毕业论文-CJ20-160交流接触器工艺及工装设计.doc

毕 业 设 计题 目： CJ20-160交流接触器工艺及工装设计 院系： 电气信息学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 0704 学号： 200701010406 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2011年5月31日 湖南工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： CJ20-160交流接触器工艺及工装设计 姓名 王 李 系别 电气与信息工程系 专业 电气工程及其自动化班级0704学号200701010406 指导老师 李建明 教研室主任 谢卫才 一、 基本任务及要求：本课题主要设计内容是以CJ20160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）、触头的结构分析，连接工艺质量检验方法及设备。4）、接线座的工艺分析，成型参数的确定5）、压板工艺分析。6）、接触组工艺设计。7）、设计压板弯曲模。 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编制。4）、完成弯曲模的设计。5）、编写说明书。二、 进度安排及完成时间： 1月6日，布置任务，下达任务书。 1月7日1月22日，查阅资料，撰写文献资料，撰写开题报告。 3月16日3月29日，毕业实习，撰写实习报告。 3月30日5月31日，毕业设计。 6月1日6月12日，撰写毕业设计说明书 6月13日 答辩目 录摘要IAbstractII前言III第1章 绪论11.1CJ20发展现状和前景展望11.1.2产品的发展趋势11.2 CJ20系列接触器性能和结构11.3 主要研究内容和思路2第2章 线圈制造工艺32.1线圈的用途和种类32.1.1线圈的用途32.1.2线圈的种类32.2线圈的材料32.3 有骨架电压线圈的绕制62.4质量检验方法及设备6第3章 磁轭工艺113.1磁轭材料及其性能113.2磁轭制造工艺过程113.2.1零件加工113.2.2装环123.2.3极面加工133.2.4清洗143.2.5防锈处理14第4章 触头工艺154.1触头的接触形式154.2触头的四个主要技术参数154.3常用电接触材料及其性能154.3.1触头对电接触材料的要求154.3.2常用的金属材料164.4焊接方法164.5焊剂和焊料174.5.1焊剂174.5.2焊料18第5章 接线座工艺195.1接线座的基本要求195.2接线座的工艺215.2.1压制成型工艺215.2.2压制成型的工艺参数22第6章 接触组工艺246.1连接工艺246.2接触组装配工艺25第7章 压板工艺及弯曲模设计277.1冲裁277.2压板弯曲297.3局部撕裂拉伸307.4电镀30总结与致谢32参考文献334湖南工程学院（论文）摘 要CJ20系列交流接触器是我国70到80年代研制交流接触器,至今还在广泛应用。CJ20系列交流接触器采用双断点直动式，结构简单，可以立体布置，占用安装面积小，衔铁为直动式，没有转动轴，动触头没有软连接，有利于提高机械寿命。触头采用双断点结构对熄灭低压交流电弧很有利，从而简化了灭弧装置和提高了电寿命。设计内容包括线圈、磁轭、触头、接线座、接触组、压板的工艺设计，零件图，质量检验方法及设备和压板弯曲模具设计还有总装配图。关键词：交流接触器 机械寿命 工艺设计 弯曲模 装配图Abstract ：The CJ20s set exchange contactor is the range exchange contactor that our country prepareed the success in the70s till 80s.Utill now CJ20s still in use.The CJ20s set exchange contactor adopts twin breakpoints straight the stiing styles ，Composition is easy ，May stereoscopic fixing up ，Occupying to fix , the area is little ，Stiing style of armature in the interest of straight ，Not turn the shaft ，Stiing the contact finger does not there is the pliable joint ，Be favour of lifing mechanical life 。