定子与转子片的冲压模具设计与制造要点

1、CHANGSHA UNIVERSITY毕业设计（论文）资料设计（论文）题目：定子与转子片级进模设计系部：机电工程系专业：材料成型及控制工程学生姓名：班级：学号指导教师姓名：职称最终评定成绩XX教务处二0一一年二月制第一部分设计说明书一、设计说明书第二部分过程管理资料一、毕业设计（论文）课题任务书二、本科毕业设计（论文）开题报告三、本科毕业设计（论文）中期报告四、毕业设计（论文）指导教师评阅表五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表六、毕业设计（论文）答辩评审表20J2 届本科生毕业设计（论文）资料第一部分 设计说明书（20J2 届）本科生毕业设计说明书定子与转子片级进模设计系部：机电工程系专业：材料

2、成型及控制工程学生姓名：XX班级：二班学号 2008012220指导教师姓名：XX职称副教授最终评定成绩2012年5月XX本科生毕业设计定子与转子片的冲压模具设计与制造系（部）：机电工程系专业:材料成型及控制工程学号2008012220学生姓名:XX指导教师:XX（副教授）2012年5月xx毕业设计（论文）本次设计生产的是电动机定子片和转子片，精度要求较高，形状比较复杂，生产批 量大，通过工艺性分析，工序均为落料和冲孔。采用级进模制造，能很好的解决这些问 题，并且能同时完成两个工件的冲裁，提高材料利用率。原料选用硅钢片卷料，采用自 动送料器和自动送料装置送料。模架采用四导柱滚珠导向钢板模架和弹

3、性卸料板，并在卸料板和固定板之间设置辅 助导向机构一一小导柱和小导套，保证卸料板有足够的运动精度。设计说明书中简要概述了冲压模具目前的发展状况和发展趋势。然后对工件进行了详细工艺性分析以及冲压方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本 套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、 卸料板、等，选用了合适的冲压设备。关键词：定子片，转子片，落料，冲孔，级进模Ixx毕业设计（论文）ABSTRACTWhat this desig n produces is an electric motor to settle a son slice and tur n

4、a son slice, the accuracy has higher request, the shape is more complicated, produce batch qua ntity big, pass craft an alysis, work preface all for bla nking and punching. Adopt ing the class en ters a mold manu facturi ng, can be good to resolve these problems, and can complete two work piece in t

5、he meantime of blunt cut, raise material utilization. The raw material selects the silicon steel plate volume material, the adoption sends to anticipate a machine automatically and sends to an ticipate device to send to an ticipate automatically.The mold adopts four lead pillar to roll and flexibili

6、ty of the bead direct ion steel plate mold to unioad to anticipate plank, and be unioading to anticipate plank and fix plank of the con stituti on lend support to direct ion orga ni zati on-small lead pillar with small lead a set, assura nee uni oads to an ticipate the pla nk contain eno ugh sport a

7、ccuracy.The desig n overview the curre nt developme nt status and developme nt trends of stamp ing die briefly. The n I con duct a detailed an alysis of the work piece and determ ine the stampi ng program. After finishing the stamping die design in accordance with the general steps, I also desig n a

8、nd calculati ons the main parts of this mold, for example, pun ch, die, die pun ch, punch plate, plate, die plate and dump plates, block in formati on, market ing pieces of boards, blocks and other top pieces. At last I choice the suitable stamp ing equipme nt.Keywords: Stator piece, Rotor piece, Bl

9、anking, Pun chi ng, Progressive dieiixx毕业设计（论文）目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1冲压加工与模具设计简介 1.1.2冷冲压与模具技术现状 2.1.3冲压加工自动化与柔性化 2.1.4 冲模 CAD/CAM2第2章零件工艺性分析和工艺方案的确定 32.1工艺性的含义及材料性能分析 3.2.2制件的冲压工艺性分析3.2.3工艺方案的确定4.2.3.1工艺方案:4.2.3.2工艺方案分析和确定4.第3章排样 搭边及材料利用率的计算 53.1冲裁件排样 5.3.1.1排样方法5.3.1.2排样图设计6.3.2搭边和料宽7.3.3材料利用率：9

