机械毕业设计-微型电机定子片和转子片级进模设计

1、目 录摘要 1关键词 11 前言 21.1 模具概述 2 级进模概述 31.3 Pro/ENGINEER的根底知识41.3.1 Pro/ENGINEER的诞生41.3.2 Pro/ENGINEER的功能和特点41.3.3 Pro/ENGINEER在模具制造中的应用5 课题内容及选题意义 6 本章小结 72 微型电动机定子、转子片级进模设计 7 设计资料 7 2.2 设计步距与定距方式 7 2.3 排样图设计 8 主要计算 92.4.1 冲压力的计算 92.4.2 压力中心的计算 102.4.3 卸料力与推件力的计算 122.4.4 冲裁间隙 122.4.5 凸、凹模刃口尺寸的计算 12 压力机

2、的选择 16 模具总体设计 182.6.1 模架 182.6.2 卸料板 182.6.3 导柱和导套 192.6.4 弹压装置 192.6.5 凹模 192.6.6 定位装置 212.6.7 导料装置 222.7 主要零部件设计 222.7.1 线槽冲模设计 222.7.2 校正模设计 262.7.3 小凸模设计 272.7.4 转子片落料模设计 282.7.5 异行孔冲模设计 292.7.6 切废模设计 302.7.7 切断模设计 312.8 本章小结 323 Pro/ENGINEER的模具造型 333.1 总装配图的建立 333.2 零件图的建立 343.3 本章小结 384 结论38参考

3、文献 39致谢 39 微型电机定子片和转子片级进模设计 学 生：曹焱林指导老师：陈文凯(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)摘 要：本课题介绍了微型电动机定、转子片多工位级进模的冲压工艺和模具结构设计，并应用Pro/E软件对其进行级进模具设计，解决了模具排样的难点，设计的模具机构应用于工程实践，产生了较好的效益。本文主要介绍了现代模具的根本概述，冷冲压模具的开展状况以及特点,级进模的概念、工作过程及特点，提出了本课题研究的内容以及选题的意义，以及本课题的整个设计过程，根据课题所提供的数据进行设计，包括：设计步距与定距的方式、排样图的设计、对冲压力、卸料力、推件力、压力中心、冲裁间隙、

4、凸凹模刃口尺寸的计算、压力机的选择、本模具的总体设计以及主要零部件的设计。关键词 定子片；转子片； 级进模； Pro/E软件；排样Micro Motors Stator slice and Rotor piece of Progressive Custom designStudent:Cao YanlinTutor: Chen Wenkai(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University , Changsha 410128, China)Abstract: The stamping technology

5、and structure design of multistation progressive die of stator and rotor plate in the micro-motor are introduced. Applying Pro/E software design on the progressive custom, this software system settles the difficulty of dies stock layout. Designed custom structure is applied to engineering practice a

6、nd have brought about better benefitThis paper mainly introduces the basic outline of modern mold ,and basic concept, work process and feature of progressive custom are mentioned.The research content and meaning of this subject are presented.The whole designing process of this subject is primarily i

7、ntroduced, based on supplied data, including: design step distance、manner of fixing distance、 stock layout、the calculation of punch force、unloading force、push workpiece force、press center、custom clearance、dimensions of male die and female custom、choosing force machine、and the whole design and primar

8、y parts of this die.Key words: Stator piece； Rotor piece；Progressive custom； Pro/E software； Stock lay1 前言1.1 模具概述模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的根底工艺装备，属于高新技术产品。作为根底工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的开展起着十分重要的作用，在国际上称为“工业之母。近十年来，随着国民经济的快速开展，作为工业品根底的模具工业，也得到了蓬勃开展，已成为国民经济建设中的重要产业。据统计，我国未包括台湾、香港、澳门现有模具生产厂点已超过1700家，从业人员达60多万人

9、。模具认为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中，冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟，在各种模具中所占比重最多。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场的60%以上。冷冲压是先进的金属加工方法之一，它主要加工板料，故又称为板料冲压。冷冲压是在室温下，借助于设备提供的压力，利用模具，使板料金属发生塑性变形，因此，它是金属塑性加工压力加工的一种方法。有些非金属材料，也可以采用某些冲压工艺制造零件。与切削加工相比，冷冲压靠模具和设备完成加工过程，所以具有生产率高、加工本钱低、材料利用率高、产品一致性好、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。一台普

10、通冲压设备每分钟可生产零件几十件，而高速冲床的生产率可达每分钟数百件甚至上千件。因此，大批量生产的机械、电子、轻工等产品，都大量使用冷冲压零件。由于冷冲压不需要加热，也不像切削加工那样，将大量金属切成碎屑而消耗大量能量，所以它是一种节能的加工方法；冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带，在冲压加工中材料外表质量不受破坏，故冲压件的外表质量好，这是任何其他加工方法所不能竞争的。冲压模具作为制造产品或半成品的一种工具，其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。因此，冲。冷冲压工艺大致分为两大类：别离工序和成形工序。别离工序的目的是在冲压过

