汽輪發(fā)電機(jī)定子扇形片復(fù)式?jīng)_壓模的設(shè)計(jì)及制造工藝

摘要汽輪發(fā)電機(jī)是火力發(fā)電廠或核能發(fā)電廠中以汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行凸模計(jì)算、凸模外弧刃塊(右)加工工藝、凹模與凸模的鑲拼結(jié)構(gòu)、沖模閉合高度等相關(guān)第1章前言正由過去的勞動(dòng)密集和主要依靠工人的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備(主要是壓力機(jī))上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t60%以70%~80%,模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率準(zhǔn)化程度還不高(一般在40%以下),標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形2.2模具設(shè)計(jì)要求圖2-1產(chǎn)品圖作為主磁路的主要部分，嵌放電樞繞組，通常用0.5mm厚的硅鋼片沖片疊壓而成。度400～425℃,得到HRC=57～59。1)模座：包括上模座和下模座，上下模座用鑄鐵制成，用于安裝導(dǎo)向裝置、凹凸模3.2沖片模必須控制的3個(gè)參數(shù)1)按比例畫出凸模工作部分剖面的輪廓；(見圖3-1)2)在輪廓任意距離處，選定坐標(biāo)x-x和y-y;4)計(jì)算基本線段的中心位置到y(tǒng)-y軸的距離xl、x2、x3、x4及到x-x軸的X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4)/(L1+圖3-1沖裁壓力式3-1和式3-2中L1與L3為弧長，該處圓心角為24°根據(jù)弧長計(jì)算公式可以算出：又可知L2=L4=934.698Y1=1343.2294Y3=408.7114通過式3-1與式3-2可以求得：因此，壓力中心位置如圖3-2所示：圖中的(X0,Y0)既為沖模的壓力中心位置，我們在設(shè)計(jì)凸模在下模座上的位置時(shí)，應(yīng)該使它與壓力機(jī)滑塊中心線相重合圖3-2壓力中心3.4.3機(jī)床壓力校驗(yàn)計(jì)算沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出來的力叫頂件力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式4-3,4-4,4-5中P沖--沖裁力N—同時(shí)卡在凹模里的工件(或廢料)的數(shù)目；質(zhì)分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值可通過查表獲取。本案例中，我們使用的是剛性卸料裝置和下出料裝置Ps=P沛+P推根據(jù)平刃口模具沖裁力的計(jì)算公式：式4-6中P為沖裁力；L為工件周長；t為板料厚度；T為材料的抗剪強(qiáng)度；我們所沖裁的硅鋼片厚度是0.5mm,因此t取0.5;查表可知硅鋼片的抗剪強(qiáng)度T為190。因此我們這里的P沖=P落+P孔根據(jù)圖4-2我們可以求得：L孔=32×2π×9.5+4×2π×8+4×(2π×6.5+17×2)+4×(2π×5+30×2)+2πP沛=2271462.888N≈2271.463KN因此Pa=2414.57KN<3150KN(機(jī)床設(shè)定力),故校驗(yàn)合格。3.4.4凹凸模的間隙計(jì)算根據(jù)沖模間隙的公式：Z:沖模總間隙M:間隙系數(shù)(其與沖裁材料性能有關(guān)，一般取0.1-0.13)T:材料厚度由于被沖壓材料厚度為0.5mm硅鋼片，模具較大，間隙可略大取0.07mm～0.09mm。圖3-3凹模3.4.5凹凸模的間隙計(jì)算慮到?jīng)_壓出來的片子由于應(yīng)力釋放，會(huì)比實(shí)際的尺寸略大，故根凹模上外圓半徑R=產(chǎn)品外R+△-2/3△=1639.68+0.3-2/3*0.3=1639.78mm產(chǎn)品圖上的內(nèi)圓半徑R=705.0320+0.3凹模上內(nèi)圓半徑R=產(chǎn)品內(nèi)R+△-2/3△=705.032+0.3-2/3*0.3=705.042mm按此公式可以得出凹模上其余的尺寸。