多工位級進模設(shè)計開題報告

1、<p><b>　　開 題 報 告</b></p><p>　　題目 微電機轉(zhuǎn)子與定子片沖孔落料多工位級進模設(shè)計</p><p><b>　　1 課程名稱</b></p><p>　　微型電動機定子片和轉(zhuǎn)子片如圖所示，其材料為電工硅鋼片厚度0.35，大批量生產(chǎn)。試設(shè)計該產(chǎn)品的沖壓模具，并完成如下設(shè)計任務：&l

2、t;/p><p>　　2 論文的目的與意義</p><p>　　微型電動機、電器產(chǎn)品中，硅鋼片定子、轉(zhuǎn)子（俗稱鐵心）是重要部件之一，鐵心重量占產(chǎn)品重要的25%~35%, 鐵心的質(zhì)量對產(chǎn)品性能有直接的影響，它們是由幾十片乃至幾百片沖片經(jīng)疊裝形成。常用的加工方法需要經(jīng)過剪裁、分離落料、沖槽孔等沖壓工序。加工后的定轉(zhuǎn)子沖片需經(jīng)過手工或機械理片后才可進行壓裝，理片主要是使沖片的毛刺方向一致和確定沖片的

3、標記位置。為保證鐵心疊裝后有一定的片間壓力，一般采用的緊固方法有：鉚釘或螺栓連接、扣片及壓圈（角形或平的）連接、氬弧焊等。這種加工方法工序多，手工操作多，生產(chǎn)效率低，工人勞動強度大，疊裝質(zhì)量難以保證。本課題目的就是為了設(shè)計一套定子與轉(zhuǎn)子的相關(guān)模具，采用成形的加工方法，提高產(chǎn)品的精度。更重要的是，提高生產(chǎn)效率，從而降低成本。</p><p>　　隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，微電機定子、轉(zhuǎn)子已經(jīng)采用在高速沖床上的級進模生產(chǎn)，

4、趨向高速自動化生產(chǎn)。定子和轉(zhuǎn)子的疊裝也逐步由手工疊裝向模內(nèi)自動疊裝過渡。</p><p><b>　　3 國內(nèi)外研究概況</b></p><p>　　今年來，沖壓成形工藝有了很多新的進展，特別是精密沖裁，精密成形，精密剪切，復合材料成形，超塑性變形，軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率也有很大的提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的，新的

5、發(fā)展水品。前幾年的精密沖壓主要指對平板零件進行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲，精密拉深，壓印等，可以進行復雜零件的立體精密成形。過去的精密沖裁只能對厚度為5~8mm以下的中板或薄板進行加工，而現(xiàn)在可以對厚度達25mm的厚板實現(xiàn)精密沖裁，并可對抗拉強大大于900MPA的高強度合金材料進行緊密沖裁。</p><p>　　由于引入了計算機輔助工程(CAE),沖壓成形已經(jīng)從原來對應力應變進行有限元等分析

6、方面逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計。在沖壓毛坯設(shè)計方面也展開了計算機輔助設(shè)計，可以對排樣或拉深毛坯進行優(yōu)化設(shè)計。</p><p>　　此外，對沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓成形難度的判定以及成形預報等技術(shù)的發(fā)展，均標志著沖壓成形已經(jīng)從原來的經(jīng)驗，試驗分析階段走上沖壓理論指導的科學階段，使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。</p><p&

7、gt;　　沖壓加工自動化與柔軟化。為了適應大批量，高效生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應用了各種自動化的進出料機構(gòu)。對于大型沖壓件，例如汽車覆蓋件，專門配置了機械手或機器人，這不僅大大提高了沖壓件的生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也增加了沖壓工件和沖壓工人的安全性。在中小件的大批量生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應用了多工位級進模，多工位壓力機或高速壓力機。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)，為了適應多品種生產(chǎn)時不斷更換模具的需要，已經(jīng)成功地發(fā)展了