11、程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行别离；别离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成形工序的目的是使冲压毛坯在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品要求的形状；成形工序又可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀孔、扩孔、缩孔和旋压等。冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备。冲压件的外表质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。因此，了解模具结构，研究提高模具的各项技术指标，对于模具设计和冲压技术的开展是十分重要的。冲模的结构形式很多，可以根据以下特征进行分类：1按冲模的工序性质，分为落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模和翻边模等。2按冲模工序的组合方式，分为单

12、工序模、复合模和连续模等。3根据模具的结构形式，按上、下模的导向方式，分为无导向模和导柱模、导板模等；按卸料装置，分为带固定卸料板冲模和弹性卸料板冲模；按挡料形式，分为固定挡料钉冲模、活动挡料销冲模、导正销冲模和侧刃定距冲模等。4按采用凸、凹模的材料，分为硬质合金模、钢质硬质合金模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。此外，还可按模具轮廓尺寸的大小，分为大型冲模和中小型冲模；按行业特点，分为普通冲模和汽车、拖拉机覆盖件冲模等。1.2 级进模概述级进模，又称为多工位级进模、连续模、跳步模，它是在一副模具内，按所加工的工件分为假设干等距离的工位，在每个工位上设置一个或几个根本冲压工序，来完成冲压工件

13、某局部的加工。被加工材料，事先加工成一定宽度的条料，采用某种送进方法，每次送进一个步距。经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压工件。在一副级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成形等工序。一般来说，无论冲压零件形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副级进模冲制完成。用于级进模的材料，都是长条状的板材。材料较厚、生产批量较小时，可剪成条料；生产批量大时，应选择卷料。卷料可以自动送料，自动收料，可使用高速冲床自动冲压。级进模对材料的厚度和宽度都有严格的要求。宽度过大，条料不能进入模具的导料板或通行不畅；宽度过小那么影响定位精度，还容易损坏侧刃、凸模等零件。级进模在冲压过程中，压力机每次行程完成一

14、个或几个工件的冲压。条料要及时地向前送进一个步距，称为送料。送料的方法可分为三种：手工送料。常用于生产批量不大、材料较厚、工件较大时的送料。自动送料器送料。所采用的材料，一般是成卷的条料。自动送料装置由放料架放在距冲床有1-3米的地方，装有电动机，按照材料消耗的速度，自动间断地向外送料、气动送料器装在级进模条料入口处，由压缩空气驱动，向模具送料。气动送料器有标准的产品可供选用，其送料精度相当高，在模具中一般只需加导正销导正，不必再设定距装置、收料架或称卷料架。如果已分为工件和废料，就不用收料架了等三局部组成。在模具上附设自制的送料装置。常用斜楔、小滑块驱动，在级进模中应用较少。使用级进模通常是

15、连续冲压，故要求冲床应有足够的刚性及模具相适应的精度。使用级进模在连续冲压的情况下，因模架的导向系统不能脱开，所以冲床的行程不宜过大，应选用行程可调的偏心冲床或高速冲床。级进模设有许多工位，模具尺寸比拟大，设计模具和选用冲床时要注意工作台面的有效安装尺寸。级进模的特点有以下几点：在一副级进模内，可以包括冲裁、弯曲、成形、拉深等多道工序，故用一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。有些复杂的小型零件，假设不采用级进模几乎是不能生产的。级进模的设计和制造都比拟费事，与其他模具相比，好象是本钱高，但如果用许多单工序模代替

16、一副级进模，其许多单工序模的总造价比一副级进模要高得多，因此在条件允许的情况下采用级进模往往是降低模具本钱的较好措施。采用级进模可以用一台冲床取代数台甚至十几台冲床的工作。对提高生产效率、降低产品本钱十分有利。另外，级进模自动化程度高，操作者可在冲床危险区以外操作，具有操作平安的显著特点。对于工序复杂工件应首先考虑级进模。采用级进模也受到一些限制。首先是工件的大小，太大的工件，工位数较多，模具自然也就比拟大，这时要考虑模具与冲床工作台面的匹配性。其二是级进模采用条料，对某些形状复杂的工件产生的废料较多，在选用级进模的时候要注意材料利用率。一般级进模的材料利用率偏低。其三是级进模由于连续地进行各

