CJ2063交流接触器工艺及工装设计.docx
- 文档编号:8294661
- 上传时间:2023-01-30
- 格式:DOCX
- 页数:37
- 大小:208.32KB
CJ2063交流接触器工艺及工装设计.docx
《CJ2063交流接触器工艺及工装设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CJ2063交流接触器工艺及工装设计.docx(37页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
CJ2063交流接触器工艺及工装设计
设计(论文)题目:
CJ20-63交流接触器工艺及工装设计
姓名余勋系别电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级0103学号*********
指导老师李建明教研室主任石安乐
一、基本任务及要求:
本课题主要设计内容是以CJ20—63交流接触器为主要研究对象,进行工艺设计。
1、基本任务
1)、线圈结构分析,工艺设计,质量检验方法及设备。
2)、磁軛结构分析,工艺设计,质量检验方法及设备。
3)、桥形触头组件的结构分析,连接工艺质量检验方法及设备。
4)、塑料件的工艺分析,成型参数的确定
5)、触头支持工艺分析。
6)、弹簧持工艺设计。
7)、设计弹簧支持冲裁模。
2、课题要求及工作量
1)、画产品总装配图一张,零部件图六张。
2)、对六个典型零件进行工艺分析。
3)、完成一张工艺过程卡和一份工艺守则的编写。
4)、完成全套冲裁模的设计。
5)、编写说明书。
二、进度安排及完成时间:
3月7日—3月26日,查阅资料,撰写文献资料,撰写开题报告。
3月26日—4月9日,毕业实习,撰写实习报告。
4月10日—5月30日,毕业设计。
6月1日—6月14日,撰写毕业设计说明书
6月15日—6月16日,修改、装订说明书。
6月17日—6月20日答辩
摘要…………………………………………………………………………………1
Abstract………………………………………………………………………………2
第1章绪论…………………………………………………………………………3
1.1CJ20产品现状和发展趋势…………………………………………………3
1.1.1产品的现状……………………………………………………………3
1.1.2产品的发展趋势………………………………………………………3
1.2CJ20系列接触器结构和性能指标…………………………………………4
1.3主要研究内容和思路………………………………………………………4
第2章主要部件工艺及工装设计…………………………………………………5
2.1概述…………………………………………………………………………5
2.2塑料件的工艺分析及成型参数的确定……………………………………5
2.2.1塑料制件的生产过程…………………………………………………5
2.2.2塑料成型原理及成型工艺……………………………………………6
2.3线圈结构分析、工艺设计、质量检验方法及设备…………………………8
2.3.1线圈的结构分析………………………………………………………9
2.3.2线圈的结构工艺性……………………………………………………9
2.3.3线圈的质量检验方法及设备…………………………………………9
2.4磁轭结构分析,工艺设计,质量检测方法及设备………………………13
2.4.1磁轭的结构分析………………………………………………………13
2.4.2磁轭的制造工艺流程…………………………………………………13
2.4.3磁轭制造工艺分析……………………………………………………14
2.4.4质量检测方法及设备…………………………………………………17
2.5静触头的工艺分析…………………………………………………………19
2.5.1焊料和焊剂……………………………………………………………20
2.5.2火焰钎焊………………………………………………………………21
2.5.3电阻钎焊………………………………………………………………21
2.5.4炉中钎焊………………………………………………………………23
2.5.5表面处理即表面镀层…………………………………………………24
2.6弹簧支持工艺设计…………………………………………………………26
2.6.1选材及板材剪裁………………………………………………………26
2.6.2冲裁……………………………………………………………………27
2.6.3弯曲……………………………………………………………………28
2.6.4电镀……………………………………………………………………28