8、一種快速換模系統(tǒng)，現(xiàn)在一副大型沖壓模具，僅需6~8min即可完成。近年來，集成制造系統(tǒng)也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計，沖壓生產(chǎn)，零件運輸，倉儲，品質(zhì)檢驗以及生產(chǎn)管理等全面實現(xiàn)自動化。</p><p>　　自從美國Die Comp公司于1971年在簡單級進模中首先將CAD/CAM技術(shù)引入到?jīng)_模設(shè)計與制造中以來，沖模CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)成為沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向之一。1978年日本機械

9、工程實驗室開發(fā)了MEL系統(tǒng)，采用了圖形顯示設(shè)備和交互圖形設(shè)計技術(shù)，使CAD開始走向?qū)嵱没?。?0年代中期，人工智能技術(shù)在模具設(shè)計與制造中獲得應用，美國Purdue大學的G.Eshel地呢于1984年開發(fā)了軸對稱拉伸件沖壓工藝設(shè)計的專家系統(tǒng)。1992年印度學者Y.K.D.V.Pprasad等在AUTOCAD基礎(chǔ)上開發(fā)了普通沖裁模的CAD/CAM系統(tǒng)CADDS，采用參數(shù)化編程技術(shù)建立了模具標準件庫，但模具設(shè)計還是以交換式圖形設(shè)計為主。199

10、1年，Michael R.Doffey等在探討級進模的CAD/CAM時針對簡單鉸鏈件的沖壓加工開發(fā)了一個利用特征作為表達知識單元的系統(tǒng)。該系統(tǒng)將模具的表達分為幾何實體，特征，零件，裝配的能四個層次。條料排樣采用基于規(guī)則的理論方法及自動設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計分為標準件自動設(shè)計和凸，凹模等非標準件交互設(shè)計兩個部分，使模具設(shè)計走向智能化方向。</p><p>　　我國在沖壓模具的CAD/CAM方面也取得了重大進展。

11、上海交通大學在80年代初期開展了大規(guī)模的CAD/CAM研究開發(fā)工作，采用交互設(shè)計方法進行條料排樣，模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計方面采用了典型結(jié)構(gòu)及標準零件的自動調(diào)用和交互設(shè)計相結(jié)合的方法，開發(fā)了智能化數(shù)據(jù)庫，儲存了各種模具的典型結(jié)構(gòu)，標準零件，設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計方法和步驟，并向用戶開放，目前在上海交通大學已建立了模具CAD/CAM國家工程中心。</p><p>　　華中理工大學于1981年首先開始了精沖模的CAD/CAM工作。

12、近年來，在沖壓件特征建模，專家系統(tǒng)以及CAD/CAM系統(tǒng)柔性化方面取得了卓越的成就，并建立了模具CAD/CAM國家重點實驗室。</p><p><b>　　4 課題的可行性</b></p><p>　　盡管與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國沖壓技術(shù)還比較落后，但也形成了一套比較成熟的體系。定子與轉(zhuǎn)子片雖然是套沖件，但形狀對稱，沖壓技術(shù)完全可行。定子與轉(zhuǎn)子片不是精密零件，雖然尺寸

13、精度和位置精度要求很高，但沖壓具有精度高的特點，完全可以滿足精度要求。模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單位小批量生產(chǎn)，具有難加工，精度高，技術(shù)要求高，生產(chǎn)成本高的特點。所以，只有在沖壓生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成形加工的要求才能充分體現(xiàn)。微電機的定，轉(zhuǎn)子需求量比較大，是大批量生產(chǎn)，符合沖壓成形加工的要求。生產(chǎn)效率得到提高，從而獲得更好的經(jīng)濟效益。</p><p>　　5 論文擬研究解決的主要問題</p>

14、<p>　?。?）沖壓方案的選擇</p><p>　　沖件是由非圓外形及中間一大圓孔組成，材料為硅鋼片，厚度0.35mm。由于沖件有孔，通?？煞謩e選擇跳步和復合沖切兩種沖切方式成型。</p><p><b>　　（2）沖壓力的計算</b></p><p>　　壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和Fz，通常根據(jù)沖壓力的大

15、小初選壓力機，然后對模具閉合高度進行校核。</p><p>　?。?）排樣方式的選擇</p><p>　　排樣方式有橫排和豎排等多種排樣方式，我們要從材料利用率方面考慮，選擇最佳的排樣方式。</p><p>　　（4）凹模尺寸的確定</p><p>　　工藝零件直接參與工藝過程的完成并與坯料直接接觸，很大程度上影響模具的精度。而凹模的尺寸關(guān)系