It is very beneficial adjust goes out low pressure exchange electric arc that the contact finger adopts twin breakpoint compositions ，Thereby simplified the electricity puting out arc unit and raise life 。Designing the substance consists of the Coil 、Yoke 、Contacts、Terminal block、Exposure group、Plate technological design ，Painting Parts，Quality inspection means and installation and the Plates Bending Die to design and General assembly drawing.Keyword:AC contactor Mechanical life Process Design Bending Die Assembly map前言低压电器制造行业的发展水平和应用程度与经济发展、生产生活水平直接相关。工业、农业、交通、国防以及人们用电部门中，大多数采用低压供电，因此电器元件的质将直接影响到低压供电系统的可靠性。 低压电器制造行业的发展，取决于国民经济的发展和现代工业自动化发展的需要，以及新技术、新工艺、新材料研究与应用，目前正朝着高性能、高可靠性、小型化、数模化、模块化、组合化和零部件通用化的方向发展。电器制造工艺是研究电器零部件制造和装配。工艺师零部件或产品生产过程中，为保证达到设计标准所需的技能、方法和手段。又是企业进行计划管理、技术准备、生产调度、原材料供应、劳动调配，乃至经济核算的技术依据。先进的产品必须要有先进的工艺才能制造出来。工艺的落后是我国电器业在整体上与先进国家相差较大的主要原因。以工艺进步为基本内容的技术进步是生产发展的主要动力。据国外资料分析，劳动生产率的提高，60%80%是依靠采用先进的工艺技术和管理技术而实现的。电器制造从某种意义上说是属于机械制造范畴，但也有它的特点。和机械制造比较它们之间最显著的共同点有两个：第一，电器的主体结构也是由金属材料制成的机械构件，用以完成支承、传动等机械功能，很多电器产品中的有色金属材料和黑色金属的比重很大；约占70%80%.第二，很多电器零件的加工方法主要是采用切削加工和压力加工工艺，而冷冲压在电器工艺中又占了十分重要的地位。电器根据其性能要求、结构造型和体积大小等因素，有其自己的特点，即工艺面广、工艺装备多、材料品种规格多、精度要求复杂等。一、工艺涉及面广 由于电器制造复杂所用原件繁多所以工艺涉及面广。有塑料成型工艺、绝缘零件加工及处理工艺、导磁体制造工艺、线圈制造工艺、装配工艺、金属零件表面处理工艺、冲压工艺等等。二、工艺装备多工艺装备简称“工装”，是指为实现工艺规程所需的各种刃具、夹具、量具、模具、辅具、工位器具、等的总称。使用工艺装备的目的；有的是为了制造产品所必不可少的，有的是为了保证加工的质量，有的是为了提高劳动生产率，有的则是为了改善劳动条件。一般来说采用的工艺装备越多、劳动生产率越高，质量也越能得到保证。对于一般的低压电器，由于生产量打，故采用较多的工艺装备，这样可以提高生产率，降低成本。但对于生产批量较小的产品，如采用较多的工艺装备，则投资较大，成本反而会增加。 工艺装备的多少常用工艺装备系数K来表示，表达式如下：K=C/n式中 K工艺装备系数 C产品专用工艺装备数 n产品专用零件数 低压电器属于大批量生产的产品，它的工艺装备系数比其他机械制造行业高，通常取K=1.63.0低压电器中的主要工艺装备为冷冲模，约占46%80%。三 材料产品规格多电器制造材料品种规格有数千种，其中大量的采用有色金属、贵重金属和稀有金属。银和铜的用量最大。继电器等元件常采用有色金属、贵重金属和稀有金属做电接触的导电材料。在高低压电器中，常用黑色金属制造结构件，用工程纯铁、鉄镍合金、硅钢片和稀土材料等制成各种导磁零件。弹簧零件多采用碳素弹簧钢丝制成。