2.7触头支持工艺分析…………………………………………………………29
2.7.1装配、连接工艺常用的工具器具和专用设备………………………30
2.7.2各零件组装、连接工艺………………………………………………30
第3章弹簧支持冲裁模设计………………………………………………………31
3.1图纸资料……………………………………………………………………31
3.2分析比较和确定工艺方案…………………………………………………31
3.3有关尺寸的计算………………………………………………………32
3.3.1凸凹模刃口尺寸………………………………………………………32
3.3.2冲裁力的计算…………………………………………………………34
3.3.3材料利用率……………………………………………………………35
3.3.4冲裁压力中心…………………………………………………………35
3.4冲裁零件设计………………………………………………………………36
总结…………………………………………………………………………………38
参考文献…………………………………………………………………………39
附图……………………………………………………………………………………
CJ20-63交流接触器的工艺与工装
摘要:
交流接触器是低压电器主要产品,是基础元件,量大面广。
它的结构、先进寿命与可靠性的提高,既影响企业生产的竞争能力,又影响国家经济建设。
CJ20-63交流接触器为直动式,双断点,立体布置,结构简单紧凑,外形安装腔尺寸较老产品大大缩小。
本次设计对象是CJ20-63交流接触器,首先要了解其内部结构,才能清楚它
的工作原理和工作方式。
所以以实体为研究对象,先拆卸外壳,结合部件图纸加深对部件结构的印象。
本次工艺设计包括线圈结构分析,工艺设计,质量检验方法及设备;磁轭结构分析,工艺设计,质量检验方法及设备;桥形触头组件的结构分析,连接工艺质量检验方法及设备;塑料件的工艺分析,成型参数的确定。
触头支持工艺分析。
弹簧持工艺设计。
设计弹簧支持冲裁模。
关键词:
接触器、结构、工艺
CJ20-63Exchangethecraftandfrock
ofthecontactor
ABSTRACT:
Itisthemainproductsoflow-voltageelectricapparatus,andthebasiccomponenttoexchangethecontactor,havealargecapacityandawiderange.Theimprovementofitsadvancedlife-spanofstructureanddependability,hasalreadyinfluencedthecompetitivepowerwhichenterprisesproduce,influencenationaleconomicconstructionagain。
CJ20-63exchangesthecontactorforthemovingdirectlytype,pairisabitmorebroken,fixupthree-dimensionally,ofsimplestructureandcompact,appearanceinstallofsizeoldproductdwindlegreatly.
ThedesignobjectisCJ20-63Exchangecontactor,thefirstshouldunderstandit’sinternalstructure,thanwecantheefficientprincipleandtheefficientrange.Sowemaketheentityforthestudyingtarget,firstdismantlehull,integratethedrawingsheetofcomponent,getadeeperunderstandingofcomponent’sconstruction.
Thisprocessdesignincludestructuralanalysisofcoil,processdesign,methodandequipmentofqualificationtest;structuralanalysisstructuralanalysisofplasticwork,formingparameter.Structuralanalysisofspringsupport.Analysisofspringsupport.
Keywords:
Contactor,structure,craft
第1章绪论
接触器是一种用来频繁的接通和切断主电路和大容量控制电路的电器。