10、.第4章冲裁工艺114.1冲裁力的计算.1.14.2压力中心的计算134.3卸料力及推件力的计算 1.44.4冲裁间隙1.54.4.1冲裁间隙的含义1.54.4.2间隙对冲裁的影响1.54.4.3冲裁方向的确定原则1.64.5凸、凹模刃口尺寸的计算 1.74.5.1冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 174.5.2落料凸、凹模刃口尺寸计算 184.5.3其它凸、凹模刃口尺寸计算 184.6冲压设备的选择224.6.1设备类型的选择 22462设备规格的选择 23第5章 模具总体结构设计 255.1凸模、凹模的设计以及模架的选择 255.1.1主要零、部件设计 255.1.2模架的选择3.55.2定位零件

11、的设计 355.3卸料和推件、顶件零件的设计 385.4固定与紧固零件395.5导向零件40第6章 工作零件的加工工艺编制 436.1冲压模具零件材料的选用436.2模具零件加工制造43结论47参考文献48致谢50IVxx毕业设计（论文）第1章绪论1.1冲压加工与模具设计简介冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板料施加剪切力 而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经 常在材料冷状态下进行，因此也称为冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带料，故 也称板材冲压。冲压加工需要研究冲压工艺与模具两个方面的问题。查文献得知冲压工艺可以分为分离工序

12、和成形工序 。分离工序又有落料、冲孔、切断、切边、剖切等 工序；成型工序又包括卷圆、弯曲、拉深、薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、 扩口、缩口、旋压、校形等。冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工业中占有非常重要的地位。冲压件在各 个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的 比重非常大。冲压的应用很广，从很少的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和高 压容器封头以及航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工来完成 。冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下，可以直接满足装配和使 用要求。此外，在冲压过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强

13、度有所提高，所以，冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和外表光滑、美观等特点0冲压加工是一种套高生产率的加工方法，如汽车等大型零件每分钟可生产几件，而 小零件的高速冲压则每分钟可生产千件以上。由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般 又在冷状态下加工，因此轻易实现机械化和自动化，比较适宜配置机械人而实现无人化 生产。特别是适用于定型产品的中大批生产 0冲压要发展，模具是关键”，提高模具 的效率需从冲模设计和制造开始。得知冲压加工的材料利用率较高，一般可达70%85%,冲压加工的能耗低，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点，所以冲压件呈批量生产时，其成本比较低， 经济效益较高。当然，冲压加工与其他

14、加工方法一样，也有其自身的局限性，例如，查 文献得知冲模的结构比较复杂，模具价格偏高。因此，对小批量、多品种生产时采用 昂贵的冲模，经济上不合算，目前为了解决这方面的问题，正在努力发展某些简易冲模， 如聚氨脂橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等，同时也在进行冲压 加工中心等新型设备与工艺的研究5 01.2冷冲压与模具技术现状我国考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中 国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。改革开放以来，随着国民经济的 高速发展，市场对模具的需求量不断增长 。近年来，我国模具工业一直以15%左右的 增长速度快速发展，模具工业

15、企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具 厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的模具之乡”; 广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己 的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达 到12m,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra 1.5叩的精冲模，大尺寸（诗300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相 当高的水平。但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备 在

16、模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高。1.3冲压加工自动化与柔性化为了适应大批量、高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛采用了各种自动化 的进、出料机构。对于大型冲压件，汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人，这不仅 大大提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性91.4 冲模 CAD/CAM冲模CAD/CAM技术已成为冲压工艺与模具的主要发展方向之一。我国在冲压模具的CAD/CAM方面也取得了重大的发展。上海交通大学在 80年代 初期开展了打规模的CAD/CAM研究开发工作，采用交互设计方法进行条料排样，模具 结构及零件设计方面采用了

17、典型结构及标准零件的自动调用和交互设计相结合的方法， 开发了智能化数据库，贮存了各种冲模的典型结构、标准零件、设计经验、设计方法和步骤，并向用户开放10o第2章零件工艺性分析和工艺方案的确定2.1工艺性的含义及材料性能分析冲压件的工艺性系指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性对冲裁件质量、 材料经济利用、生产率、模具制造及使用寿命等都有很大影响。硅钢片一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.54.5%。加入硅可提高铁的 电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。2.2制件的冲压工艺性分析查表2.1可知硅钢片的工艺参数。表2.1工艺参数材料料机械性能不锈钢硅钢片低碳钢抗拉