16、到其他零件尺寸的設(shè)計，尤為重要。</p><p>　　（5）凹模尺寸的確定。</p><p>　　凸凹模是與料凸模和沖孔凹模作用的工作零件，為復合模特有。</p><p>　?。?）沖孔凸模長度的確定。</p><p>　　為了保證凸模的強度和剛度，必須進行相應的尺寸校核。</p><p>　?。?）凸模上端與上模座之

17、間進行壓應力校核，確定是否需要上墊板；凸凹模下端與下模座之間進行壓應力校核，確定是否需要下墊板。</p><p>　　6 論文的理論依據(jù)及研究方法</p><p>　　論文的理論依據(jù)是現(xiàn)有的模具設(shè)計的相關(guān)知識，包括尺寸的確定及工藝方案的選擇等。</p><p><b>　　研究方法：</b></p><p>　?。?）查

18、閱相關(guān)資料。根據(jù)資料上的相關(guān)知識，對產(chǎn)品進行工藝性分析，確定工藝方案，確定排樣方式并計算材料利用率</p><p>　?。?）公司實習觀察。理論與實踐結(jié)合，采用公司的經(jīng)驗公式，確定模具的相關(guān)尺寸。參觀模具制造車間，初步確定模具關(guān)鍵工作零件的加工工藝以及模具的裝配方案。</p><p>　　7 論文擬撰寫的主要內(nèi)容</p><p><b>　　（1）設(shè)計計算

19、任務</b></p><p>　　產(chǎn)品的沖壓工藝性分析；</p><p>　　沖壓工藝方案分析與確定</p><p>　　排樣計算及材料利用率的計算</p><p><b>　　沖壓工藝設(shè)計計算</b></p><p>　　模具主要結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算</p><p>

20、;　　模具主要零、部件設(shè)計</p><p><b>　　沖壓設(shè)備選型 </b></p><p><b>　　（2）繪圖任務</b></p><p><b>　　模具總裝配圖</b></p><p><b>　　模具零件圖</b></p>&l

21、t;p>　　模具總成三維圖（可選）</p><p><b>　　8 論文進度安排</b></p><p>　　第一周：周一實習動員，導師見面，周二、周三看錄像，周四、周五借工作服安全帽，借參考資料、查閱文獻；</p><p>　　第二周～第三周：開始畢業(yè)實習，定期撰寫實習筆記，撰寫實習報告3000words；</p><

22、;p><b>　　第四周：文獻翻譯；</b></p><p>　　第五周：查閱文獻，準備設(shè)計題目；</p><p>　　第六周：撰寫開題報告；</p><p>　　第七周：完成總體工藝方案的分析和確定；</p><p>　　第八周：完成工藝計算和模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；</p><p>　　第

23、九～第十周：完成模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇合適的成型設(shè)備（繪裝配圖）；</p><p>　　第十一～第十二周：完成模具零件的詳細設(shè)計（繪零件圖）；</p><p>　　第十三～第十四周：編制模具零件制造工藝方案，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書；</p><p>　　第十五周：完成所有設(shè)計文檔、資料的整理收尾工作，答辯（6月10日左右）。</p><p>&l

24、t;b>　　9 參考文獻</b></p><p>　　[1] 歐陽波儀，多工位級進模設(shè)計標準教程。北京：化學工業(yè)出版社，2008。</p><p>　　[2] 姜伯軍，級進模沖模設(shè)計與模具結(jié)構(gòu)實例。北京：機械工業(yè)出版社，2007。</p><p>　　[3] 陳炎嗣. 多工位級進模設(shè)計與制造. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p&g

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28、er, An axial-flux permanent-magnet generator</p><p>　　for a gearless wind energy system, IEEE Transactions on Energy</p><p>　　Conversion 14 (June) (1999) 251–257.</p><p>　　[7] M. Ay

29、din, Surong Huang, T.A. Lipo, Torque quality and comparison</p><p>　　of internal and external rotor axial flux surface-magnet disc</p><p>　　machines, IEEE Transactions on Industrial Electronics