毕业论文（论文）-设计定子、转子零件套冲的冲压工艺与模具（含全套CAD图纸）.doc

设计定子、转子零件套冲的冲压工艺与模具中文摘要本次毕业设计的零件是电动机的定子转子冲片，包括零件的冲压工艺设计和模具的具体结构设计。通过对零件的工艺性分析以及考虑到生产条件的影响，设计和给出了在现有的条件下的最佳工艺方案和模具结构，比如：选择基本的工序，确定其工序顺序，工序数目及工序组合形式。然后以此为基础，设计出冲压模具的结构。结合实际，进行合理、正确的规划。在做毕业设计时候零件比较复杂，精度要求高，属于大批量生产，同时一个冲程要完成两个工件的冲制，故选择了多工位的级进模。在设计中绍了该类模具的主要设计结构和技术要求，重点介绍了该类模具的高精度制造技术和关键部位的工艺技术参数。 关键词：高速冲模，电机铁芯，硬质合金 ，定、转子片，多工位级进模，凹模拼块全套完整版cad图纸，联系153893706abstract the graduation is the design of parts of the motor rotor-stator unit, including parts stamping process design and die design of the concrete structure. parts of the process analysis and considering that the production conditions, design and given the existing conditions of the optimal structure of the program and die, for example : the choice of basic processes, determine the order of processes, number of processes and process portfolio. then as the basis for designing the structure of stamping die. in light of the actual, reasonable and proper planning. doing graduate design parts of the complexity and high accuracy, is mass production, meanwhile a stroke two parts to complete the flushing system, it chose the multi-position progressive die. design presentations in the mold of such major structural design and technical requirements, focus on such high-precision mold manufacturing technology and key parts of the technology parameters. keywords : high-speed die，motor core，carbide，stator and rotor plate，multi-position progressive die，die patch;第一章 绪 论模具是成型不同形状制品的一种装置。按制品所采用的原材料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来成品，所以模具造业已成为一个大行业1-8。冷冲压模具设计是为模具设计与制造及相关专业学生在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是： 1、综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。 2、巩固与扩充冷冲压模具设计及其相关课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。3、掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等，是以后走上模具设计岗位的一个预演，也是大学四年学习知识的一次大检测。冲压生产模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术和经济方面有如下特点1： （1）冲压件的尺寸精度由模具来保证，所以质量稳定，互换性好。 （2）由于利用模具加工，所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、质量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。 （3）冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削金属，所以它不但能节能而且能节约金属。 （4）对于普通压力机每分钟可生产几十件，而高速压力机每分钟可生产几百上千件，所以它是一种高效率的加工方法。 同时，冲压也存在一些缺点，主要表现在冲压加工时的噪声、震动两种公害。这些问题并不完全是冲压工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备落后造成的。随着科学技术的进步，这两种公害一定会得到解决。生产中为满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量大小、原材料性能的要求，冲压加工的方法是多种多样的，但概括起来可分为分离工序与成形工序两大类。分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等，目的是在冲压过程中使用冲压件与板料一定的轮廓线相互分离；成形工序又可分为弯曲、拉伸、翻空、翻边、胀形、缩口等，目的是使冲压件毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化为所要求的制件形状。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压工艺和冲模技术也在不断地革新和发展，冲压加工技术在21世纪的发展方向和动态主要有以下几个方面4-6：1、工艺分析计算的现代化。冲压技术与现代数学、计算机技术联姻，对复杂曲面零件（覆盖件）进行计算机模拟和有限元分析，达到预测某一工艺方案对零件成型的可能性与成型过程中将会发现的问题，供设计人员进行修改和选择。这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计，缩短了模具设计与制造周期，节省了昂贵的试模费等。2、模具计算机辅助设计、制造与分析（cad/cam/cam）的研究和应用，将极大地提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术一体化。3、冲压生产的自动化，为了满足大量生产的需要，冲压生产已向自动化方向发展。现已经利用高速冲床和多工位精密级进模实现了自动化，冲压速度可达每分钟几百上千次。大型零件的生产已实现了多机联合生产线。从板料的送进到冲压加工。最后检验可全由计算机控制，极大的减轻了工人的劳动强度，并提高了生产率。目前已逐渐向无人化生产形成的柔性冲压加工中心发展。4、为适应市场经济需求，大批量与多品种小批量生产共存，发展适宜小批量生产的各种简易模具、经济模具和具有容易变换特性的标准化模具系统。5、与材料科学结合，不断改进板料性能，以提高其成型能力和使用效果。我国冲压模具技术现状8-12：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，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业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。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维cad，并陆续开始使用ug、pro/engineer、i-deas、euclid-is等国际通用软件，个别厂家还引进了moldflow、c-flow、dynaform、optris和magmasoft等cae软件，并成功应用于冲压模的设计中。未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广cad/cam/cae技术(2)高速铣削加工(3)模具扫描及数字化系统(4)电火花铣削加工(5)提高模具标准化程度(6)优质材料及先进表面处理技术(7)模具研磨抛光将自动化、智能化 (8)模具自动加工系统的发展第二章 零件工艺分析2.1 准备工作 设计前必须了解并掌握以下资料：1 产品零件图和技术要求，材料及其机械性能指标。2 生产纲领。3 生产条件：包括设备情况、生产工人技术水平、模具制造能力等。4 有关技术标准、手册和设计资料。5 了解国内外同类产品制造工艺及先进技术。制定出的冲压规程能确保零件质量、提高劳动生产率、降低成本、减轻工人劳动强度和保证安全生产。2.2 零件的工艺性分析1. 电机定转子铁芯是电机产品的重要部件,一般由厚度0. 35mm的硅钢片冲制而成。近年来随着定转子铁芯自动叠片、自动扭斜硬质合金级进冲模的开发,使传统的铁芯生产方式有了进一步的提高,高精度级进冲模为铁芯生产自动化开辟了新路。槽型凹模拼块,是定转子铁芯自动叠片、自动扭斜硬质合金级进冲模的关键部件,其槽型凹模的拼块技术、制造工艺及加工精度是衡量该模具先进程度的重要标志。转子片图1 定子片原材料的尺规格：电工硅钢片20001000.35mm，生产批量为大批量，参照中型企业的制造条件。2. 微型电动机的定子片和转子片如图1所示，材料为电工硅钢片，厚0.35mm，这两个零件是典型的冲裁件，其特点是工件尺寸小， 尺寸精度高，材料强度高，材料薄。