继电器簧片大多采用磷青铜、得银。小型密封继电器还采用银镁镍合金做簧片。工程塑料不仅给电器产品提供优良的绝缘零件，同时还可制成耐磨和耐腐蚀的结构件。四 精度要求复杂电器在工作过程中，不仅有简单的机械运动，同时还伴随着一系列光、电、热、磁等能量转换。因此，电器的许多零件不仅要有一定的几何形状、尺寸和相互位置的精度，还应考虑材料的导电、导热、导磁和灭弧性能对产品特性的影响。而且零部件的精度等级也必须与电器产品的技术参数相匹配。在电器产品中对影响产品电磁性能的零件尺寸、形状、相互位置精度和热处理规范都提出了较高的要求。VCJ20-160交流接触器工艺及工装设计第1章 绪论1.1CJ20发展现状和前景展望1.1.1产品的现状 CJ20系列交流接触器是我国80年代初研制成功的新系列交流接触器，具有比较先进的技术性能。CJ20系列交流接触器采用双断点直动式，结构简单，可以立体布置，占用安装面积小，衔铁为直动式，没有转动轴，动触头没有软连接，有利于提高机械寿命。触头采用双断点结构对熄灭低压交流电弧很有利，从而简化了灭弧装置和提高了电寿命。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。1.2 CJ20系列接触器性能和结构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、触头、接线座、压板、接触组等，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压板弯曲模的设计，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CJ20-160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 线圈制造工艺2.1线圈的用途和种类2.1.1线圈的用途线圈在有磁系统的电器中，是产生磁势的重要部件。当电流通过线圈时，就会产生一定的磁势，磁系统才会正常工作，电器业才能发挥正常的功能。2.1.2线圈的种类1、按照电气参数的性质，可分为电压线圈和电流线圈。电压线圈具有导线细小、匝数多、绝缘水平高的特点；电流线圈具有导线粗而匝数少的特点。2、按照线圈有无骨架来分，可以分为骨架线圈和无骨架线圈。 3、按照绕组的数量，课分为单绕组线圈和多绕组线圈。4、按照线圈结构工艺特点，可分为电磁线圈、大电流线圈和环形线圈。5、按照线圈的出线方式，分为软出线和硬出线线圈。CJ20-160的线圈是电压线圈，有骨架线圈，多绕组线圈。2.2线圈的材料 1、绝缘材料的基本性能和耐热等级（1）基本性能 a电气性能 应具有良好的绝缘电阻和抗电强度。 b力学性能 应具备一定的抗拉、抗压强度，以及耐弯曲和耐冲击性能，还应该有良好的加工性能。 c物理性能 它是指绝缘材料的密度、粘度以及吸水和耐潮性能，应该良好。 d化学性能 应具备一定的耐酸碱盐侵蚀的能力，以及耐油性能和耐臭氧的能力。 e耐热性能 这对绝缘材料非常重要。希望比热容大、热膨胀系数小、热传导性好。 f耐霉菌性能 这关系到电器的使用寿命，要配合特殊的防霉技术处理。（2）耐热等级 绝缘材料受温度、时间影响而发生老化现象，并按“八度规律”变化，即在极限允许温度之上，每升高八摄氏度，其使用寿命要减少一半。表2-1 绝缘材料的耐热等级耐热等级代号允许温度绝缘材料名称Y90棉纱、天然丝、人造丝、醋酸纤维、聚酰胺纤维，纸及其制品（电容器纸，电话纸，电缆纸，薄页纸，钢板纸等）A105经浸渍的棉纱、人造丝，纸及其制品、木材、给类纤维品、醋酸纤维薄膜、酚醛树脂（酚醛压塑料H161老型号4013）Q型（油基）漆包线、有机玻璃、环氧基自粘漆包线（QHN）E120胶的层压制品，环氧树脂、三聚氰胺甲醛、高强度聚氨酯漆包线（QA）、苏荃漆包线（QQ）B130聚酯漆包线（QZ）、单层玻璃丝包高强度聚酯漆包线（QZSBC）、石棉及其层压品、云母制品、热固性合成树脂胶、酚醋玻璃丝压塑料（4330-1）、环氧玻璃丝漆布（2433）、醇酸玻璃丝漆布（2432）、醇酸玻璃丝漆管（2730）F155经过热处理的玻璃纤维和石棉、玻璃纤维及石棉的层压制品、云母制品及硅有机树脂、双玻璃丝包铜线（SBFC）H180硅有机橡胶、无机填料塑料、用硅树脂浸渍的石棉及玻璃纤维制品、硅有机玻璃粘带（2656）、有机硅玻璃漆布（2450）、硅有机玻璃漆管（2750）C180云母、陶瓷、石英、聚四氟乙烯、玻璃聚酯薄膜（6020）、镀锡铜芯聚四氟乙烯绝缘安装线（AF-200）。