18、强度 c（N/mm2）490490255324抗剪强度TN/mm2）451422216275延伸率&%）404244图2.1工件图如上图2.1所示，微电机转子、定子片特点尺寸小、精度高、材料薄而强度高。因 此冲裁工艺与模具设计存在以下问题：a）、工艺方案和模具结构应保证能达到冲件所需 要的高精度；b）、冲模结构应能冲出复杂的外形；C）、冲裁模的制造精度和导向精度应 适应冲件的厚薄度；d）、冲裁模的强度和耐磨性应适应冲压材料强度高的特点。由定子片转子片的外形形状，冲孔 落料为基本工序，且工件异形孔多，零件的精 度要求较高，形状也比较复杂。同时在微型电动机的使用中定子片和转子片所需数量相 同，转子

19、的外径比定子的内径小1mm,且具备套冲条件。2.3工艺方案的确定工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和工 序顺序的安排等，应在工艺分析的基础上制订几种可能的方案，再根据工件的批量、形 状、尺寸等多方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。2.3.1工艺方案：方案一：用4道工序进行冲压。工序1为先用复合模冲成垫圈半成品；工序 2为用 装有分度装置的冲槽模进行单槽冲压，每冲好一槽就将工件转过 30度，依次冲出所需 槽形，落料。工序3用复合模冲出定子片4端的小孔，工序4用冲槽冲出异形槽孔，再 冲48.2mm内孔，落料成型。方案二：用级进模在一次工序中将转

20、子片和定子片套冲。第一工步冲出导正销孔； 转子槽孔和中心轴孔；冲定子片两端 4个小孔的左侧2孔，第二工步冲出全部槽形，定 子片两端中间两孔，右侧两孔，角部两工艺孔，转子片和10mm孔校平。第三工步转子片落料。第4工步冲定子片异形槽孔，第五工步冲 48.2mm内孔，落料。压力机一 次行程生产一个完整的定子片和转子片制件。2.3.2工艺方案分析和确定方案一特点就是化整为零，将原先很复杂的制件形状分解成形状较为简单的单元， 从而可以简化模具刃口形状，便于模具制造。但该方案的缺点是，需要4道冲压工序，且第二道工序又是单槽冲出，生产效率低；在冲槽过程中要进行多次分度定位，操作不 便。由于多次分度定位，转

21、子片精度难以达到要求。因此，该方案可在小批量生产，复 合模制造存在一定困难，精度要求不严时采用。方案二缺点是工件的异形孔多，在级进模的结构设计和加工制造上都有难度，而且 为了冲工艺孔，加宽了带料宽度，降低了材料的利用率。但是由于制件和槽孔废料都可 由压力机台下排出，且套冲，生产效率高；适合大批量生产。采用多工位级进模制造， 适合该零件精度要求较高，形状也比较复杂的工件。因此，宜采用方案二来进行生产。第3章 排样 搭边及材料利用率的计算3.1冲裁件排样3.1.1排样方法冲裁件在板、条上等材料上的布置方法称为排样 排样的合理与否，影响到材料的经 济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产

22、操作方便与安全等。因此 ，排 样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作10。排样的目的就在于合理利用原材料，在不影响工件精度情况下，尽量提高材料利用 率。根据材料的利用情况，排样的方法可分为三种：（一）有废料排样沿工件的全部外形冲裁，工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭 边）存在，冲裁后搭边成为废料，如图 3.1a所示。（二）少废料排样沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间有搭边存在，如图3.1b所示。（三）无废料排样工件与工件之间，工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而得 到工作，如图3.1所示。图3.1废料排样有废料排样（见图3.1a）制件，在板料上冲栽

23、轮廓四周都有搭边。冲裁后搭边成为废料。有废料排样的材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少废料排样（见图3.1b）沿制件的部分外部轮廊切断或冲 裁，即制件与条料的侧边，或制件与制件之间有部分搭边的排样。这种排样方法，材料 的利用率较高，常用于制件某些尺寸要求不高的排样。无废料排样（见图3.1c）是无废料的排样方法，冲裁过程制件与制件之间沿不同的线段分开。这种排样方法，材料的利用 率最高，但对制件形状结构要求更严格，所以其应用范围有一定的局限性，制件设计时 要考虑这方面的工艺性能。采用少废料和无废料排样可以简化冲模结构，减少冲裁力，但应用中要受制