电动机的定子、转子片是大批量生产，经分析可知，除定子片的宽度尺寸60为一般冲裁精度，其余尺寸均为高级冲孔精度，要满足零件的高精度要求都要采用it7级以上的冲裁模。转子槽型中间的圆都属于同心圆，相当于槽型中的中心距，由表2-6可知属于高级冲孔精度，要满足高精度的孔中心距，需要采用槽型孔一次同时冲出的高精度冲模。并且所有的孔对10轴孔的同轴度要求高为0.02mm，可视为孔对外缘轮廓的偏移公差，对照表2-7可知，只有采用高精度冲模。3. 该产品的性能要求高，转子片上的三个异形槽沿圆周在60范围内均匀分布，槽的分度精度较高为，定子片的外形有三个缺口，缺口与外圆47.2连接处宽度比较小，在设计的时候要考虑校核模具的模壁强度是否足够。定子和转子片选用硅钢片卷料，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，由于其送料精度比较高，故在模具中只使用导正钉作精确定位。电工硅钢片的机械性能如表1： 材料机械性能硅钢片d41低碳钢08不锈钢1cr18ni9ti坡莫合金ni50抗拉强度490255-324490588-736抗剪强度422216-275451511-628延伸率100-444030-35综上，因为零件的异形孔多，且不能够有明显的毛刺，因此因该设置整形工序。因为单工序的模具和复合模具都不能同时完成两工件的冲裁，适宜采用多工位的级进模制造。定子片和转子片冲裁工艺和设计着重注意一下几个问题：工艺方案和模具结构应保证能达到冲件所要求的高精度；冲模的结构应能冲出冲件的复杂外形；冲裁模的制造精度和导向精度应适应冲件厚度薄（t=0.35mm），模具间隙小（0.020.03mm）的特点。冲裁模的强度和耐磨性应适应冲压材料的强度高的特点。2.3 分析比较和确定工艺方案模具可以同时完成两个工件的冲制成型，适宜采用多工位级进模具。根据定子.转子片零件的工艺性和加工顺序可以制定三个方案：方案一：（1）先冲出10的孔，冲出2个8的导正销孔，冲定子片两端4个小孔的左侧2孔。（2）冲出全部槽形，冲定子片两端中间2孔和右侧2孔，转子片槽和10的孔校平。（3）转子片47.2落料，（4）冲定子片两端异形槽孔，（5）冲定子片48.2内孔，定子片两端圆弧余料切除（6）空工位。（7）定子片切断方案二：（1） 冲10的轴孔，冲2个8导正销孔，冲出全部槽形， （2） 转子片槽孔和10孔校平 （3） 转子片47.2落料 （4）冲定子片两侧4孔和两端中间2孔， （5）冲定子片两端异形槽孔 （6）冲定子片48.2内孔，定子片两端圆弧余料切除（7）定子片切断方案三： 冲裁过程分为7个工位，各工位的工序内容如下：第一工位：冲2个8的导正销孔；冲转子片个槽孔和中心轴孔；冲定子片两端4个小孔的左侧2孔。第二工位：冲定子片右侧2孔；冲定子片两端中间2孔；转子片槽和10孔校平。第三工位：转子片47.2落料。第四工位：冲定子片两端异形槽孔第五工位：冲定子片48.2内孔；定子片两端圆弧余料切除。第六工位：空工位第七工位：定子片切断现在分析比较各个方案的特点：方案一缺点是冲出的转子片的精度不高，虽然带料两侧预先冲出工艺孔用导正销定位，起道了很好的定位作用，但是零件的同轴度要求很高，如果零件的中心轴孔和转子片的槽孔分开冲出的话不能满足加工的精度，零件的同轴度很难保证。方案二根据零件的工艺性和同轴度要求，在冲制的时候保证了转子片的槽形孔和中心轴孔同时冲出保证了零件的同轴度要求，这样同轴度达到了要求，但是第四工位冲孔太多，不仅之间有可能会形成干涉而且容易造成冲压力太集中，这样对压力机要求较高，没有很好的分散到各个工位中间，需要充分利用工序的分散原则，因为冲孔时候也可以利用冲孔凸模相互定位。方案三能够很好的利用了连续复合级进模具的特点，级进模是在单工序冲模基础上发展起来的一种多工序，高效率的冲模。在压力机一次冲程中，级进磨在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序，在最后工位冲出完整的工件。因为级进模是连续冲压，生产过程中相当于每次冲程冲制一个零件，故生产效率高，适应大批量生产，级进模冲裁可以减少模具数量和设备数量，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化。此方案将符合条件的工序高度集中，同时冲出的零件精度也很高，同轴度得到了保证，生产率比较高，操作比较安全。可以保证零件所要求的各项精度指标，故采用方案三。第三章 冲孔落料的工艺计算及其模具结构设计3.1工艺计算3.1.1凸、凹模间隙值的确定1、间隙对冲裁工作的影响：冲裁间隙指的是凸凹模刃口缝隙的距离，是冲裁过程中的重要工艺参数。间隙的大小影响冲裁件的质量，冲裁力的大小以及模具的寿命。间隙是影响断面质量的主要因素，间隙在一定的合理范围内时，由凸凹模刃口沿最大剪切力方向产生的裂纹将互相重合，制件断面比较平直、光亮、毛刺很小。间隙过小或过大时，上、下裂纹不重合，出现硬挤裂或者撕裂，断面质量较差，毛刺较大。间隙还影响零件的尺寸和形状精度。间隙增大：材料受的拉应力增大，材料容易断裂分离，冲裁力有一定程度的降低，但继续增大间隙，冲裁力下降缓慢。