模具之家讯:引言 我公司生产多个品种的微电机,圆筒机壳的电机已成为出口创汇的主要产品。交流电机圆筒形钢制外壳用以固定定子铁心,配以前后端盖成为电机结构不可缺少的结构部件,传统上都是由直径ф60~ф100,壁厚3~5mm的无缝钢管车制而成。成本高,生产效率低,劳
引言
我公司生产多个品种的微电机,圆筒机壳的电机已成为出口创汇的主要产品。交流电机圆筒形钢制外壳用以固定定子铁心,配以前后端盖成为电机结构不可缺少的结构部件,传统上都是由直径ф60~ф100,壁厚3~5mm的无缝钢管车制而成。成本高,生产效率低,劳动强度大。
为此我公司开发了两辊卷圆机,对于中小批、多直径规格的圆筒机壳生产非常适用。但对于大批生产固定直径规格的机壳,还需要改进工艺提高生产率,经多年研究采取了5道单工序,即落料、冲散热孔、压圆、扣合、整形。
首先落下两端有凹凸扣合槽的坯料,冲制散热孔等特征,然后一步冲制成圆形工件,扣合,整形,能够较好的满足设计要求,如图1。
图1 机壳的图样
1 工艺分析及计算
1.1 工艺分析
工件材料为08F,厚度1.2mm,不仅有良好的延展性也有良好的导磁性和较少剩磁,最适合作为小功率电机机壳。应力应变会引起变性中的回弹,对于厚度较大的工件更为突出,应在模具设计中考虑。工件成圆后,须有一段凹凸扣合槽重叠段,应确保精确重合,紧扣住。
1.2工件展开长度计算
本例的基本尺寸应确保机壳内圆直径西82.5±0.025,成圆过程中会有外层受拉应力和应变后变长,内层受压应力和应变后缩短,在受拉和受压之间有一层既不受拉也不受压的过渡层即中性层,该层成圆前后尺寸不发生变化,以此计算毛坯料的展开长度。
坯料展开长度L=пd=262.9mm,考虑到整形须留一定的量,一般将落料尺寸减少0.3%。因此展开尺寸L=262.9X(1-O.3%)=262.1mm。扣合用凹凸槽长度另外计算并加到展开尺寸上。
1.3冲裁力计算
1.3.1落料力
落料力的大小与材料的机械性能、厚度及落料件周边长度有关。用平刃落料时,落料力可由下式计算:P1=1.3L1*t*τ
式中:P1,为落料力,N;T为板料厚度,mm;τ为材料的剪切强度,08F由手册查得τ=310N/mm2;L1为落料件周边长度,本例中为1074mm。
本例中P1=1.3*1074*1.2*310=520kN。根据落料力和模具大小可选J29-160型开式压力机。
1.3.2弯曲力
弯曲力与工件材料机械性能、板料厚度、工件形状尺寸、弯曲半径、模具间隙等因素有关。由于因素错综复杂,难以精确计算,需用经验公式概略估计。应采取校正弯曲时的弯曲力计算。可按下式计算:P2=gF
式中:P 2为校正力,N;g为单位校正力,MPa,本例取40MPa;F为工件被校正部分的投影面积,mm2。
本例为10400 mm2。P2=10400×40=416kN。选用630kN压力机。
2模具结构设计及工作过程
2.1 成形工艺
将落料后冲制好散热孔的坯料放入卷圆模中,压制卷圆,模具结构如图2所示。工作过程是将坯料放入凹模上,由定位块定位,开启压力机,凸模接触到工件后,工件中间随凸模下行,工件弯曲成U形,随着凸模的继续下行接触到凹模,使左、右凹分别模绕旋转销转动,将工件抱在凸模上成形为圆,卷圆完毕,滑块回程后,将工件取出即可,随后扣合。
图2 模具结构图
2.2整形
机壳圈圆扣合后必须整形,用胀形模将机壳内径胀至所需尺寸,保证有足够圆度和尺寸精度。
将已卷圆扣合的机壳套在如图3所示的整形模的胀套中,开启油压缸,胀芯下行(通过连接件与油压缸连接紧固),胀套横向涨开。当油压缸回程后胀套在弹簧力的作用下脱离工件,然后将机壳从胀套中取出,机壳整形完毕。
图3 整形模
3 结束语
近年来,钢板机壳在微电机的使用越来越广泛。经过几年的试验和改进,以及上百万电机的使用证明设计是合理的,整形后的工件是符合实际需要的,大大降低了成本,提高了效益率,经济效益十分显著。
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