聚四氟乙烯生料带、聚四氟乙烯薄膜（SEM-3）2、线圈绕制用导线表2-2 常用电磁线的主要性能及用途见下表名称型号长期允许工作温度漆层物理性能用途油性漆包线Q105耐航空汽油弹性、附着力好，耐磨性一般、机械强度差制造电机、电器、仪表的线圈，不宜作磨损和撞击较大的场合缩醛漆包园铜线QQ-1QQ-2120耐苯，弹性、附着力，耐磨性好。漆层在125度时变形不大于15%制造电机、电器、仪表的线圈，可用在较大负荷的场合同QQ-1，亦用于湿热带地区聚酯漆包圆铝线QZL-1QZL-2130耐苯，具有良好的弹性，耐刮性聚酯漆包圆铜线QZB130具有良好的弹性、乃刮性及一定的附着力聚氨酯漆包圆铜线QA-1QA-2120同QQ-1。制造电机、电器及仪表的线圈环氧基自粘性漆包圆 铜QHN105漆层受热后有良好的粘合性其它同QQ-1同QQ-1，由于自粘，可制造形状较复杂的绕组玻璃丝包圆线QQSBCQZSBCSBECSBELC130玻璃丝之间及铜线之间有一定的粘合强度制造电机、电器的线圈玻璃丝包扁线QZSBCBQZSBLCBSBECBSBELCB130具有良好的弯曲性及耐热性CJ20-160交流接触器一般采用玻璃丝包线。3.线圈骨架用材料1）金属骨架 一般用铝或铜制成，机械强度和散热性好，但加工困难，成本高。2）热固性塑料骨架 机械强度好，耐热性好，但易破碎。3）热塑性塑料骨架 加工容易，工效及成品率高，耐热性差。CJ20-160交流接触器一般采用金属骨架。2.3 有骨架电压线圈的绕制其工艺过程是：1.准备工作 看清各项技术要求，备齐各种材料、工具，检查、调整好设备。2.绕制过程 固定线圈骨架调节好导线拉紧力包内层绝缘开机绕线焊外引出线并绝缘、固定好。3.包扎 可包扎23层绝缘线。最后把印有线圈数据的醋酸纤维粘胶带包在最外层。4.焊引线的导电片。5.检测2.4质量检验方法及设备为了保证线圈的质量标准，完成了饶制和浸漆等主要工序后，根据技术要对每个线圈进行检验。1.外观和外型尺寸的检验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。2.电阻值的检测小于1的电阻，通常用双臂电桥（凯尔文电桥）测量；这种电桥能消除接线电阻和接触电阻的影响；1106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值见下表。表2-3 K值与温度对应关系T/CKT/CKT/CKT/CKT/CK0123456780.9220.9250.9290.9330.9370.9410.9450.9490.953910111213141516170.9570.96109650.9690.9730.9760.9800.9840.9881819202122232425260.9920.99611.0041.0081.0111.0151.0191.0232728293031323334351.0271.0311.0351.0391.0431.0471.0511.0551.05936373839401.0641.0681.0711.0751.0793.短路测试线圈匝间短路是严重的质量问题；受潮后绝缘电阻降低的线圈，需烘干后再检测。因此判断线圈是否有匝间短路，对交流绕组十分重要。有多种专用测试仪器可以用于匝间短路的检测。测试受潮后绝缘电阻降低的线圈时会有类似于匝间短路的反应，遇此情况时，可将线圈烘干后重测，则可以将两种情况区别。4.匝数测试线圈匝数测量一般是用已知标准线圈作比较来测量被测线圈。比较法有两种：1）比较通过同样大小电流对两个线圈产生的磁通势（亦称磁压）称为“磁势（压）比较法”或“磁压法”。如图所示：图2.1 磁势比较法其中，Ne可调匝数的标准线圈。由于磁动势1N相等，磁通为零，检流计为零，检流计P无指示。2）比较两个线圈中由相同的磁通量变化感应出来的电动势，称为“电势比较法”。线路图如下：图2.2 电势比较法闭合S1 S2 S3，标准线圈NS与被测线圈NX在同一铁心磁场内反向串联，因此他们产生方向相反的感应电动势。显然，当NS与NX匝数相等时检流计P中将无电流指示。根据这一原理，可以逐级调节NS，直到P中无电流，此时NX中的读数也即NX的匝数。其中，S1 S2 S3为开关NS可调标准匝数NX被检测线圈匝数P检流计5.线圈的温升测试线圈的温升指的是线圈温度与周围介质温度之差，是衡量线圈设计及散热性能的指标，允许温升应与环境温度和绝缘材料的耐热等级相对应。