17、种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形，一般来说级进模生产的工件精度较低。Pro/ENGINEER的根底知识1.3.1 Pro/ENGINEER的诞生Pro/ENGINEER 3-D设计系统是由Parametric Technology Corporation参数科技公司于1989年开发的。历经12年的寒暑，Pro/ENGINEER产品开发环境之所以受到多数厂商的青睐，就在于它能够支持同步工程。1.3.2 Pro/ENGINEER的功能和特点1功能 Pro/ENGINEER主要的功能是在于进行参数化的实体设计，它所提供的功能包括实体设计、曲面设计、建立工程图、零件装配、简单的有限元素分析、模

18、具设计、电路设计、装配管件设计、加工制造和逆向工程等等。2特点 Pro/ENGINEER最大的特点就在于它采用单一数据库的设计，而且是一种全相关性Full Associativity的软件。由于Pro/ENGINEER中所有的模块完全互相连接，因此在开发产品的过程中，设计者在任何时候所做的变更，都会扩展到整个设计中，自动更新零件、组装、工程图等模块中所有2-D与3-D的尺寸与工程文件，这样可确保数据的正确性，防止反复修正。这种功能也正符合了现代产业中所谓的同步工程Concurrent Engineering观念。而Pro/ENGINEER对产品开发的助益有如下几点： 1保证图面及3-D实体模型

19、的正确性；2应用3-D Layout可以确保设计品质及问题的排除；3Pro/ENGINEER同步工程的架构可以缩短设计变更的时间；4Pro/ENGINEER可自动产生2-D工程图面及组合爆炸图，可以缩短出图时间；5综合上、下游厂商的数据，可以缩短开发与建模的时间。1.3.3 Pro/ENGINEER在模具制造中的应用在模具工业中,小批量、个性化、尺寸精度高的产品较多,且更新换代周期越来越短,因此对模具的设计和制造的要求就越来越高了。通过多年的实际应用,我们发现Pro/ E 可以很好地满足模具制造的快速响应。Pro/ E 在模具工业中的应用流程如图1所示。图1 流程图Fig.1 Flow cha

20、rt 1利用Pro/ E 进行产品原型的三维造型 在使用Pro/ E 进行模具设计前必须进行零件原型的三维造型。拔模斜度可以在造型过程中通过造型完成,也可以在造型结束后添加,但是有些圆角必须在添加完拔模斜度后再倒圆角。三维造型完成后,应该利用Pro/ E 的分析功能(曲面分析,曲线分析, 模型分析等) 进行造型分析,根据分析结果进行相应的优化设计,在零件原型允许的范围内修改三维模型,直至满足要求。然后根据不同的材料给零件加上实际的收缩率。收缩率处理好后,对零件的三维模型进行拔模检查,检验零件的可拔模情况。2利用Pro/ E进行模具快速设计 零件的三维模型设计好后,进入模具模块,通过装配功能把零

21、件的三维模型和毛坯调在一起(毛坯可以提前做好,也可以在模具模块局部做) 。根据实际情况在零件的三维模型中做好模具分型面,利用此面将毛坯分成两个或几个,得到了模芯局部的三维模型。在此根底上调用标准模架库完成模具结构的具体设计,如排气局部、冷却局部、导向局部、流道局部、顶出局部等。这些全部完成后把模芯局部的实体导入塑胶参谋,仿真模具的真实运行情况。在塑胶参谋中通过指定模具材料、成型条件、模具温度、射压等,系统自动产生最正确进浇点,也可以指定实际的进浇点,然后进行模具运行情况的真实,并且给出相应的仿真结果和建议。如果一切都符合要求,就可以将模芯局部的三维模型传到加工模块进行CNC 加工仿真,或者传到

22、二维系统中直接得到模具图纸。3利用Pro/ E 进行模具加工的仿真 进行加工仿真前,必须定义一个准确的定位系统和可靠的装夹具系统,并且进行各种参数的设置,如操作环境参数的设置、切削刀具参数的设置等。这些设置包括各项根本加工参数的设定,如加工工艺名称、加工机床类型、机床轴数、输出控制、主轴旋转速度、进给速度、主轴移动范围、平安退刀平面、毛坯材料、刀具的起点和终点等。然后根据毛坯和零件原型形状的不同,选择不同的Pro/ E加工程序进行模具加工仿真。如果是封闭的空间形状,通常使用型腔Volume 加工程序,这是模具加工中常用的方式;如果是大面积的平面或平面度要求高的平面加工,通常使用平面Face 加