24、件结构 的限制，主要用于精度要求较低的制件。此外，它对冲模的工作条件也有一定的影响. 会 降低冲模寿命和制件质量。对于简单形状的制件，可以用计算方法选择合理的排样；而对于形状复杂的制件， 常采用放样的方法进行比较排样，找出比较合理的排样方案。3.1.2排样图设计微型电动机的定子片和转子片在使用中所需的数量相等，转子的外径比定子的内径小1mm。转子片与定子片具备套冲的条件，由工艺方案的确定选择多工位级进模制造。 工件的工序均为冲孔和落料。电动机的定子、转子片是大批量生产，故选用硅钢片卷料，采用自动送料器和自动 选料装置送料，其送料精度可达）.05mm。采用自动送料装置，由于其送料精度比较高， 故

25、在模具中只使用导正钉作精准定位。排样图如图3.2所示，排样图分为8个工位，各个工位的工序内容如下：第1工位：冲2个8mm的导正销孔；冲转子片各槽孔和中心轴孔；冲定子片两 端4个小孔的左侧2孔。第2工位：冲定子片右侧2孔；冲定子片两端中间2孔；冲定子片角部2个工艺 孔；转子片槽和 10mm孔校平。第3工位： 转子片 47.2o.o5omm落料。第4工位：冲定子片两端异形槽孔。第5工位：空工位。第6工位：冲定子片48.2o.o5omm内孔；定子片两端圆弧余料切除。第7工位：空工位。第8工位：定子片切断。如图3.2所示。圧丈I中心3图3.2排样图V爭转子片中间10mm的孔有较高的精度要求，12个线槽

26、孔冲裁后不再加工，直接下 线（装入漆包线线圈），线径细，绝缘层薄，因此不允许有明显的毛刺，为此在第 2工 位设置对 10mm孔和12个线槽孔的整形工序。第3工位47mm外圆落料，则转子片 工件完成。定子片上下的两个长形孔与 48.2mm孔：若先冲 48.2mm，再冲两个长形孔时， 可能引起 48.2mm孔的变形，难以保证其 ）.05mm的尺寸公差，。故在第4工位先冲 两个长形孔；第6工位再冲48.2mm孑L,同时将3个孔打通，完成内部冲裁。为了保证模具的强度，在排样中的第 5和第7工位还加入了一个空工位，以提高模 具的使用寿命。第8工位的切断可有两种方法。若米用单边切断，应注意左右两个断面形状

27、必将是 不同的，右边留在凹模上的工件毛刺向下，而左边冲掉的工件毛刺向上。如果采用中间 切去一条的方法，则可以保证两边的毛刺方向相同，但是要多消耗一个废料条。考虑到 所切的边是转子外侧非工作部位，所以应采用单边切断的方法。3.2搭边和料宽（一）搭边排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁 出残缺的产品。此外，还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而 提高制件质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和 工件断面质量。影响搭边值大小的因素主要有：1.材

28、料的力学性能 塑性好的材料，搭边值要大一些，硬度高与强度大的材料，搭边值可小些。2 材料的厚度 材料越厚，搭边值也越大。3.工件的形状和尺寸工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。4 排样的形式 对排的指边值大于直排的搭边。5 送料及挡料方式用手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。查表3.1所知，搭边a为1.2，侧搭边ai为1.5。表3.1搭边和数值（mm）炬帛件讪铁JAMJnun点拥的*占jI二r!LIJI一 A ij:U L1fflttf 叫U 卜1 *HQ时2i0. 訂i.21-Si.$2.021.0L.?h5L1 J.Cho1-1-51-$l.ahOL?-S1. 81 2-0mL?

