吊扇电机外壳设计
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1、 吊扇电机外壳冲压成型模具设计1绪论1.1课题背景及目的吊扇电机外壳是应用于部分家电上的零部件，产量大，应用广泛。选取吊扇机电外壳冲压成型作为本次毕业设计是对大学四年所学知识的一次实际检验。通过本次毕业设计，将大学四年所到的专业理论知识和各种实习中学到的实用经验运用于设计过程中的查阅资料、交流、分析、计算、绘图、检查、出图等，正确的解决复合模模具工艺分析以及工艺方案的确定，基于零件实际合理设计模具结构，了解最新的模具设计知识和模具制造的前沿进展，掌握排样的正确方法、材料领利用率计算、冲压工艺力的计算、压力中心计算、刃口尺寸计算、橡胶和弹簧的选用计算及其校核、凸、凹模结构的合理设计以及其他零部件
2、的选用、计算和校核等。绘制复合模的装配图及其零件图（总面积相当于2.5张A0图纸），并编写一份详尽的设计说明书，填写冲压工艺卡，制定两份主要零件的机加工工艺卡。1.2国内外模具材料发展现状模具在现代工业占据了非常重要的角色，其中模具制造的基础就是模具材料。模具的承载能力、精度、使用寿命、生产成本、制造周期以及产品质量在很大程度取决干材料的合理选择和热处理工艺1。在设计模具时，很重要的一个环节就是模具材料的选择。合理选材不仅要考虑到不同材料自身的性能、使用寿命和其适宜的工作环境，还要考虑到被加工零件的特性、生产批量等等。（一）、模具材料按照传统的方法，从模具服役方面可以把模具材料划分为冷作模具钢
3、、热作模具钢和塑料模具钢。下面分别介绍这三个材料：I、冷作模具钢冷作模具钢主要用于制造在室温条件下进行压制成形的模具，比如冷冲压模具（落料冲孔模、修边摸、冲头）、冷拉伸模具、冷墩模具和冷挤压模、压弯模等。冷作模具正常失效形式主要是磨损、脆断、折弯、咬合、塌陷、啃伤、软化等，因此要求冷作模具用钢在相变热处理后，具有高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳、抗咬合等能力，以保证模具具有一定的耐用度2。常用的模具材料有以下几种：碳素工具钢碳素工具钢应用非常广泛，如T8A、T10A等。它的优点是可锻性好、价格便宜。但淬透性差、热处理变形大、易开裂。只能制作尺寸不大、形状简单、要求不是很高的模具。高碳高铬
4、工具钢常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2）。它们不仅热处理变形很小，而且具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须通过镦拔改锻降低碳化物的不均匀性。高速钢高速钢具有模具钢中最高的硬度、耐磨性和抗压强度，其中钼系高速钢(W6M05C r4V2)比钨而钼系高速钢(W6M05C r4V2)与钨系高速钢(W18Cr4V)相比，具有碳化物细小、分布均匀、热塑性高和强韧性更高等优点。超硬工具钢它的优点耐磨性和可磨削性较好，缺点是抗弯强度低、韧性差。基体钢具有高速钢的特点，抗疲劳强度和韧性高于高速钢，且成本低。常用的基体钢有7Cr
5、7Mo2V2Si（代号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。硬质合金和钢结硬质合金 硬质合金的硬度和耐磨性在模具钢里是最强的，但抗弯强度和韧性差。钢结硬质合金的基体是钢，用作模具的硬质合金是钨钴类。II、热作模具钢热作模具钢主要用于制造使金属在高温下塑性成形的模具，比如热锻模、热挤压模、压铸模以及等温锻造模具等。热作模具的主要失效方式有变形磨损、氧化浸蚀、产生热疲劳裂纹和熔蚀粘焊等。所以要求热作模具材料有良好的抗氧化性，能忍受高温条件下的工作环境，具有低的线膨胀系数和高导热性，还要抗腐蚀和浸蚀。按工作温度可将热作模具钢分为3类：第一类：韧性模具钢，如5CrMnMo、5CrN