23、工程序;如果是垂直及倾斜度不大的几何曲面加工,通常使用轮廓Profile 加工程序;如果是不封闭的空间凹槽形状,通常使用凹槽Pocketing加工程序,它是型腔加工和轮廓加工的混合,通常作为精加工方法使用;如果需要利用钻削加工的方式进行材料的去除,通常使用插削Plunge加工程序,这是一种粗加工方法;对于复杂曲面的加工,可以采用参数线法曲面加工、多面体法曲面加工、投影刀具轨迹法曲面加工等多种加工程序;另外在前面的加工工序中,为了把由于刀具直径的原因而没有切除掉的余量加工掉,通常使用清根LocalMill 加工程序,这是模具加工中常用的方式,通常跟在许多工序的后面。4利用Pro/ E进行加工后置

24、处理在模具加工仿真过程中,产生刀具轨迹,计算得到刀位文件(Cutting Location File) ,通过交互式操作,根据指定的数控系统,系统可以自动产生需要的数控程序,然后就可以驱动数控系统进行实际模具的加工。5结论利用Pro/ Engineer 可以满足模具制造的快速响应,改变传统的模具设计与制造方式,充分利用先进制造技术,实现模具的数字化集成制造。本文实例中得到的数控程序经过数控人员的校正,在数控系统中得以应用,缩短了该模具制造的周期,提高了效率,降低了模具制造本钱。 课题内容及选题意义了解模具的类型、结构，掌握模具设计的设计要点和设计方法，并利用Pro/ENGINEER进行模具造型

25、，了解Pro/ENGINEER在模具上的应用。在实际中，为了加快产品的更新换代，就必须缩短工装的设计和制造周期，利用Pro/ENGINEER进行模具设计以便提高效率1.5 本章小结1介绍了模具的开展状况、冷冲模的特点及分类；2介绍了级进模的概念、工作过程及特点；3介绍了Pro/ENGINEER的功能、特点以及在模具上的应用。2 微型电动机定子、转子片级进模设计2.1 设计资料工件名称：微型电动机定子片、微型电动机转子片 生产批量：大批大量 工件简图：如图2所示图2 转子片、定子片Fig.2 Rotor stator tablet chip2.2 设计步距与定距方式步距的根本尺寸就是两相邻工位的

26、中心距。级进模中任何两相邻工位的中心距必须相等。对于单排列的排样，步距等与冲件的外轮廓尺寸与搭边余量之和。搭边值的大小可参照冲裁排样的搭边数值。定距的方式有以下几种：1挡料销定距 挡料销定距多适用于手工送料的简单级进模，利用工件落料后的废料孔与凹模上的定位钉实现定位。一次冲压后，用手将条料上冲裁的废料孔顶在挡料销上定位，再进行下一次的冲压，这种定位常用于冲床的单次工作，不适宜连续工作。以上的定距是粗定距，模具上必须设有导正销将料导正，实现精确定位。挡料销的形状可结合废料型孔的形状设计成圆形、扇形、钩形等。2侧刃定距 侧刃定距在级进模中是常用的定距形式，适用于0.1-1.5mm厚的板料。太薄的板

27、料用挡块定位时因板料易产生变形而影响定位精度；太厚的料那么不适于侧刃冲切。3自动送料器定距 自动送料器有定型产品可以选购，它配合冲床的冲压动作，使条料能按时、定量地送进高速机床。自动冲压必须采用自动送料器送料。1，现设搭边余量为2mm，故步距为62mm。2.3 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，假设制成单工序模或复合模都不能同时完成两工件的冲裁。零件的精度要求较高，形状也比拟复杂，适宜采用多工位级进模制造。工件的工序均为落料和冲孔。工件的异形孔多，在级进模的结构设计和加工制造上都有一定的难度。级进模是单件生

28、产，试模失败后很难修改，因此要精心设计，各种问题都应考虑周全。电动机的定子、转子片是大批量生产，应选用硅钢片卷料，采用自动送料器和自动送料装置送料，其送料精度可达0.05mm。采用自动送料装置时，由于其送料精度比拟高，故在模具中只使用导正钉作精确定位。排样图如图3所示，排样图分为8个工位，各工位的工序如下：图3 排样图Fig.3 Row sample figure 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470mm落料。第4工位

29、：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480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。转子片中间10mm的孔有较高的精度要求，12个线槽孔冲裁后不再加工，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和12个线槽孔的整形工序。第3工位47mm外圆落料，那么转子片工件完成。定子片上、下的两个长形孔与48mm孔应领先冲哪个呢？假设先冲48mm孔，再冲两个长形孔时，可能引起48mm孔的变形，难以保证其+0.05mm的尺寸公差。故在第4工位先冲长形孔；第6工位再冲48mm孔，同时将3个孔打通，完成内部冲裁