由于沿线圈厚度的温度分布不均，内部温度高，外侧温度低（散热性能好），不易测得准确数据，因此，一般都用电阻法测定线圈的平均温升。电阻法是根据金属导线的电阻值随温度的增高而增大的特性，来间接确定线圈温升的方法。当采用电桥测量线圈的冷态电阻R1和热态电阻R2后，再按下式计算出线圈的平均温升。 =1-02=（R2-R1）/R1（1/+01）+（01-02） （2.2）式中 2线圈在热态时的平均温度，单位为；01测量线圈冷态电阻时的环境温度，单位为；02测量线圈热态电阻时的环境温度，单位为；0时线圈导线材料的电阻温度系数，紫铜的=1/234，铝的=1/245。电器上的电流线圈，特别是大电流线圈，导线粗、匝数少、电阻值很小，用电阻法测量不准确，通常是用热电偶、电位差计的方法测量。把热电偶的测量头直接粘贴在测温部位，也可同时测几个点，取其平均值。要注意，应使热电偶冷端的温度等于环境温度。如果线圈电阻不能在热稳定时直接测量，因线圈在产品上通电，只能在断电后测量，或不能在断电后立即测量，则应在断电后经过几个相同的时间间隔，测出线圈热稳定时的最大温升。这种方法已经为大家所熟悉，在次不多做介绍。现在可以用计算机进行对试验数据的处理，用最小二乘法的原理求出冷却曲线的温升表达式，进而求得线圈的最大温升。6.浸漆质量检验1）外观检验 经浸漆处理后的线圈表面应光洁平整，不应有气泡和漆瘤等缺陷。引出线外皮不能有裂纹，不应当变硬发脆。2）性能检验 经浸漆处理后的线圈不应有短路和断路。可分别用短路测试仪和万用表测量。3）抽样解剖 抽样解剖主要是检查浸漆、烘干情况。线圈内应完全浸透漆和胶，且固成一个整体，还应达到基本干燥，以不粘手为合格。当改变工艺或材料时，对首批产品应进行抽样解剖检验。7.湿热带型线圈的检验对湿热带型线圈，还应增加耐热、防霉性能的检验，具体检验方法及合格判断标准要按照有关的技术条件的规定执行。8.绝缘电阻检验 任何绝缘材料都不可能做到绝对绝缘，其中总是或多或少存在一些自由电荷，这些电荷在一定的电压下会由电介质分离出来而形成泄露电流。泄露电流的大小，反映了绝缘材料的绝缘电阻的大小，绝缘电阻越大，标志着绝缘材料对电的绝缘能力越强。绝缘材料即使在很高的电压作用下，也只能通过少量的泄露电流，所以绝缘电阻值通常以兆欧为测量单位。用来测量绝缘电阻的仪器称为兆欧表，亦称摇表。测量时，要把兆欧表放平稳，摇动手柄时尽量不使指针摆动，以免造成测量误差。另外，绝缘电阻的数值与通电时间有关，这是因为在测量绝缘电阻时，两电极间夹着绝缘材料，具有电容充电和放电的效能。当开始加压时，除有泄露电流通过外，还有电容的充电电流（吸收电流），因此电流较大，绝缘电阻值较低。过一段时间后，电容充电结束，这时只有泄露电流存在。因而绝缘电阻升高。这种现象叫做绝缘体的吸收特性。抗电强度检验（耐压实验） 抗电强度表明了绝缘材料所能承受电压的能力，并与环境温度、湿度、测试时间、电源波形和频率有关。绝缘材料击穿时，表现为击穿点由电介质突然变为导体，导致电流的聚增。各种检测仪器都是利用电流聚增特性来判断绝缘是否被击穿。专用检测仪器种类繁多，功能大同小异。无特殊要求时可在常温下进行测试。施加的电压为工频正弦电压（有效值）其数值根据主电路的绝缘电压而定，见电器制造技术手册表20-51，对应实验时间为1min。为提高效率，实验时间缩短为1s，但实验电压提高25%，检测部位按规定，试验时要防止过电压闪络出现。实验变压器的要求：每1000V试验电压变压器容量应不小于0.5kVA，但其最小容量不小于0.5kVA。试验变压器的电感很大，为了防止感性过电压造成的不应有的绝缘击穿，标准中规定，试验时应从小于试验电压的一半开始逐渐升高电压。且应从达到规定试验电压时算起，到降低电压时为止。在试验中，可能出现虽未被击穿但有闪络出现的情况。出现闪络是否构成不合格的判据，要根据产品的要求而定。有些产品，特别是含有电子元器件的产品，是不允许出现闪络的，因为闪络是瞬间高电压发生的标志，瞬间高电压极易损坏敏感的电子元器件。通常，抗电强度的检测部位为：无电气连接的两回路之间，如两绕组之间；导电回路与地之间。所谓“地”是指电器安装时与地或设备外壳连接的导电体或绝缘体。因此，有些情况下线圈的抗电强度检验需要在产品组装完毕后进行。最后指出，上述检验项目，有些属于100%检验的项目，如外观、电阻值、匝数、匝间短路、抗电强度等；有些则属于抽检式型式检验的项目，如绝缘电阻、温升、浸漆线圈的解剖及耐热的防潮性能等。制造厂还可以根据质量保证的要求，制定其他检验项目。