一种镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法

技术领域

本发明涉及微电机外壳制造技术领域，尤其涉及一种镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法。

背景技术

随着各种智能化、自动化电器产品的迅速发展，市场对微型电机的需求量和质量要求越来越高。微电机外壳在微电机产品上起着零部件载体、负荷承载、核心零部件保护等功能。微电机外壳的质量要求正逐渐从尺寸精度的要求提升到表面质量的要求，比如有的微电机外壳要求外壳表面具有镜面效果。为了使微电机外壳表面具有镜面效果，传统技术是采用抛光，通过手工打磨提高产品表面的光洁度。微电机外壳通常采用镀锌钢板制造，抛光方法不仅会破坏材料表面的镀层，从而降低工件的耐蚀性，而且还会使生产周期增加，人工成本增加。本发明公开一种镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法，将抛光工序融入拉深工序中，通过关键参数的计算和选择，利用负间隙条件下模具对材料的强力挤压，迫使材料在塑性变形的同时，实现表面镜面化。该方法不仅加工效率高、成本低，且能确保电机外壳的表面镀锌层和防腐蚀性能不受破坏。

在本发明以前的吸尘器用换向偏转高速永磁电机设计方法现有技术中，有如下几篇对比专利和文献:

1)一种外壳变薄量1MM以上镜面拉深工艺(CN201010102112.X[P])公开了一种外壳变薄镜面深拉深工艺，包括变薄拉深和皂化处理，采用四次拉深，每一次拉深中间，进行皂化处理。增加皂化处理工序后，提高变薄拉深变薄量，相比传统方法该发明显著减少了拉深次数，提高了生产效率，但该发明采用的强力变薄工艺使得工艺难度增加、模具损耗增大。

2)翼尖罩镜面零件拉深的加工方法(CN200910055650.5[P])公开了一种翼尖罩镜面零件的拉深加工方法，该发明通过控制模具轮廓线偏置预定值、毛坯形状、模具圆角大小、润滑措施、毛坯定位方式、拉深压力、压边压力、保压时间等措施实现零件表面镜面化，技术过程比较复杂。

3)客机镜面翼尖零件拉深成形工艺(塑性工程学报,2012,19(6):50-53.)公开了一种客机镜面翼尖零件拉深成形工艺。该发明利用数值模拟技术和试验方法，通过合理设定工艺参数、控制应变分布、抑制粗晶等表面缺陷的产生实现铝合金板2219-O镜面翼尖零件的镜面拉深。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法，包括：

步骤A根据镜面拉深电机外壳结构尺寸确定毛坯直径、拉深次数、拉深间隙；

步骤B计算电机外壳每道次的工序件参数，确定工艺方案；

步骤C构建镜面电机外壳拉深变形工艺模型，并进行电机外壳拉深变形仿真，根据电机外壳厚度分布确定电机外壳厚度变薄率和厚度超差值；

步骤D调整拉深模具结构和工艺参数，结合模拟仿真，使电机外壳在末道次拉深中实现镜面效果。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

本发明通过构建一种镜面电机外壳的拉深工艺及模具装置，其工艺及模具装置可实现电机机壳外表面镜面抛光。根据体积不变原理确定毛坯直径和拉深工序件尺寸，采用仿真进行电机机壳拉深变薄率和厚度超差值计算，确定最优拉深工艺参数，最终可确定电机机壳镜面拉深模具装置的具体结构，实现电机外壳表面的镜面抛光。本方法不需要传统的抛光工序，在拉深工艺中同步完成镜面抛光，可以保证电机机壳表面的镀锌层不受破坏，进而确保电机外壳的防腐蚀性能；同时，本方法通过减少工序提高了生产效率、节约了人工成本、减少了材料损耗，是一种绿色化的加工方法。

附图说明

图1是镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法流程图；

图2是镜面电机外壳变薄率分析建模及关键参数选择方法程序框图；

图3是镜面电机外壳拉深模具装备示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1和图2所示，为镜面电机外壳的拉深工艺及关键参数选择方法，包括以下步骤：

步骤10根据镜面拉深电机外壳结构尺寸确定毛坯直径、拉深次数、拉深间隙；

步骤20根据体积不变原理，计算电机外壳每道次的工序件参数，确定工艺方案；

步骤30构建镜面电机外壳拉深变形工艺模型，并进行电机外壳拉深变形仿真，根据电机外壳厚度分布确定电机外壳厚度变薄率和厚度超差值；

步骤40调整拉深模具结构和工艺参数，结合模拟仿真，使电机外壳在末道次拉深中实现镜面效果。

上述步骤10中，毛坯直径根据体积不变原理确定，若板料毛坯厚度为t

上述步骤10中，末道次拉深间隙为负间隙，其余道次拉深间隙取材料厚度值。若拉深次数为3次，电机外壳毛坯厚度δ

上述步骤20中，若前道次拉深直径为d

上述步骤30中，电机外壳毛坯材料采用镀锌钢板；电机外壳毛坯表面上涂覆拉深油；控制电机外壳厚度变薄率小于25％，机壳厚度超差值小于±0.3mm。

上述步骤40中，调整拉深模具结构和工艺参数，结合模拟仿真，使电机外壳在末道次拉深中实现镜面效果，电机外壳的表面粗糙度轮廓算术平均偏差Ra达到0.20μm。

如图3所示为本项目采用的拉深模具装置，电机外壳拉深成形过程中，压力机带动上模板1和与其连接的推杆2、垫板3、凹模定位环4、凹模固定板5、推杆限位环6、凹模7、上模板限位杆15向下运动，当上模板限位杆15与支撑板11接触后将其向下压动，支撑板11带动凸模外套10、支撑杆14向下运动，凸模8被从凸模外套10顶出，与上部分的推杆2、推杆限位环6、凹模7配合完成冲压，复位时上部分向上运动，推杆2在外力的作用下将工件顶出，在凸模8下两侧设置凸模定位块9，用于对凸模的定位，拉深凸模12用于对凸模进行拉深；在拉深模具的下方设置下模座13。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。