30、。第8工位的切断可有两种方法。假设采用单边切断，应注意左、右两个断面形状必将是不同的，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，那么可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。主要计算冲压力的计算各工位的主要工序是冲裁，由公式2-6得：冲裁力的计算式为： F0=Lt2 1式中F0冲裁力N；L冲裁件的周长mm；t材料厚度mm；材料抗剪强度MPa。0。查附录A12得：电工硅钢片的抗剪强度=190MPa。由设计资料中可知t=0.35mm。第1工位：2个导正销孔周长L12816；中心轴孔周长L

31、21010；定子片两端左侧2孔周长L3248；12个线槽孔周长：L412863602224.519336022893601220.3421.5247361336030 336.24mm L总L1L2L3L416108336.24443.05mm F0L总t19029462.83N029462.8338301.68N第2工位：定子片右侧2孔L1248；定子片两端中间2孔L22816；定子片角部2个工艺孔L3248。L总L1L2L3816832F0L总t321906685.11N06685.118690.64N整形压力：查文献可得：整形压力的大小与所要校平的面积成正比，可用下式计算：F=AP 式中

32、F校平力N；A工件校平面积mm 2；P单位面积所需的校平力MPa，其值为50-100MPa2。取单位面积校平力为50MPa，在47mm的圆面积内用上述公式计算，其A472225086744.5N，占用压力太大，弹性元件也难以设计，将校平考虑为局部校平，12个线槽面积A1123.18444.84mm2，那么F1A15022242N。F2FF18690.642224230932.64N第3工位：转子片圆47mm的周长L4747。F0Lt471909818.76N09818.7612764.39N第4工位：两端异形槽孔周长L27036053.826222536065.813036012188.05m

33、mF0Lt19012505.33N012505.3316256.92N第六工位：定子片内孔及内孔与异形孔切通周长L111036048222.9703602176.10mm；定子片两端余料周长L286360842215262F0Lt19032330.97N031859.4942030.26N第8工位：F0Lt1903643.54N03643.544736.60N 共计F总38301.6830932.6412764.3916256.9242030.264736.60145022.49N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。否那么在冲压时会使冲模

34、与压力机滑块歪斜，引起凸、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1：A:按比例画出凸模工作局部剖面的轮廓图；B:在任意距离处作x-x轴和y-y轴；C:计算各凸模重心到x-x轴的距离y1、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：y0=(L1y1+L2y2+L3y3+.)/(L1+

35、L2+L3+.) 2到y-y轴的距离：x0=(L1x1+L2x2+L3x3+.)/(L1+L2+L3+.) 3式中L1、L2、L3.各凸模工作局部剖面轮廓的周长。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：L1825.13mm；x131；L2825.13mm；x231mm。转子片冲槽模：由前计算L3336.24mm；x30。中心轴孔冲模：L41031.42；x40。定子片左侧两孔冲模：L5412.57mm；x526；L6412.57mm；x626。定子片右侧两孔冲模：L7412.57mm；x736；L8412.57mm；x836。 定子片两端中间两孔冲模：L9825.13mm

36、；x962；L10825.13mm；x1062。 定子片角部两工艺孔冲模：L11412.57mm；x1193；L12412.57mm；x1293。转子片落料冲模：L1347147.65mm；x13124。定子片两端异形孔冲模：由前计算L1494.03mm；x14186；L1594.03mm；x15186。定子片内孔并与异形孔切通冲模：由前计算L16176.10mm；x16248。定子片两端圆弧余料切除冲模：由前计算L17155.04mm；x17248；L18155.04mm；x18248。定子片切断凸模：由前计算L1954.79mm；x19279。将以上数据代入式x0(L1x1L2x2L3x3

37、.)(L1L2L3.)得： x027925.1325.13336.2431.4212.5712.5712.5712.5725.1325.1312.5712.57147.6594.0394.03176.10155.04155.04 54.79137.02mm。2.4.3 卸料力与推件力的计算 在各工位的冲裁力中，第2工位的校平力和第8工位的单边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，由前计算，其值为： F0145022.49222424736.60118043.89N查文献得F卸K卸F0 2 4F推nK推F02 5式中F冲裁力N；n卡在凹模洞口中的工件或废料的数目；K卸

38、，K推分别为卸料力、推件力因素。查文献表2-15得：K卸0.05，K推2。代入计算式求得： F卸K卸F0118043.895902.19N F推nK推F0=6118043.8946037.12N2.4.4 冲裁间隙 冲裁间隙值的选取对工件质量，冲裁力的大小，模具的寿命都有显著影响。冲裁间隙较大时会出现废料穿过板料而随凸模上升的现象，也会使脆性材料从凹模孔中高速穿出，以至危及操作者的平安。2。2.4.5 凸、凹模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口局部的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸、凹模刃口局部的尺寸来实现和保证。所以正确地确定刃口局部尺寸是相当重要的。1冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 在