29、J 5|1-SI 0鑫02.JZ.O-2.5rrIS?，01.22 21-5z. $7 o2.22 21.52.M2、2i “禹02 AX?卜12_（二）料宽排样方案和搭边数值确定后，即可确定条料或带料的宽度及进距。 排样方案无侧压装置，条料宽度按下式计算：Bl：= D 2 a-： - bol,（3.1） 3式中B-条料标称宽度（mm）;D-工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）;ai-侧搭边（mm）；厶-条料宽度的公差（mm）, bo-条料与导料板间的间隙（mm）,查表3.2和3.3可得：B_；= D 2 ai 亠；Lb。- .:=84 + 2(1.5 + 0.5 )+ 0.5 J - 0.5

30、=880_0.5表3.2剪切条料宽度公差条料宽度B材料厚度 t1122335500.40.50.70.9501000.50.60.81.01001500.60.70.91.1.1502200.70.81.01.22203000.80.91.11.3表3.3条料与导料板之间的间隙2无侧压装置有侧压装置条料厚度条料宽度100200200300100150.511583.3材料利用率：材料利用率是衡量经济性、合理性的指标。其计算公式为: 一个进距内的材料利用率 n为：nA牢 Bh 100%2 式中：A-冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm ）；n-一个进距内冲件数目；2 B-条料宽度（mm ）;h

31、-进距（mm）。一张板料上总的材料利用率 n为：二出 X100%8 35588 58.6100%=2841= 5160100%(3.3) 3(3.4) 3BL:55%式中：N- 张板料上冲件总数目;L-板材长度（mm）。第4章冲裁工艺4.1冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。（一）冲裁力的行程曲线在冲裁过程中，冲裁力的大小是不断变化的，如图 4.1为冲裁时冲裁力.凸模行程曲 线。图中AB段相当于冲裁的弹性变形阶段，凸模接触材料后，载荷急剧上升，但当凸 模刃口一旦挤入材料，即进入塑性变形阶段后，载荷的上升就缓慢下来，

32、如BC段所示。 虽然由于凸模挤入材料使承受冲裁力的材料面积减小，但只要材料加工硬化的影响超过受剪面积减小的影响，冲裁力就继续上升，当两者达到相等影响的瞬间，冲裁力达最大 值，即图中C点。此后，受剪面积的减少超过加工硬化的影响，于是冲裁力下降。凸模 再继续下压，材料内部产生裂纹并迅速扩张，冲裁力急剧下降，如图4.1中CD段所示,此为冲裁的断裂阶段。此后所用的力仅是克服摩擦阻力，推出已分离的料。图4.1冲裁力凸模行程曲线以上讨论的冲裁力.凸模行程曲线，是指塑性好的材料，对于塑性差的材料则在冲裁 11xx毕业设计(论文)力上升阶段就发生裂纹，甚至断裂。(二)冲裁力的计算公式冲裁力的大小主要与材料力学

33、性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。用平刃口模具冲裁时，冲裁力 F (N)可按下式进行计算F=KLt t(4.1)式中L-冲裁件的周边长度(mm);t-材料厚度(mm);t-材料抗剪强度(MPa);K-系数，考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化 及材料厚度偏差等因素，一般取 K=1.3;一般情况下，材料的db=1.3 t为计算方便，也可用下式计算冲裁力F(N)F=Lt b式中-材料的抗拉强度。由表4.1查出电工硅钢片的剪切强度极限 f=190MPa,妒1.3T=247MPa。表4.1材料参数材料名称牌号材料狀态抗朝强攫r (MPa)抗拉强度 曲(MPa)延伸率祥服强度 叫

34、 (MP1)电匸用钝铁C31. D32 D4148.D310340已退火19023026/560&S0/由F=Lt b得出各个工位的冲裁力，结果列出如下:第1工位：F1 =L1t b=(47.2 3.14+2 10 3.14 12)0.35 247=31226N第2工位：F2 =L2t b(2 3.14 6+2 4 3.14 12)0.35 247=9192N，第3工位：F3=L3t b= 47.2 3.14 0.35 247=9861N,第4工位：F4=L4t b1=2 (3.14 匚 332 3.14) 0.35 247=100548N第6工位：F6=Let b= 48.2 3.14 0.

35、35 247=19859N第8工位：F8=L8t逝=44 0.35 247=3791N共计 174477N。4.2压力中心的计算为了保证压力机和模具正常地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，弓I起凸、凹模间隙不均和导向零件加 速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。本设计中，采用解析法计算压力中心。计算压力中心的坐标定在第一工位的中心。 从排样图可看出，图中图形以x轴为对称轴，所以y方向压力中心坐标为零。查文献可得：多凸模的压力中心，按下述程序进行计算：A:按比例画出凸模工作部分剖面的轮廓图；B:在任意