第3章 磁轭工艺3.1磁轭材料及其性能磁轭又叫做静铁芯。磁轭的结构形式各异，但基本组成相同。常见的叠片式铁心由心片、分磁环（短路环）、铆钉、夹板等四部分组成。冲制的心片叠合后，用夹板和铆钉紧固，使铁心成为坚固的整体，可消除反复磁化时心片的振动和噪声，同时提高铁心的机械强度，使铁心在反复碰撞过程中极面不容易变形。夹板起压紧力均匀分布的作用，一般用Q235、10、15低碳钢制造。为减少剩磁和磁滞损耗，铁心的夹板宜用剩余磁感应和矫顽力小的硅钢片制造。铆钉应选用塑性和韧性高，抗拉强度不小于380N/mm2的材料制造，如铆螺钢M12、M13、M10、M15、M20等。分磁环是套压在交流铁心极面上的短路圈，阻碍交变磁通的变化，减少铁心吸合后长期工作时的振动和噪声。分磁环一般采用纯铜T2或黄铜H62，H68以及合金、铜铋合金等新型耐热铜合金来制造。分磁环的工作温度为120，纯铜或黄铜在热态下力学性能要降低，而新型的耐热合金具有较高的电导率，在热态下力学性能基本不变，要利于提高分磁环的机械寿命。铁心本体所用的材料是软磁导体。3.2磁轭制造工艺过程3.2.1零件加工 1.铆钉打帽铆钉应选用冷拉铆螺钢丝，经校直后在冷墩机上按图样要求打帽成型。若用盘料经冷拔后打帽，则要注意冷拔工艺的正确使用。冷拔时应按拉丝模的孔径依次由大到小拉拔，线材的截面依次缩小，直到所要求的线径。铆钉打铆时，应先试打一段线材，检查铆钉尺寸形状符合图纸要求后，方可成批生产。成型的铆钉一般均需去毛刺，有的铆钉还需要表面磷化或镀锌。2.分磁环加工分磁环一般用条料经复合模冲刺而成。冲刺分磁环的复合模的凹凸模系薄壁冲模。在设计冷冲模时，为保证模具寿命，横壁的厚度一般应在冲刺材料的1.3倍以上。当分磁环厚度大于环边宽度时，使用复合模冲刺不仅凹凸模易于断裂，而且分磁环易于挠曲。我们可以采取以下措施：1）冲模材料可选用T10A高碳钢，并用箱式电炉800、保温5min，出炉油冷2h后回火，并再次进行油冷的热处理工艺。冲模以RC5557为宜。2）模内废料向下排出3）脱料板的硬度与冲模硬度相同，并有适当的配合间隙。其实最好的办法是采用型材切割机自动切割分磁环，取代冲压加工。3.冲片和理片冲片大量生产采用高速自动冲床，也可采用普通冲床，并配置开卷校平及自动送料装置，进行带料连续冲压，实现冲片自动化、高速化及安全化。冲床冲次每分钟200次以上，模具精度为0.005mm，送料误差为0.01mm，冲片毛刺小于0.05mm，可实现无边冲裁提高材料利用率10%以上。一般情况下，铁芯冲片也可采用普通冲床配置送料配置，进行条料复合冲压。使用带冲片时，可间隔一定距离滴注一种专用防锈油，经油膜均匀器刷涂；既能清除带料上的杂物，以免进入模具，又能在带料上形成一层均匀的油膜而润滑模具，有利于提高模具寿命，但更主要的作用还在于铁心极面防锈。冲片所用的条料和带料，均是按工艺要求分别采用剪板机和滚剪机剪切而成。备料时，要特别注意材料的轧制方向，使铁心的磁路方向顺着材料的轧制方向，以充分发挥材料的最佳磁性能。此外，要严格控制带料的宽度和表面质量，且要求带料的镰刀弯每2m长度不超过1mm，以满足自动冲压的需要。理片的方式有人工理片及自动理片两种。前者效率低，已逐渐被淘汰。自动理片要设置理片滑道。冲片自冲模内逐一挤出并进入滑道，工人只需要用金属棒将一定数量的冲片逐串穿起，再置于专用箱内待用。理片的质量要求及检测方法 理片时要保证冲片的认向缺口记号成一条槽，以保证组装铁心时冲片轧制纹向和毛刺方向一致。检测方法：目测。3.2.2装环 通常有如下几种方法：1高温环氧树脂粘接1） 准备 用铜丝刷蘸汽油或丙酮等有机溶剂将极槽和分磁环胶粘部分的铁锈及油污刷干净，并风干。2） 预热 将铁心放入烘箱内预热至60100，保温1020min，以去处铁心中残留的水气，保证涂胶时流淌均匀。3）涂胶 手工或用压注器将调配好的粘接济涂布于铁心极槽内及分磁环两外侧，室温自然晾干。4） 固化 粘接晾干后的铁心放入烘箱或转动式烘炉呢，加热至200并保温0.51h固化干燥。2.室温硅橡胶粘接硅橡胶的特性： 1）极好的耐高温和低温性能。2）优异的耐老化性能3）良好的电绝缘性能4）无味、无毒、无环境污染。CJ20-160交流接触器磁轭装环两种方法均可，但是室温硅橡胶粘接的应用更加广泛。3.2.3极面加工铁心极面的平面度是衡量铁心质量的一个重要指标。极面不平不仅使产品吸合时噪声过大，还将导致铁心吸和的极面接触不良、加速极面磨损，气隙很快消失，严重影响开关电器的机械寿命。