小功率电机钢板接线盒的模具设计与制造

李成凯，李 玮

(1.淮安信息职业技术学院，江苏淮安223003;2.库特勒自动化系统(苏州)有限公司，江苏苏州215168)

0 引 言

电机接线盒通常用铸造方法生产，这种方法生产的接线盒，工序复杂，重量大，成本高，生产过程污染环境。小功率电机钢板接线盒改为钢板冲制而成，省去了机加工等多道工序，提高了工效，降低了成本。

1 小功率电机钢板接线盒的零件成型工艺分析

图1和图2分别为某电机制造厂生产的YY88M－A小功率电机钢板接线盒的上盖及下盖零件图，材料是08F，料厚1 mm。该零件结构复杂，在该类零件冲压模具设计时，准确确定坯料尺寸是设计的关键，这给模具设计带来不便。

在拉伸该零件时，可以认为它由圆角、圆弧和直边组成，圆角部分相当于圆筒形和锥形的拉伸，而圆弧和直边部分相当于弯曲。但是圆角、圆弧和直边并不是截然分开，而是互相关联，形成一个整体，所以拉伸时会互相影响，相互制约，致使金属材料发生移动并产生较大的应力。

图2 下盖零件图

小功率电机钢板接线盒是不规则盒形件，底部深度不一致，和一般的盒子有区别。在成型该零件的侧壁时，既要考虑弯曲又要考虑拉伸，由于上下不对称，会使材料发生流动，宽度方向伸长，长度方向缩短。毛坯变形区内的圆角和直边变形程度不一致，在伸长变形较大的部位产生很大的应力，材料变薄甚至发生破裂。该零件还带有凸缘，成型时比无凸缘的盒形件困难。综上所述，如果近似地按照零件展开进行工艺计算，会使短边尺寸过大，造成拉伸时材料流动困难，零件可能被拉裂。所以合理确定坯料尺寸成为拉伸成败的关键。

通过分析，采用落料拉伸、切边、冲孔等工序生产小功率电机钢板接线盒是可行的。

2 坯料尺寸的确定

该零件是不规则的盒形件，可参照盒形件拉伸的工艺计算，但不能完全照搬，计算后需要作适当的调整。

图3 方盒形冲压件一次成形毛坯选用图

这里先用有关经验公式进行初步计算，然后通过作图确定坯料形状和尺寸。将盒形件直边部分和转角部分分别展开，使坯料角部具有光滑过渡的轮廓。

(1)直边部分按弯曲变形计算。

浅底部分长度:

同理，深底部分长度:

圆弧R82部分的展开长度计算结果L3=69.8 mm，所以坯料总长度:

同理，浅底部分宽度是115.8mm，深底部分宽度是138.8mm。

(2)展开的角部毛坯半径R的计算。

圆角部分按四分之一圆筒形件拉伸变形进行计算。

浅底部分毛坯圆角:

式中:H为拉伸件高度;B为拉伸件宽度;r为侧壁间圆角半径(转角半径);rd为底与壁间的圆角半径;rp为凸缘与壁间的圆角半径;RF为底与壁间的圆角中心至凸缘边的距离;K为坯料直径，对于盒形件就是坯料宽度。代入数据，R1=17.8 mm。

同理，深底部分坯料圆角R2为27.6mm。

(3)作图得到首次试制坯料形状如图4所示(为了表达清楚，图中的尖角没有去掉)。

(4)通过反复试验得到最终毛坯形状，如图5中的虚线。

图4 首次试制坯料形状

图5 凹模

3 模具结构及原理

图6 下盖压型模结构简图

下盖压型模结构如图6所示。采用落料拉伸倒装复合模，一次成型，先落料，后拉伸。装在下模的弹压装置，保证弹压板高于凹模上平面0.5 mm，下型板低于凹模上平面1 mm，当上模下降时板料被落下预定的坯料形状，然后被逐渐拉入凸凹模内成型，落下的板料始终在弹压板与凸凹模之间移动，达到防起皱的作用，在防起皱的同时，还要防拉裂，所以压边力即不能大，又不能小，压边力的大小可调节弹压装置下面的螺母改变压边力的大小。为了顺利取下成型后的零件，排出零件内的压缩空气，下型板上要有排气孔。

4 模具制造及其要点

(1)在该模具制造时，将凸凹模的外形预先设计成图4的形状，长和宽按图示尺寸加4 mm，做成长方形，凹模先设计成如图5所示的形状，然后进行装配。试压时垫板不装入，落料形状尺寸定型后再加工装入。按图4先手工剪料试压修正坯料尺寸，此过程需反复进行，最终准确确定坯料尺寸，如图5的虚线的形状及尺寸，据此，将凸凹模外形和凹模形孔按图5的虚线形状及尺寸配套加工，凹模割下来的废料做弹压板。

(2)切割凹模的穿丝孔不能留在凹模上，穿丝孔只能打在弹压板上。

(3)拉伸成型时，在凹模圆角、平面、弹压板表面以及与这些部位接触的毛坯表面均匀涂上一层润滑油，以便达到减小摩擦阻力、散热和提高模具寿命的目的。

5 结 语

按照上述方法确定坯料尺寸及模具设计与制造过程，避免了工艺计算不准，零件加工不合格现象，可以少走弯路。本模具经生产验证，结构合理，动作可靠，运行稳定，冲压件精度符合技术要求。

［1］ 王永昌.电机制造工艺学［M］.北京:机械工业出版社，1984.

［2］ 刘建超，张宝忠.冲压模具设计与制造［M］.北京:高等教育出版社，2004.

［3］ 赵清.小型电动机［M］.北京:机械工业出版社，2003.

［4］ 李世兰.CAD工程绘图［M］.北京:机械工业出版社，2002.

［5］ 常小玲.电工技术［M］.西安:电子科技大学出版社，2004.

［6］ 许德珠.机械工程材料［M］.北京:高等教育出版社，2002.

［7］ 王孝培.冲压手册［M］.北京:机械工业出版社，2002.

［8］ 肖祥芷.模具工程大典［M］.北京:电子工业出版社，2007.