由于依靠电磁系统来操作主触头,主触头串接于主回路中,用于接通和分断大电流,电磁系统的线圈接于控制电路中,用较小激磁电流即可控制。
这样便可以实现控制电路的功率放大和对主回路设备进行远距离的自动控制。
1.1CJ20产品现状和发展趋势
1.1.1产品的现状
接触器生产方便、成本低廉、用途广泛,所以在各类低压电器当中。
它的生产量最大,是使用面最广的一种产品。
据统计,电力系统的能量有一半以上是通过接触器分配到各种受电器一一电动机、电热设备、电焊机、电容器组等。
随着经济的发展,对电能的需求和依赖不断增大。
因此承担电能的传输与分配、用电设备保护与控制任务的低压电器显得更为重要。
低压电器通常是指用于交流电压1000V、直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品,它是量大面广的基础配套元件,广泛应用于国民经济各部门。
世界各国十分重视低压电器的发展,每年投入大量的资金进行研究开发。
我国已加入WTO,我国低压电器产品要打入国际市场,将面临更激烈的竞争,提高产品的技术经济指标就越来越重要。
接触器作为一种用来频繁地接通和切断主回路或大容量控制电路的电器,被广泛应用于控制电动机和其它电力负载。
随着电力工业和用电水平的大幅度提高,不仅对其数量有日益增长的要求,对产品的性能、质量以及设计水平的要求也越来越高。
1.1.2产品的发展趋势
提高工作可靠性;提高通断能力;提高使用寿命;小型化;品种派生;提高交流接触器的额定电压;标准化工作;新材料的应用及材料的节约。
同时,在现代的工业自动化系统及装置中,单靠电磁式交流接触器已不能满足需要了,这是因为它有许多固有缺点,如触点接触不良,易于烧损,运动部件易磨损,操作频率和寿命还不够理想等。
因此又发展了几种新型的接触器,如:
无触点接触器,即半导体化的接触器;混合式接触器,它介于有触点与无触点之间,即在触点之间并联晶闸管;同步接触器,利用交流电流过零时实现无电弧分断;低真空接触器,利用真空作为一种优良的绝缘介质和熄弧介质,可提高分断能力。
1.2CJ20系列接触器结构和性能指标
由于交流电的使用场合比直流电广泛得多,为满足不同使用要求,交流接触器的品种规格繁多,型号不断更新。
CJ20系列交流接触器是70年代至80年代初设计投产的、具有国际水平的新产品该系列产品为直动式双断点结构,采用了优质银合金触头、新型耐弧塑料、新型硅胶材料,因而结构较为合理,产品体积小、重量轻、噪声低,性能指标达到IEC158-1国际标准,其主要技术参数包括:
额定电压、额定电流、动作值、接通与分断能力、操作频率与工作制。
额定电压指主触头、辅助触头及线圈的长期工作电压。
额定电流指主触头长期正常工作电流。
动作值指接触器的吸合电压和释放电压。
操作频率指接触器每小时允许的操作次数。
操作频率越高,接触器的工作任务就越重。
其机械寿命高达1000万次,电寿命为120万次。
主回路电压为380V至660V,部分可达1140V,规格齐全。
该系列产品主要用于交流50Hz、电压至660V、电流至630A的电力系统,供远距离接通和分断线路、以及频繁地起动及控制电动机之用。
从上一代交流接触器开始,双断点桥式触头,直动式磁系统和各零件安装固定于胶木躯壳上的整体结构已成为小容量交流接触器的典型结构。
上一代小容量交流接触器均采用两层布置的直动式结构。
CJ20系列小容量交流接触器一般采用了辅助触头布置在主触头上方,辅助触头,主触头和电磁系统布置成三层,躯壳,底座分为两段的立体布置结构。
1.3主要研究内容和思路
设计交流接触器的工艺工装就包括设计其各个部分的工艺性能,进行工艺分析,本型号的接触器主要包括线圈、磁轭、桥形触头、静触头、塑料件、触头支持、弹簧支持等,对这些部分要进行结构分析,工艺选择,和部分质量测量。
除此之外,还有一个大的设计部分是弹簧支持冲裁模的设计,这是本次设计的核心内容,也是难度所在。
本次毕业设计将以CJ20-63交流接触器作为研究对象,主要研究设计其工艺工装方面的问题。
所以首先要了解其内部结构才能清楚它的工作原理和工作方式。
所以以实体为研究对象,先拆卸外壳,结合部件图纸加深对部件结构的印象。
第2章主要部分工艺分析
2.1概述
交流接触器是低压电器中量大面广的产品。
随着工业控制系统向大型、复杂和高速发展,为提高系统工作的可靠性,要求延长平均故障时间(MTBF),对控制系统主要元件接触器的工作可靠性要求越来越高。
CJ20交流接触器主要用于交流50Hz(派生后可用于60Hz)、额定电压至660V(个别等级至1140V)、电流至630A的电力线路中远距离频繁接通和分断电路以及控制交流电动机,并适宜于与热继电器或电子保护装置组成电磁起动器,以保护电路或交流电动机可能发生的过负荷及断相。