为了保证铁心正常吸合与释放，通常要求极面粗糙度为1.6，极面 平面度不大于0.015mm。中柱去磁气隙低于两侧边柱极面0.100.15mm（小容量产品取下限）。铁心极面通常采用普通机床进行磨削或铣削加工，先进的加工方法是采用专用加工机床和贯穿式磨床，以提高生产效率和加工质量。1.普通平面磨床极面加工常用的是M7120，M7130普通平面磨床，加工中应注意几点：1）不宜用湿磨，以防铁芯锈蚀。2）应采用适当的夹具，以保证铁芯定位稳定。3）严格控制进刀量4）先粗磨和精磨，一般磨两刀光一刀。2.专用磨床1）贯穿式磨床适用于大批量生产（如30万件/日）。若再配以自动上、下料装置和磨削清理装置以及清洗防锈装置等，还可组成铁心极面磨削生产线。加工时，将工件置于砂带输送带上，随着后者随磁性吸盘连续进给，工件便通过砂轮磨轮的下方而被磨削。贯穿式磨削的主要特征就是工作在连续进给中。采用双磨头的贯穿式平面磨床，可在一次连续进给中完成铁心极面的粗磨和精磨，极面平面度可达0.0127mm。两磨头可调整角度和升降，以适应不同规格铁心的要求。砂带输送带能在0.21.2m/min的范围内调整进给速度，其生产率可达2000件/h。两磨头均密封，且配有吸尘装置，既不污染环境又能保证安全生产。2） 极面磨削生产线，它由两台普通平面磨床组成。此生产线的特点是用两个磨头同时磨出中柱极面间隙，但中柱极面允许不平而略呈圆弧状。铁心极面在随砂轮带传送中被磨削，这就要求有一定的加工精度。生产线上装有计数器以计数，并设有清理及除尘装置，确保作业环境不受污染。此生产线效率高、适宜于月产量为50万件的铁心生产用。3.铣削1）床 普通立铣或气障加工专用铣床。2）铣削 将铁芯装于夹具内以立铣加工。铁心极面通常是采用普通磨床进行磨削或铣削加工的，但是先进的加工方法是用专用加工机床和贯穿式磨床，以提高生产率和加工质量。3.2.4清洗清洗是为了除去留在铁芯上的油污和杂散微粒，改善铁芯的清洁状况，降低铁损，并使添加抗魔油路畅通。清洗的方法有气相清洗、超声波清洗和喷淋清洗。3.2.5防锈处理采用油膜、渗氮、喷丸等工艺对铁心防锈、尤其是极面防锈有良好的作用。对整体铁心防锈还应采用一些工艺，但总的要求是经济合理、无毒和无污染。其方法有喷漆、电泳涂漆和铁芯磷化。第4章 触头工艺4.1触头的接触形式触头的接触形式有面接触、线接触、点接触三种。点接触在接触处平均压强较大，容易破坏接触表面上的污染物形成的膜，但是散热面和热容量较小，所以触点压力较小的电信系统用机电原件，常用点接触的形式；面接触在接触处即视在接触面的平均压强较小，但是它的散热面和热容量大，触头压力大的大电流触头多采用这种接触形式。线接触介于点接触和面接触之间。CJ20-160交流接触器主触头和辅助触头采用的是面接触形式。4.2触头的四个主要技术参数1.开距是触头处于断开状态时，动静触头之间的最短距离。其值是由它能否耐受电路中可能出现的过电压，以及能否保证顺利熄灭电弧来决定的。2.超行程是指触头完全处于闭合时，如果将静触头拿开时，动触头所能够移开的距离。其值取决于触头在使用期内遭到的电侵蚀。超行程是用来保证触头磨损以后仍能可靠地接触，即保证触头压力的最小值。3.触头初压力是当动触头与静触头刚闭合时作用于触头上的压力。其值可以由触头弹簧的预压缩量来保证。增大初压力可以降低触头闭合过程引起的机械振动，以及减少触头熔焊等故障。4.触头终压力是当动触头与静触头闭合终了时，作用于触头上的正压力。其值是由触头弹簧的最终压缩量决定的。此压力应使触头处于闭合状态时接触电阻低而稳定。CJ20-160交流接触器主触头的开距是6.60.6，超程是30.6.辅助触头的常开开距是4.50.6，常开超程是31，常闭触头开距是4.51，常闭超程是30.5.4.3常用电接触材料及其性能4.3.1触头对电接触材料的要求触头材料的选择对触头的各项性能有着很重大的影响。触头的材料的选择须遵循如下原则：首先要求具有良好的导电和导热性能；还要求接触电阻稳定不易生成对导电不利的各种膜；抗电磨损性能好；极限生弧参数高，在真空中截止电流小；加工工艺性好；良好的机械性能，耐机械磨损等等。金属焊接是在被焊金属之间，通过局部加热或加压，或既加热又加压的手段，使固体间造成原子及分子间的联系和质点的扩散，使金属连接成牢固整体的一种加工方法。通过焊接，把金属材料按一定形状和要求连接在一起，保证必要的性能，构成所需要的各种外形结构，以制成各种产品。1.物理性能 传热和导电系数是触头材料的两个重要参数。