以下是电动机定子铁芯冲片的简图，如图2-1。
图2-1工件简图
2.1分析前的基础性准备
冲压生产时，冲压工艺方面的各种工艺参数的正确采用，是获得优质冲压件的决定因数，而冲压模则是正确选择和调整有关工艺参数的基础。
冲压模在冲压生产过程中所
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