39、第1、2、6工位有4mm、8mm、10、48mm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，因此应使凸模的根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dx-凸0 6 d凹d凸Zmin0+凹dxZmin0+凹 7式中 d凸、d凹冲孔凸、凹模根本尺寸mm； 工件制造公差mm；x因数 对于40的孔，查文献表2-12、表2-132可知：凸=0.020mm；凹=0.020mm；x=0.75。将其数据带入式中得： d凸0.0184 d凹0.0180.044 对于80mm的孔, 查文献表

40、2-12、表2-132可知：凸=0.020mm；凹=0.020mm；x=0.75。将其数据带入式中得： d凸0.0228 d凹0.0220.048 对于10mm的孔，查文献表2-12、表2-132可知：凸=0.020mm；凹=0.020mm；x=0.75；=-0.007-0.034=0.027mm。将其数据带入式中得： d凸0.02710 d凹0.0270.0410 对于480mm的孔，查文献表2-12、表2-132可知：凸=0.020mm；凹=0.030mm；x=0.75。将其数据代入式中得： d凸0.0548 d凹0.050.04482落料凸、凹模刃口尺寸计算 在第3工位，转子片470mm

41、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，因此应使凹模的根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，凹模取正偏差。其计算式为： D凹Dx0+凹 8 D凸D凹Zmin-凸0DxZmin-凸0 9 查文献表2-12、表2-132可知：凸=0.020mm；凹=0.030mm；x=0.75。将其数据代入式中得： D凹0.0547 D凸0.050.04473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

42、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，那么以凸模为基准件，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： AjAmaxx0+/4 10 B类： BjBminx-/40 11 C类： CjCmin8 12式中 Aj 、Bj 、Cj基准件尺寸mm； Amax 、Bmin 、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所示 图4 冲槽凸模刃口Fig.4 Blunt trough the punch of blade0这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式，查文献表2-

43、132可知，x0.75。将数据代入得：Bj0这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式，查文献表2-132可知，x0.75。将数据代入得：Bj c：对于R10这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增大，用A类计算公式，查文献表2-132可知，x1。将数据代入得： Aj1.01410.01410这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增大，用A类计算公式，查文献表2-132可知，x1。将数据代入得： Aj0.51410.0140这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式，查文献表2-132可知，x1。将数据代入得： Bj1.5210这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式，查文

44、献表2-132可知，x0.75。将数据代入得：Bj冲定子片两端异形槽孔凸模刃口计算如图5所示图5 异形槽孔凸模刃口Fig.5 Blade shaped slot punch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L1L32536065.814.3，取0.05，查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj14.31对于4、6尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增大，用A类计算公式。由前计算可知L4L6629.4，取0.02。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Aj9.4210.02对于2尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增大，用A类计算公式。由前计算可知L213

45、03601213.6，取0.01。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Aj13.610.01对于5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L57036053.832.8，取0.06。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj32.81定子片两端圆弧余料切除凸模刃口尺寸计算如图6所示图6 余料切除凸模刃口Fig. 6 Excess material excision of the punch edge对于600这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj59.951600这个尺寸，当凸模磨损后，其

46、尺寸会减小，用B类计算公式。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj15.551对于图中圆弧段尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会增大，用A类计算公式。由图中数据计算L913608466.7，取0.01。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Aj66.710.01定子片切断凸模刃口尺寸计算切断图模截面为矩形，其尺寸为L190；L22。对于L1这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj90190对于L2这个尺寸，当凸模磨损后，其尺寸会减小，用B类计算公式。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj212压力机的选择冲

47、压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、平安、产品质量、模具寿命、生产效率和本钱等一系列重要问题。应根据所要完成工序的工艺性质，批量大小，工件的几何尺寸和精度等选定压力机类型。对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用具有C形床身的开式曲柄压力机。虽然压力机的刚度差，并且由于床身的变形而破坏了冲模的间隙分布，降低了冲模的寿命和冲裁件的质量。但是，它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装机械化的附属设备和本钱低廉等优点，目前仍是中小件生产的主要设备。在大中型和精度要求较高的冲压件生产中，多采用闭式机身的曲柄压力机。这类压力机两侧封闭，刚度较好精度较高，但操作不如开式方

48、便。对于大型、较复杂的拉深件多采用闭式双动拉深压力机。它有二个滑块，拉深用的内滑块和压边用的外滑块，外滑块通常有四个加力点，调整作用于坯料周边的压边力。模具结构简单，压边可靠易调。特别适于大量生产。而对于形状复杂的大量生产，应优先考虑选用多工位自动压力机。一台多工位自动压力机能够代替多台单工位压力机，并且消除了工序间半成品的堆放和运输问题。而对落料、冲孔件的大量生产，那么应选用效率高、精度高的自动高速压力机。在小批生产中尤其是大型厚板冲压件的生产，多采用液压机。它不会因为板材的厚度超差而过载，特别对于施力行程较大的加工，具有明显的优点。多用于弯曲、拉深、成形、校平等成形工序。校正弯曲、校平整形