圖3-4凸模3.4.6凸模計(jì)算根據(jù)前面算出的間隙，我們間隙兩面取0.08mm。(如圖3-4)例如：凸模上外圓半徑R=凹模上外圓半徑R-0.04=1639.78-0.04=1639.74mm凸模上內(nèi)圓半徑R=凹模上內(nèi)圓半徑R+0.04=705.042+0.04=705.082mm按此公式可以得出凸模上其余的尺寸。3.4.7凸模外弧刃塊(右)加工工藝圖3-5凸模外弧刃塊(右)表3-1凸模外弧刃塊(右)加工工藝序號工序1刨銑銑兩平面至30.4,光出四面，對角尺。2平磨磨30兩平面，放磨余量0.2-0.3mm。3鉗床劃線，鉆鉸銷孔3-φ10H7,4-φ12H7及沉孔φ14深10,鉆攻8-M12,鉆孔3-φ11及沉孔17深20。鉆2-φ19及外形穿線孔2-φ20。4熱處理5數(shù)控平磨磨30兩平面，控制尺寸，控制平行度在0.02mm之內(nèi)，凸模刃塊必須等6鉗床劃線，清楚熱處理垃圾。序號工序7慢線多次切割拼縫面及型面，間隙，控制尺寸。一次切割落廢料及讓開面。一次切割2-φ19.08,放0.3mm余量。8平磨磨接刀面。坐標(biāo)磨校對外形尺寸，磨削2-φ19.08,控制0°8’斜度?？刂瞥叽?，位置公差。鉗床油光。3.4.8凹模與凸模的鑲拼結(jié)構(gòu)(a)和4-6(b)分別為凸、凹模的刃塊鑲拼圖。在這里，我們的凹模采用了13塊刃塊、圖3-6(a)凸模刃塊鑲拼圖圖3-6(b)凹模刃塊鑲拼圖沖模閉合高度H,一般按下列關(guān)系選擇：Hmax-5≥H≥Hmin+10本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。該模具在凹凸模的擺放上采用了倒裝的形式，既凸模在下模部分，凹模在上模部分；出件方式采用彈頂器自下模內(nèi)頂出至模具工作面上；沖裁件的平整度較好；廢料不在凸凹模內(nèi)積聚，壓力機(jī)回程時(shí)，廢料即從凸凹模內(nèi)推出；受力情況方面比倒裝復(fù)合模要好，但凸凹模的內(nèi)形尺寸易磨損增大；適用于沖裁薄件、平整度要求較高。為了保證模具制造的準(zhǔn)確性和精密性，我們在生產(chǎn)過程中采用了以下方式：在刃塊的選擇上，我們采用了Cr12MoV的鋼料。該種鋼料是國際上廣泛采用的高碳高鉻型冷作模具鋼，屬于萊式鋼體，各項(xiàng)性能較好。由于此次采用的刃塊鑲塊比較多，考慮到線切割加工變形因素，裝配時(shí)如何保證間隙等難點(diǎn)，我們在線切割時(shí)采用了3次粗割2次精割的處理方式避免小鑲塊的尺寸出現(xiàn)超差。拼裝凸模分裝配的時(shí)候，我們先以其中一塊刃塊作為定位基準(zhǔn)，然后在墊板上拼接其他凸模刃塊，同時(shí)打下螺釘孔，用螺釘翹住。接著我們用塞片和銅杠敲準(zhǔn)間隙以后打銷釘孔，并且打入銷釘把凸模完成定位。在完成凸模拼裝之后，我們再以凸模來拼凹模。用類似的手法，我們先按圖示位置將拼裝好的凸模安裝在模座上，然后根據(jù)凸模的邊沿來拼接凹模刃塊，進(jìn)行初步定位，完成了初步定位我們就用502膠水將凹模刃塊粘貼在墊板上，上鉆床打孔用螺釘初步定位。完成初步定位之后仍然根據(jù)凸模位置將初步定位完成的凹模刃塊與其進(jìn)行拼合通過塞尺調(diào)整間隙至規(guī)定尺寸，完成調(diào)節(jié)之后打銷釘孔，用銷釘完成最終定位。在刃塊的拼接過程中，如果遇到尺寸問題則立即送至磨床進(jìn)行磨削，磨削量由操作師傅按實(shí)際情況確定。前面提到，模具的另外兩大重要參數(shù)分別為導(dǎo)柱導(dǎo)套與上下模座的垂直度以及裝配完成之后，凹凸模刃塊與模座上下底面之間平面的平行度，我們在生產(chǎn)制造過程中也采取了相應(yīng)得措施。在打?qū)е椎臅r(shí)候，由于導(dǎo)柱孔徑超出了我廠鉆床最大鉆孔孔徑的加工范圍，因此我們會(huì)先用φ42的鉆頭打入模座面然后鎖住機(jī)床主軸換上鏜刀分兩至三次將孔徑鏜至尺寸。并且我們的導(dǎo)柱孔是配打的，既在裝配凹模的同時(shí)，按照下模導(dǎo)柱的位置在上模座相應(yīng)位置劃線，然后再用如同打下模座的導(dǎo)柱孔相同的方式打上模座孔。為了保證凹凸模刃塊與模座上下底面之間平面的平行度，我們在完成裝配后要把上下模分別放在廠里的龍門刨床改裝的龍門磨床上進(jìn)行最后的磨削展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高(一般在40%以下),標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)