上一代交流接触器开始,双断点桥式触头,直动式磁系统和各零件安装固定于胶木躯壳上的整体结构已成为小容量交流接触器的典型结构。
上一代小容量交流接触器均采用两层布置的直动式结构。
CJ20系列小容量交流接触器一般采用了辅助触头布置在主触头上方,辅助触头,主触头和电磁系统布置成三层,躯壳,底座分为两段的立体布置结构。
躯壳和底座均不开孔,具有较好的防护性能。
在触头灭弧系统和接线端子上都装有热塑性塑料的防护罩,避免人手直接接触到接线端子,使用安全。
CJ20交流接触器的结构设计上特别注意了良好加工工艺性。
所有零件均采用压制成型,注射和冷冲压等高效加工方式,没有机加工零件。
各容量等级的交流接触器均为可分解成几个组件的积木式结构,即由零件组装成组件再由组件组装成产品。
2.2塑料件的工艺分析及成型参数的确定
塑料制件具有优良的电气绝缘性能,较好的机械力学性能和耐热性能。
材料重量较轻,易于压制成各种形状复杂的零件和组件。
塑料制件不仅可以作为电器产品中的电气绝缘件和耐弧件,而且可以作为结构支承件和外壳等零件。
2.2.1塑料制件的生产过程
主要由成型、机械加工、修饰和装配四个过程组成。
其中成型有:
压制、注射、传递、挤出等等其它成型,本产品采用压制成型。
而机械加工包括锯、剪、冲、车、刨、刮、铣、钳、螺纹加工及其它加工。
修饰有锉边、滚花、抛光、彩饰、涂覆、电镀、印刷及其它。
装配有粘接、焊接及其它。
2.2.2塑料成型原理及成型工艺
(1)塑料成型原理是熔融、流动、凝固这三个基本变化过程
A、熔融(塑化)
塑料在不同温度下,其主要成份为高分子合成树脂,表现出三种力学聚集状态。
在温度较低时,分子间的作用力很大,除少数分子链节有些活动外,长链分子的活动基本被冻结,整个聚集物处于一种刚性状态,形变也很小,这时表现为玻璃态。
当温度上升,分子热运动增大,塑料体积膨胀,分子链段也开始活动,并能产生位移。
这时塑料呈现柔软而富有弹性的物质,则称高弹态。
如果温度继续升高,直到整个塑料大分子链都移动而开始塑性流动,则称为粘流态。
B、流动(成型)
塑料成型,就是在压力的作用下将粘流态的塑料在一定条件下的模具中流动成型。
注射成型时,塑料是在加热的料筒中使塑料成为粘流态,然后注入模具型腔。
在压制成型时,塑料是加入热模中受热软化成为粘流态,并同时加压流动成型。
C、冷却(固化)
热塑性塑料呈粘流态的情况下,注入模具型腔,然后进行充分的冷却使其由于温度的下降,恢复到玻璃态,这样才能从模具中取出制品。
冷却的方式和时间的长短要根据塑料品种而异。
因此,采用怎样的模具结构,如何冷却均匀也是一个应考虑的问题。
热固性塑料与热塑性塑料不同,在模具中不是单纯的物理变化和形态的变化,更主要的是化学变化,由线性分子交联变成体型大分子的变化,也就是在粘流态的情况下流动成型,同时也在温度、压力、时间作用下交联固化。
(2)成型工艺:
(3)
根据设计的该产品,其属于热固性塑料,而且典型的成型方法是压制成型工艺,因此注重分析压制成型工艺。
A、压制成型工艺过程:
图2-1压制成型工艺流程图
B、压制成型的工艺参数:
a、塑料的预热:
根据不同塑料性质,选择预热的工艺参数可通过正交试验法,确定最佳工艺参数。
而预热的方有三种:
(1)烘箱预热,每批预烘一模的用量,塑料层厚度约在10mm左右,料层厚度达25mm左右时,要定时搅拌。
(2)红外线预热,它是利用红外线灯泡进行预热。
塑料预热量为每批一模用量,料层厚度在6mm左右为宜。
(3)高频预热,凡属极性分子的塑料都可用高频电流加热。
其热量是在高频作用下由塑料内部产生,不受塑料传热性质的影响,预热温度均匀,速度也快,一般在十几秒到几十秒内就加热完毕。
但是设备费用高。
综合各方面条件考虑,此产品采用红外线预热法。
为了缩短压制时间和提高制件质量,一般可将塑料厚料预热,预热温度控制在100~120℃之间。
b、成型温度:
压制成型温度是指压制成型时所需要的模具温度。
它是使热固性塑料流动、充模、并最后固化成型的主要影响因素。
该温度应按塑料品种、制件形状和大小进行选择。
正确的成型温度可以加速塑料的硬化速度,降低成型压力和减少成型时间。
温度过高,易导致塑料过早的或局部胶化。
使制件缺粉,不能成型,外观粗糙,收缩率大,制件的物理性能及其它各种性能均降低。
温度过低,则流动性差,不易成型,机械强度低,容易损坏模具,尤其易造成嵌件弯曲变形和折断,零件废品率高。
经查《电器制造技术手册》表9——11可得本塑料制件的成型温度155±5℃。
c、成型压力:
成型压力是当模具闭合后,对上模所施加的必需压力。
加压的目的是使受热后的塑料增大流动性,易于填满整个型腔,并使制件密度增大,力学强度提高,保证尺寸精度。