49、工序要求压力机有较大的刚度，以便获得较高的冲压件尺寸精度。而精压机用曲柄-肘杆机构传动，滑块行程小，在行程末端停留时间长，传动系统及机架刚性好，适用于上述工序。但精压机加工应当使用厚度公差较小的高精度板材，以免过载。完成各种工序所需的压力F总查文献可得：F总F冲F推F1卸 13将前计算所的各项值代入式中得：F总145022.4946037.125902.19197KN；为了平安起见，防止设备超载，应按公称压力F压1.6-1.8F总的原那么选取压力机，故F压总197355KN。根据以上计算，查文献表9-3，考虑到级进模的结构问题，选取公称压力为630KN的开式多工位自动压力机，其有关技术参数为1

50、：公称压力：630KN滑块行程：120mm最大封闭高度：360mm封闭高度调节量：90mm工作台板厚度：90mm模柄孔尺寸：5070压力机装模高度：3609090H36090即 180 H270压力机功率核算：查文献得：WxFt10001 14式中W冲裁变形功J；F冲裁力N；t料厚mm；x系数，由材料的种类及厚度决定。查文献表9-111，电工硅钢片的x为0.45-0.40，取0.40，将数据代入式中：0.35100020.30J模具总体设计模具为8工位级进模，采用后侧导柱窄形模架。上模局部由上模座、垫板、凸模固定板、卸料板、导向板和各个凸模组成，卸料板与上模座之间安装有滚珠导向小导柱导套。下模

51、局部由下模板、凹模基体以及各凹模镶块组成。1模具的闭合高度模具的闭合高度H模是指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离。模具的闭合高度必须与冲床的闭合高度相适应，应介于冲床最大和最小闭合高度之间，查文献1得：H最小10H模H最大5 15将数据代入得： 190H模2652选取模架多工位级进模选择模架精度，主要根据模具的冲裁间隙、配合精度和模具复杂程度。本模具选择后侧导柱窄形模架。根据计算所得的模具闭合高度，查文献表10-303，模架的各个参数如下：凹模周界：L：630mm；B：160mm闭合高度：最小：245mm；最大：290mm上模座高度： 55mm下模座高度： 70mms:680mmR：6

52、5mmA2：205mm其导柱：4581导套：45125812.6.2 卸料板由于材料厚度为0.35mm，属于薄料，因此采用弹压卸料板。由于具有细小凸模，因此需要利用卸料板对小凸模进行保护。模具的卸料板装置不仅有良好的稳定性、刚性，而且要有很好的工艺性。卸料板共分为4局部，厚度设计为12mm，用Cr12制作，并要求淬火硬度为55-58HRC，具有较高的硬度、韧性及耐磨性。各卸料板均安装在导向板上，导向板用45钢制作，厚度为20mm。查表7-92可知：导向板与凸模之间的间隙为0.015mm。2.6.3 导柱和导套卸料板要有足够的运动精度，为此在卸料板和固定板之间要设置辅助导向机构，俗称小导柱和小导

53、套。小导柱和小导套的配合间隙应当更小，一般为凸模与卸料板之间的1/2。查文献表7-92可知，小导柱和小导套的配合间隙为0.006mm。从表中可以看出，间隙Z2值都很小，在冲裁间隙值等于或小于0.05mm时，模具中的辅助导向机构必须设计成滚珠过盈的导向机构方能有导向效果。由前选取的模架参数中可知：导柱：45230；导套：4512548。查文献表10-651，卸料螺钉用GB2867.6-81圆柱头内六角卸料螺钉。2.6.4 弹压装置本模具所有的工序都是冲裁，卸料板的工作行程小，适宜在弹压装置中选用碟形弹簧。碟形弹簧具有以小变形承受大负荷，以及结构紧凑等优点，碟形弹簧在使用中较易碎裂，需将碎裂片更换

54、，而且导杆容易磨损，所以导杆要渗碳并淬火处理。碟形弹簧采用复合式安装。在卸料板上均布6组相同的碟形弹簧，由前计算卸料力为F卸5902.19N。由于卸料力在5组弹簧上不是均匀分布的，而弹力值取大一些没有什么影响，仅是增加一些压力机负荷。由此把每组弹簧力设计为2500N，5组弹簧总负荷在12500N左右。查文献附录C32，7号碟形弹簧允许负荷为2620N，变形0.78mm时具有工作负荷2400N，弹簧外径D：40mm；内径d：20.4mm；导杆直径d1：20mm，弹簧材料厚t：1.5mm，总变形设计为5mm，那么弹簧数量n=5/0.78=6个，取6片分为3对。2.6.5 凹模 凹模由凹模基体和凹模