两个参数大时，产生的热量很小而且很容易散出去，减缓了触头的氧化。触头材料熔化后的表面张力大时，金属不易溅散，可以减少触头的磨损。2.化学性能 1）电位要高。2）化学腐蚀产物应易于分解。3）化学腐蚀产物的机械和电强度要低。3机械性能1）硬度要高2）抗压和抗剪强度要高3）弹性模数和塑性要合适4）摩擦系数要小。4.3.2常用的金属材料1.银（Ag） 银的导热性和导电性在纯金属中是最好的。用银做的触头接触电阻小而稳定，银的硬度小，塑性好，有良好的工艺性。2.铜（Cu） 铜具有略低于银的导电性和导热性。但它的价格比银便宜。因此铜是很好的触头材料而且应用较广。3.钨（W） 钨的熔点高、硬度高和耐热性好，耐腐蚀性和耐电磨损性能很好，抗熔焊性也好，可用于切断大电流。4.金（Au） 金有良好的导电和导热性能，仅仅次于银和铜，但是价格非常昂贵，不适于做触头材料。 5.铂（Pt） 铂有良好的抗化学腐蚀性能，熔点高以及有较高的工作可靠性。铂的缺点就是硬度低，导热和导电性不佳，此外铂的价格很高，所以也很少用。 CJ20-160交流接触器的主触头和辅助触头都是采用铜做材料的。4.4焊接方法当前，有许多种焊接方法，CJ20-160交流接触器触头采用的是钎焊（气体火焰法）。 1.钎焊 其特点是对焊件和填充材料的钎焊料进行适当加热，待熔点低于焊件的焊料熔化后，借毛细现象填入焊件连接处的间隙，冷凝后，是分离的焊件焊合在一起。焊接过程中，焊件本身不熔化。在电器制造中，常见的有烙铁钎焊、火焰钎焊、炉中钎焊等。根据此次设计的静触头的技术要求，比较三种焊接方式，选择钎焊比较合适。下面就钎焊做具体工艺分析。熔点比焊件低的钎料和焊件共同加热到钎焊温度，在焊件不熔化的情况下，钎料熔化并湿润钎焊面，依靠两者的扩散而形成钎焊接头的焊接方法称钎焊。钎焊工艺过程必须具备两个基本条件：一、液态钎料润湿钎焊金属，致密地填满全部间隙；二、液态钎料与钎焊金属进行必要的冶金反应，达到良好的金属结合。钎焊的材料包括钎料和钎剂。2.火焰钎焊火焰钎焊是气体火焰钎焊的简称，也称气焊。火焰钎焊设备简单、通用性好。但手工操作时，生产率低且要求操作技术高。可是，工艺简单，加热温度不高，对基体热效应等的影响不大。适用于钎焊某些限于工作形状、尺寸及设备等原因不能够使用其他方法钎焊的工件，可采用火焰自动钎焊。火焰钎焊的热源种类很多，有用酒精灯作热源的；有用液化石油气火焰作热源等；但应用比较多的是氧乙炔焰作热源等。火焰钎焊必须用焊剂。可焊钢、不锈钢、铜、银、铝等及其合金。所用焊料有铜锌、铜磷、银基等等。火焰钎焊的焊接工艺过程：在焊接前，触头和导电零件必须进行表面清洗处理，以清除焊接表面的油污和氧化膜；而后把配制好的焊剂和焊料置于导电零件和触头之间；对摆好的零件，用压缩空气乙炔焰进行加热，当焊料开始熔化时，把触头调整到正确的位置；最后待焊料凝固是放入水中强制冷却或在空气中自然冷却。4.5焊剂和焊料4.5.1焊剂钎焊过程中在大气中加热金属零件时，由于其表面发生氧化而使焊料难以润湿。而且当焊料熔化后，还会受到外界气体的溶入及氧化的影响，因此，钎焊时必须采用焊剂（亦称熔剂）。1.在钎焊的过程中要求焊剂起到的作用有：1）去除基体金属表面氧化膜或杂质；2）改善基体金属的润湿作用；3）同时也起机械保护作用。当焊剂熔化后，它浮在金属基体上或充满焊缝，保护焊料和基体金属不受外界气体的影响。2同时焊剂应满足以下几点要求：1）焊剂的熔点低于焊料的熔点，而且其活化温度也要低于焊料的熔点，同时其沸点要高于焊料的熔点；2） 焊剂必须具有一定的去膜能力、润湿填缝能力和覆盖能力；3） 焊剂熔化后成分应稳定，而且对基体金属和焊料的腐蚀性应尽量小；4） 从制造和使用的角度考虑，还要求焊剂在钎焊前便于保存，钎焊时毒性小，钎焊后焊渣容易去除及价格便宜等。4.5.2焊料焊料可制成丝、棒、片、箔、粉状，也可根据需要制成特殊形状。如环状成型钎料或膏状钎料。钎料通常按其熔化温度范围可分为两大类：1. 液相线温度低于450的称为软钎料，他们是镓基、铋基、锡基、铅基、镉基、锌基等合金。2. 液相线温度高于450的称为硬钎料，他们是铝基、镁基、铜基、银基、锰基、金基、镍基、钯基、钛基等合金。焊料的性能对钎焊质量起关键作用。为了满足接头性能和焊接工艺的要求通常对焊料的性能有如下要求：1.合适的熔点，焊料的熔点低于钎接金属熔点5060以上，并高于最高工作温度100以上。2.良好的填缝能力，熔化的焊料能很好地湿润钎接金属，易于在焊接表面漫流。3.焊料能与钎接金属相互溶解和扩散，不含有对