36、距离处作x-x轴和y-y轴；C:计算各凸模重心到x-x轴的距离y、y2、y3和到y-y轴的距离X1、X2、X3。D:冲模压力中心到坐标轴的距离由下式确定：到x-x轴的距离：3y0=(L1y1 + L2y2+L3y3+.)/(L1+L2+L3+.)(4.2)到y-y轴的距离：3X0=(L1X1 + L2x2+L3X3+.)/(L1+L2+L3+.)(4.3)式中L1、L2、L3.各凸模工作部分剖面轮廓的周长。各凸模的周长以及到y-y轴的距离为：2 个8mm 的导正销孔冲模：L1=n&= 25.13mm；为=31; L2= nX电 25.13mm；X2= 31mm。13xx毕业设计（论文）转子片冲

37、槽模：由前计算 L3= 336.24mm； xs = 0。中心轴孔冲模：L4= nX佔31.42; X4= 0。定子片左侧两孔冲模：L5= nX4 12.57mm；xs = 26;L6= nX412.57mm；X6 = 26。定子片右侧两孔冲模：Ly= nX4 12.57mm；x? = 36;L8= nX季12.57mm；X8 = 36。定子片两端中间两孔冲模：L9= nX电25.13mm； X9= 62； Le= nX电25.13mm； X10=62o定子片角部两工艺孔冲模：Ln= nX=4 12.57mm； X11 = 93； L12= nX=4 12.57mm； X12=93o转子片落料

38、冲模：L13= nX 47147.65mm； *3= 124。定子片两端异形孔冲模：由前计算 L14 = 94.03mm； X14 = 186； L15 = 94.03mm； X15=186o定子片内孔并与异形孔切通冲模：由前计算L16= 176.10mm； X16= 248。定子片两端圆弧余料切除冲模：由前计算L17= 155.04mm；X17= 248; L18= 155.04mm； X18 = 24 &定子片切断凸模：由前计算 L19= 54.79mm； *9= 279。将以上数据代入式 X0= （L1X1 + L2X2 + L3X3+ .）/（L1 + L2+ L3 + .）得：X0=

39、 137.02 mm。4.3卸料力及推件力的计算无论采用何种刃口冲模，当冲裁工作完成后，由于弹性变形，在板材上冲裁出的 废料（或工件）孔径沿着径向发生弹性收缩，会紧箍在凸模上。而冲裁下来的工作（或 废料）径向会扩张，并因要力图恢复弹性穹弯，所以会卡在凹模孔内。为了使冲裁过程 连续，操作方便，就需把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹模孔内的冲件或废料推出。 从凸模上将零件或废料卸下来所需的力称卸料力F卸，顺着冲裁方向将零件或废料从凹模腔推出的力称推件力F推，逆着冲裁方向将零件或废料从凹模腔顶出的力称顶件力 F顶F卸、F推、F顶是由压力机和模具的卸料、顶件装置获得的。实际生产中常用下列经F.冲裁力（N

40、）(4.4) 3(4.5) 3(4.6) 3验公式计算：F卸=K卸FF推=K推FF顶=K顶F式中K卸、K推、K顶.分别为卸料力、推件力、顶件力系数，其值见表4.2表4.2卸料力、推件力、顶件力系数 料厚m m z(、卸K、 心KWr- -1 a41 a571 a8 o a钢a5 o a53 o a铝金 合 铝同 紫同 黄在各工位的冲裁力中，第8工位的切断力在回程时没有卸料力，其余冲裁力的总和 作为计算卸料力的冲裁力，其值为：Fo=174477N.3791N=17O686N由查文献取得：K卸=0.04,贝U卸料力为：F 卸=K 卸 Fo=O.O4 X70686N=6827N由查文献取得：K推=0

41、.055,则推件力为：F 推=K 推 Fo=O.O55 170686N=93878N4.4冲裁间隙4.4.1冲裁间隙的含义冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔。凹模与凸模刃口部分，在垂直于外栽力方 向的投影尺寸之差，称为冲栽间隙。间隙有两种含义：第一种指凹模与凸模间每侧空隙的数值，称为单面间隙；另一种 指凹模与凸模间两侧空隙之和，称为双面间隙。对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间 隙就是两者直径之差。习惯上常说的多少间隙，是指双面间隙，用符号z表示。单面用Z/ 2表示。4.4.2间隙对冲裁的影响生产实践证明，间隙值的大小、分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、 冲裁力和模具形命等均有直接影