但是过高的成型压力会加速设备和模具的磨损,并能导致脱模困难。
其制件不仅毛刺增多,同时脆性增大,韧性下降。
相反压力不足,易使制件产生疏松、缺料、起泡、强度下降等现象。
成型压力可按下式计算:
F=pAnk(2.1)
式中F——压制时所需总压力(N);
p——单位面积所需的成型压力(MPa);
A——单个腔型在受压力方向垂直投影面积(mm2);
n——型腔数量;
k——压力系数,一般取k=1~1.5。
成型时间是指闭模后,从压力加到成型压力开始塑料流动性较低时,应适当增加压力0.5~1倍;塑料制件高度超过25mm时,每增高10mm,表压力增加2MPa,压注模所需压力,一般比压模要高1~1.5倍。
经查《电器制造技术手册》表9——11可得本塑料制件的单位面积所需的成型压力是p=30±5MPa。
从零件图可知本塑料制件单个腔型在受压力方向垂直投影面积A=33*64=2112mm2,一次压制次塑料制件时,取型腔数量n=4,压力系数k值取为1。
因此,根据公式即得总成型压力:
F=pAnK=30*2112*4*1=253440N(2.2)
d、成型时间:
压制成型时间是指物料在模内加到成型压力后到制件出模时所需要的时间。
成型时间与塑料的种类、塑料形状、压制成型工艺条件及操作步骤等有关。
成型温度升高,塑料固化速度加快,所需压制时间减少,压制成型压力对模压时间的影响虽不及模压温度那么明显,但随压力增大,压制时间也略有减少。
由于预热减少了塑料充模和开模时间,所以压制时间比不预热要短通常压制时间与塑料的厚度成正比。
压制时间的长短对塑料件的性能影响很大,压制时间太短,树脂固化不完全,塑料件的物理性能和力学性能差,外观无光泽,脱模后易于出现翘曲、变形等现象。
压制时间过长,制件易于老化,不仅影响其力学和物理性能,而且也影响劳动生产率。
因此,为了缩短压制时间和提高制件质量,一般可将塑料厚料进行预热处理。
成型时间的计算,原则上是以制件最厚的部分的壁厚乘以所用塑料单位时间即可。
经查《电器制造技术手册》表9——11可得本塑料制件的单位成型时间是0.5~1.0min/mm,具体的单位成型时间取0.8min/mm。
从零件图可知本塑料制件最厚的部分的壁厚是4mm,根据公式即得成型时间是3.2min。
2.3线圈结构分析、工艺设计、质量检验方法及设备
线圈是用导电材料绕制而成,是用来产生磁势的电磁机构的核心部件。
线圈的作用是将电能转换成磁能,在电磁力的作用下,电器完成预定的机械动作,或完成电量变换或信号传递等功能。
线圈的设计、制造工艺水平直接影响电器的性能指标和电器的可靠工作。
2.3.1线圈的结构分析:
线圈的结构由导线和骨架组成。
设计的该产品的线圈属有骨架线圈,骨架采用热固性塑料,且由两对称的骨架组合而成。
绝缘材料的基本性能,电气性能应具有良好的绝缘电阻及抗电强度,物理性能应符合规定指标,力学性能,化学性能,耐霉菌性能均具有相应能力及效果。
而耐热等级浸B级绝缘。
线圈所用导线则采用聚酯漆包圆铜线(QZ),线径0.360mm。
2.3.2线圈的结构工艺性:
(1)线圈的形状采用方形线圈,在平面相交的尖棱处有一过渡圆柱面。
(2)匝数较多、线径较细。
采用有骨架型式,本产品的线圈采用对称的组合式骨架。
(3)产品的线圈所用导线则采用聚酯漆包圆铜线(QZ),线径0.360mm。
可采用整齐的排绕方式。
(4)引出线的形式采用软出引出线形式,软出引出的接端应固定,否则会松动。
长期松动会使引出线根部断裂。
最好是将引线导电片固定在塑料骨架上。
(5)外层包扎采用一层薄的绝缘膜包扎,最好用有自粘性的塑料薄膜。
(6)内层必须浸漆处理,引出线要用耐热导线。
或者用电刷线,经浸漆烘干后再套上绝缘套管。
2.3.3线圈的质量检验方法及设备
(1)电阻值检测:
电器线圈的电阻,通常用单臂电桥(惠斯顿电桥)测量。
一般在常温下实测即可,要求严格时,要进行阻值换算。
通常标准中所规定的是20℃时的阻值。
设RX的环境温度为T时的实测值,R为20℃时的电阻值,k为修正系数,则换算公式为:
RX=kR。
K值见《电器制造专业工艺》表5-10。
(2)外观和外型尺寸的检测:
用观察的方法进行外观检测;一般用长度计量器具进行外型尺寸的检验。
二者均符合相应的标准要求
(3)短路测试:
判断线圈是否有匝间短路,通常采用短路测试仪测试。
当被测试线圈套入振荡线圈的铁心中,如果被测线圈有匝间短路,就有感应电流产生,它对振荡线圈发生互感作用,使振荡回路中电流发生变化,变化电流经电容器反馈到放大器的基极,经放大器放大的电流经过微安表中指示表针而反映出来。
否则,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- CJ2063 交流 接触器 工艺 工装 设计