6、iMo、4Cr5MoSiV，以4Cr5MoSiV(H1 1)；第二类：强韧性模具钢，如H1 3、4Cr3M02V、4Cr5W2VSi、ER8，以H1 3为代表；第三类：高强度钢，如3Cr2W8V、HM3、GR，以3Cr2W8V为代表3。III、塑料模具钢塑料模具的工作条件与冷冲模不同，一般需在150200下进行工作。除了受到一定压力作用外，还要承受温度影响。塑料模具的主要失效形式有磨损和腐蚀、塑料变形失效和断裂。所以要求塑料模具钢具有耐热性、耐磨性、耐腐蚀性、优良的切削加工性、镜面加工性能、良好的热稳定性和热处理性能。新型模具钢包括渗氮型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢和耐蚀
7、塑料模具钢等。（二）、激光表面强化技术提高模具材料性能近几年随着工业产业的发展，对模具形状、质量、寿命和工作环境等要求也越来越高。采用表面强化技术可以提高模具表面性能。用一定功率密度的激光束扫描被处理模具的表面。光束离开时模具表面冷却形成表面强化层，从而提高了工件的耐磨性和耐蚀等性能。I、激光表面淬火在激光表面强化领域中，激光表面淬火技术应用最早也最成熟。用激光照射铁基合金，其表面会急速升温形成奥氏体，然后金属自身活跃的热传导性产生“自淬火”，形成马氏体。这项技术有以下特点：材料的加热速度与冷却速度高，提高了扫描速度及生产效率。激光表面淬火件的硬度变高，比常规淬火硬件高出至少5。其热影响区面积
8、小，基本不会使原物变形。激光表面淬火仅在局部进行，细小的激光束可以加工小件的特殊部位及局部部位。激光表面淬火不用对介质进行冷却处理，环保无污染。如果工艺合理， 其表面一般不存在无氧化脱碳现象，粗糙程度不变，因此质量高。II、激光表面熔覆激光表面熔覆是利用激光扫描将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，在基体表面形成与基体金属冶金结合良好的表面覆层的加工过程4。一个良好的熔覆层应不仅使用时没有脱落现象，而且不会开裂，没有气孔和夹渣。熔覆层与基体冶金结合，也可以提高耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性等。激光表面合金化激光表面合金化是利用激光把基体表层加热熔化，并且添加定量的合金元素，使其与基体成分
9、共熔，在基体表层形成一层含有合金成分的合金层。激光表面合金化技术最大的优点就是可以在表面性能差、价格低廉的基体金属表面制出耐磨、耐高温的合金表面。这将大大的节省昂贵的的金属材料，提高了基体材料的使用量，也就大幅减少了生产成本。不仅如此，其工件变形量小、易于实现自动化等特点也使得这项技术有非常广阔的发展前景。III、激光熔凝激光熔凝是利用高能激光束在金属表面进行连续的扫描，使表面薄层迅速熔化，并在很高的温度梯度下快速冷却、凝同，从而使材料表面产生特殊的微观组织结构的过程。它可以提高工件抗疲劳性能，增加强化层的总深度。现在激光表面处理已经应用于模具材料表面强化中。不止金属材料，今后可能还会运用于非
10、金属表面处理中。激光表面改性技术今后一定会朝着自动化、大批量的方向发展！（三）、模具材料的应用与发展近几年我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，在世界模具产值中所占比例显著提高5。经过几次钢种整顿的标准修订，在GB/T1299-2000合金工具钢标准中包含了37个钢种，基本上形成了我国特色的模具钢系列6。随着模具工业的发展，我国模具钢无论是从生产技术还是从品种质量上来说都取得了不小的发展。下面简要介绍这三种主要的模具钢发展情况7。I、冷作模具钢的应用与发展我国在原有的冷作模具钢基础上又开发出了一些新的冷作模具钢。低合金冷作模具钢在碳素工具钢的基础上加入铬、镍、硅、锰等合金元素，提高钢
11、的淬透性，常用模具钢比如CrWMn、9SiCr、GCrl5等。它们不仅具有有较高的强韧性而且使用寿命也比加合金前延长许多。缺点是在热加工控制好冷却速度，不然容易形成网状碳化物。高碳高合金耐磨冷作模具钢高碳高合金冷作模具钢是莱氏体钢，内部残留大量奥氏体。常用的模具钢有Cr12、Cr12MoV等。因其耐磨性好，承载力大，所以多用于大、中型冷作模具中。关于此类钢韧性差的问题，我国冶金工作者开发出了一些新型钢种，例如LD钢、GM钢等。此类钢有更好的韧性，更适合于高速冲床和多工位冲床8。基体钢基体钢常用的有65Nb钢、012Al钢等。这类钢主要用于制造冷挤压、厚板冷冲、冷镦等模具，尤其适于制造难变形材料