42、响。凸、凹模之间的间隙大小可分三种基本情况，即 间隙合理、间隙过大和间隙过小。1）冲裁件的断面质量间隙合理，材料在分离时，凸、凹模刃口处的裂纹重合，冲裁断面比较平直、光滑, 塌角和毛刺均较小，制件质量较好。但合理的冲裁间隙并非是一个绝对值，而是某一个 数值范围，冲裁间隙在此范围内都可得到冲裁断面好的制件。间隙过大，凸、凹模刃口 处的裂纹不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的里边，材料受很大的拉伸，光亮带小，毛刺、塌角及斜度都较大。间隙过小，裂纹也不重合，凸模刃口附近的裂纹 在凹模刃口附近裂纹的外边，两条剪裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切 和挤压，在断面上形成第二次光亮带，并

43、在其间出现夹层和毛刺。2）尺寸精度落料或冲孔后，因发生弹性恢复，会影响尺寸精度。间隙小到一定界限，由于压缩 变形弹性恢复，落料件尺寸会大于凹模尺寸，而使冲出的孔小于凸模。间隙大到一定界 限，由于拉伸变形弹性恢复，落料件尺寸会小于凹模，而使冲出的孔大于凸模。间隙对 于冲孔和落料精度的影响规律是不同的，且与材料轧制的纤维方向有关。3）冲裁力和模具寿命间隙值大时，冲栽力有一定程度的减小，卸料力和推件力也随之降低。冲裁时，坯料对凸模与凹模刃口产生侧压力，并在凸模与被冲孔之间以及凹模与落 料件之间均有摩擦力。间隙越小，侧压力和摩擦力随之增大。此外，在实际生产中，模 具因受到制造误差和装配精度的限制，凸模

44、不可能绝对垂直于凹模平面，而间隙分布也 不可能十分均匀所以，过小的间隙会使凸、凹模刃口磨损加剧，寿命下降。而较大的间 隙则可使凸、凹模侧面与材料问摩擦减小，并减缓间隙不匀的不利影响，从而提高模具 寿命；但间隙过大，坯料弯曲相应增大，使凸模与凹模刃口端面上的压应力分布不均匀， 容易产生崩刃或产生塑性变形，因而对模具寿命也不利 。4.4.3冲裁方向的确定原则冲裁时，由于凸、凹模之间存在间隙，因此落下的料或冲出的孔均带有锥度，其大 端尺寸基本等于凹棋尺寸，小端尺寸基本等于凸模尺寸。测量时，也是按冲孔的小端和 落料的大端作为基准量取尺寸的。又由于在生产中，凸、凹模都要与冲件或废料发生摩 擦，凸核愈磨愈

45、小，凹模愈磨愈大，使间隙随之增大。基于这一分析，确定冲裁间隙值 的原则是：落料时因制件尺寸随凹模尺寸而定，故间隙应在减小凸模尺寸的方向上取得； 冲孔时因孔尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。考虑到冲裁件的断面质量、尺寸精度、凸、凹模的磨损，在设计与制造新模具时，19xx毕业设计（论文）取最小合理间隙根据材料厚度t=0.35mm,查参考文献表2.7: Zmin =0.04mm, Zmax =0.06mmo4.5凸、凹模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸、凹 模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。4

46、.5.1冲孔凸、凹模刃口尺寸计算在第1、2、6工位有4.018mm、/mm、低0?、 48.05mm四种内型的孔。冲孔时应首先确定凸模刃口尺寸。由于基准件凸模的刃口尺寸在磨损后会减小，因此应 使凸模的基本尺寸接近工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 Zmin。凸的制造取负偏差，凹模取正偏差。其计算式为：d 凸=(d + xA)-凸 0(4.7) 3d 凹=(d 凸 + Zmin) 0+凹=(d + x + Zmin) 0”凹(4.8)式中 d凸、d凹冲孔凸、凹模基本尺寸(mm)；工件制造公差(mm)；x因数 对于40.018的孔，查文献表2-12、表2-13可知：S凸=0.0