55、镶块组成。凹模基体设计为长630mm，宽160 mm，厚35mm，用45钢制作。凹模共分为4块，第1、2、3工位为第1块，第4工位为第2块，第5、6工位为第3块，第7、8工位为第4块，每块凹模用螺钉和销钉分别固定在凹模基体上。1 凹模孔口型式及主要参数查文献表2-381选用图7所式的孔口形式，其特点是刃边强度及较好，孔口尺寸不随刃磨而增大，应用于形状复杂或精度较高的冲件向上顶出冲件或废料的模具。图7 凹模孔口型式Fig.7 The custom orifice pattern凹模高度和壁厚 查文献表2-391可得，凹模高度h=20mm，壁厚c=26mm。3凹模强度校核凹模强度校核主要是其高度h

56、。因为凹模下面的模座或垫板上的洞口较凹模洞口大，使凹模工作时受弯曲，假设凹模高度不够便会产生弯曲变形，以至破坏。 查文献表8-501可得，凹模材料为Cr12MoV,硬度HRC52-60，许用弯曲应力294-490MPa。 第1块凹模：查文献表2-451可得计算公式为： 弯1.5Fh2弯 16 h最小1.5F弯1/2 17式中F冲裁力N；弯许用弯曲应力MPa；h最小凹模最小厚度。由前计算可得，第1、2、3工位的冲裁力F38301.688690.6412764.3959756.71；h22mm；弯 294-490MPa。 将其数据代入计算式中得： 弯59756.71222185.20MPa弯 h最

57、小59756.714901/2由计算可得，数据满足设计要求。 第2块凹模，其计算式与第1快相同，由前计算可得：F16256.92N；h22mm。将其数据代入式中得： 弯16256.9222250.38MPa弯 h最小16256.924901/2 满足设计要求第3块凹模，其计算式与前相同，由前计算得：F42030.26N；h22mm。将其数据代入计算式得： 弯42030.26222130.26MPa弯 h最小42030.264901/2 满足设计要求 第4块凹模，计算式与前相同，由前计算得：F4736.60N；h22mm。将其数据代入计算式得： 弯4736.6022214.68MPa弯 h最小4

58、736.604901/2 满足设计要求2.6.6 定位装置模具的步距精度为0.005mm，采用的自动送料机构精度为0.05mm，为此在模具内设置4组工8个工艺性导正销，分别设置在第1、3、4、8工位。导正销的安装形式如图8所示。图中a直接装在凸模上；图b是安装在卸料板上，其余数种均是穿过卸料板和凸模固定板进行安装的；螺柱和导正钉之间是垫柱、导正销与固定板、卸料板的配合均选用H7/h6，查文献表10-561，采用A型导正销。在第8工位，导正销孔已被切除，借用定子片两端8mm孔作导正销孔，以保证最后切断时定位精确，在第3工位切除47mm外圆时，用装在凸模上的导正销，借用中心孔10mm导正。图8 导

59、正销安装形式Fig. 8 Guide are pin installation forms2.6.7 导料装置模具内始末端均装有局部导尺，始端导尺至第一工位开始时为止，末端导尺设在第7工位以后，其目的是防止条料运行过程中产生过大的阻力。中间各工位上放置了4组共6个导向槽浮顶器，导向槽浮顶器结构如图9所示，其作用是在导向的同时具有向上浮料的作用，使条料运行过程中从凹模板上浮起1.5mm，以有利于条料运行。在模具的两端，设置了4个弹性浮顶器。采用自动送料模具的导尺，应设计为带台式导尺。带台式导尺的结构和设计要求，如图10所式。因本模具工序均为冲裁，条料浮起高度H0取为4mm。 图9 导向槽浮顶器F

60、ig. 9 Guide gibs floating roof device 1料 2顶料柱 3凹模 4下模座 5压簧 6螺钉凸、凹模材料选用Cr12MoV，淬火硬度5260HRC。凸模高度应符合工艺要求，第3工位的47mm落料凸模和第6工位的三个凸模作为大凸模先行进入冲裁工作状态，使其凹入卸料板1mm，其余凸模均比其短0.5mm，当大凸模完成冲裁后再使小凸模进行冲裁。图10 带台式导尺Fig. 10 Take desktop guide feet带台式导料板 2条料浮顶器 3凹模 4弹簧 5丝堵2.7 主要零、部件设计2.7.1 线槽冲模设计1转子片特点：工件尺寸小，尺寸精度高，材料强度高，材