47、20mm； S凹=0.020mm； x=0.75。将其数据带入式中得：d 凸=(4+ 0.75 0018) 0.020 二 4 器4 d 凹=(4+ 0.75 0018+ 0.04) :。.020 = 4 J.074 对于 8+0.022mm的孔,查文献表2-12、表2-13可知：S凸=0.020mm； S凹 =0.020mm； x=0.75。将其数据带入式中得：d 凸=(8+ 0.75 0022) 爲 二 8 器17 d 凹=(8+ 0.75 0022+ 0.04):020 = 8 ：077 对于卩:霧口口的孔，查文献表2-12、表2-13可知：S凸=0.020mm； 凹 =0.020mm；

48、 x=0.75； =-0.007- (-0.034) =0.027mm。将其数据带入式中得：d 凸=(10+ 0.75 为.027) .2 =応0.020d 凹=(10+ 0.75 0027+ 0.04) :。020 = 10：080 对于 48+0.05mm的孔，查文献表2-12、表2-13可知：凸=0.020mm；血=0.030mm； x=0.75。将其数据代入式中得:d 凸=(48+ 0.75 %.05)0.40.020 48 0.020d 凹=(48+ 0.75 005+ 0.04)。0.030 = 48 0.0284.5.2落料凸、凹模刃口尺寸计算在第3工位，转子片 470.05mm

49、落料。落料时应首先确定凹模刃口尺寸。由于基 准件凹模的刃口尺寸在磨损后会增大，因此应使凹模的基本尺寸接近工件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙Zmin。仍然是凸模取负偏差，凹模取正偏D 凹_ (D xA)0+S凹(4.9) 3D 凸 _ ( D 凹一Zmin )- 8凸_ ( D * Zmin)- 8凸(4.10) 查文献2可知：S凸=0.020mm； 8凹=0.030mm； x=0.75。将其数据代入式中得：其计算式为:D 凹=(47-0.75 %.05)书.030 _ 47 书.1250_ 47 .0.038D 凸_( 47-0.75 005-0.04) 爲 _47摞；4

50、.5.3其它凸、凹模刃口尺寸计算在第1、4、6 8工位其凸、凹模形状复杂，故不能采用上述方法计算刃口尺寸。对于落料件，应以凹模为基准件，凹模的磨损情况分为三类：第一类是凹模磨损后增大的尺寸（A类）；第二类是凹模磨损后减小的尺寸（B类）；第三类是凹模磨损后没有增减的尺寸（C类）。而对于冲孔件，则以凸模为基准件，可根据凸模的磨损情况，将尺寸分为A、B、C三类。其计算式为：A类：Aj_(Amax * )0(4.11)3B类：Bj_(Bmin+ xA )-A/4(4.12)3C类：Cj_(Cmin+ 0.5 A ) 土A /8(4.13)3式中Aj、Bj、Cj-基准件尺寸（mm）;Amax、 Bmin

51、 、 Cmin - 工件极限尺寸（mm）；-工件公差（mm）。冲槽凸模刃口尺寸计算（如图4.2所示）。21xx毕业设计(论文)25图4.2冲槽凸模刃口a：对于4.10+0.018这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用 文献表2-13可知，x= 0.75。将数据代入得：Bj=(4.1 + 0.75 0.018) 0o.oi8/4 二4.1；014b:对于4.490+0.018这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用 文献表2-13可知，x= 0.75。将数据代入得：Bj=( 4.49+ 0.75 .018)爲*/4 二 4.49 鳶篇c：对于R10+0.014这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增

52、大，用B类计算公式，查B类计算公式，查A类计算公式，查文献 表2-13可知，x = 1。将数据代入得:A=( 1.014 1 X).014) 00.014/4 = 1 00.004d:对于RO.50+0.14这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增大，用 文献表2-13可知，x= 1。将数据代入得：A=(0.5141X).014) 00.014/4 = 0.500.004e：对于1.520+0.014这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用 文献表2-13可知，x= 1。将数据代入得：Bj=( 1.52+ 1.014)爲讪二 1.52 014f:对于3.350+0.018这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用A类计算公式，查B类计算公式，查B类计算公式，查文献2表2-13可知，x= 0.75。将数据代入得:Bj=( 3.35+ 0.75 X.018)-0.018/43.350.0140.009冲定子片两端异形槽孔凸模刃口计算(如图4.3所示)图4.3异形槽孔凸模刃口对于1、3尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用 B类计算公式。由前计算可知 L1 = L3 =( 25/360) XnX 65.84.