间隙减小：材料受的拉应力减小而压应力增大，不易撕裂使冲裁力增加。在间隙合理情况下，冲裁力较小。间隙对卸料力、推件力或顶件力影响显著，增大间隙可以减小卸料力。但间隙过大会使毛刺增大，反而使卸料力增加。冲裁时，坯料对凸、凹模刃口产生侧压力和摩擦力，引起磨损。间隙过小时，侧压力和摩擦力增大，使磨损加剧，寿命降低。间隙过大时，坯料弯曲相应增大，使凸模与凹模端面压力分布不均，容易产生崩刃或产生塑性变形，对模具寿命极其不利。2、 合理间隙的确定原则间隙的大小影响冲件的质量、冲裁力及模具寿命等，但要想用同一间隙值，同时满足上述要求的可能性不大。生产中考虑到模具的制造偏差及使用中的磨损，应选择一个适当的范围作为合理间隙。确定合理间隙的原则是：、合理间隙范围应按零件使用要求分类选用。下列情况应酌情增大间隙值：厚料冲小孔（dzmax-zmin 调整为：tp=0.4(zmax-zmin)=0.4(0.06-0.04)=0.008 td=0.6(zmax-zmin)=0.6(0.06-0.04)=0.012 故凸模、凹模的刃口尺寸为：dp =(9.993+0.750.036) =10.02(mm) dd=(10.02+0.04) =10.06(mm) d： 8mm，x=0.75，=0.05， 确定制造公差为：tp=/3=0.05/3=0.017； td=/4=0.05/4=0.0125 可知：tp+tdzmax-zmin 调整为：tp=0.4(zmax-zmin)=0.4(0.06-0.04)=0.008 td=0.6(zmax-zmin)=0.6(0.06-0.04)=0.012 故凸模、凹模的刃口尺寸为：dp =(8+0.750.05) =8.04(mm) dd=(8.04+0.750.04) =8.08(mm)d： 48.2mm，x=0.75，=0.05， 确定制造公差为：tp=/3=0.05/3=0.017； td=/4=0.05/4=0.0125 可知：tp+tdzmax-zmin 调整为：tp=0.4(zmax-zmin)=0.4(0.06-0.04)=0.008 td=0.6(zmax-zmin)=0.6(0.06-0.04)=0.012 故凸模、凹模的刃口尺寸为：dp =(48.2+0.750.05) =48.24(mm) dd=(48.24+0.750.04) =48.28(mm) d： 7mm，x=0.75，=0.04确定制造公差为：tp=/3=0.04/3=0.013； td=/4=0.04/4=0.01 可知：tp+tdzmax-zmin 调整为：tp=0.4(zmax-zmin)=0.4(0.06-0.04)=0.008 td=0.6(zmax-zmin)=0.6(0.06-0.04)=0.012 故凸模、凹模的刃口尺寸为：dp =(7+0.750.04) =7.03(mm) dd=(7.03+0.04) =7.07(mm) d： 4mm，x=0.75，=0.03， 确定制造公差为：tp=/3=0.03/3=0.01； td=/4=0.03/4=0.0075 可知：tp+tdzmax-zmin 调整为：tp=0.4(zmax-zmin)=0.4(0.06-0.04)=0.008 td=0.6(zmax-zmin)=0.6(0.06-0.04)=0.012 故凸模、凹模的刃口尺寸为：dp =(4+0.750.04) =4.03(mm) dd=(4.03+0.04) =4.07(mm)、确定落料时的刃口尺寸落料应先确定凹模的刃口尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于落料件的最小极限尺寸，再按最小合理间隙值减小凸模尺寸。凹模制造偏差取正值，凸模制造偏差取负值。如右图（6）：有：凹模刃口尺寸 did=(dimax-x) 凸模刃口尺寸 dip=(did-zmin) 取tp=td=式中：did凹模工作尺寸（mm）；dip凸模工作尺寸（mm）；dimax工件相应最大极限尺寸（mm）；冲裁件公差；x磨损系数，工件精度it10以上取x=0.91； 工件精度it11it13取x=0.70.9； 工件精度it14以下取x=0.50.7。d1： 47.2mm, x=0.75，=0.05，确定制造公差为：tp=/3=0.05/3=0.013； td=/4=0.05/4=0.0125可知： tp+td zmax-zmin, 调整为：tp=0.4(zmax-zmin)=0.4(0.06-0.04)=0.008 td=0.6(zmax-zmin)=0.6(0.06-0.04)=0.012则： dd =(47.2-0.75 0.05)=47.163(mm) dp =(47.163-0.04)=47.123(mm) 、确定异形孔凸，凹模的刃口尺寸转子片的异形槽孔的较为复杂，所以凸，凹模的采用配合加工法进行线切割得到。槽孔的图样图2 转子片u形槽a类尺寸，工作部分尺寸均减小，则有：aip=(aimin+x) 取tip=式中：aip 凸模工作尺寸（mm）；aimin工件相应最小极限尺寸（mm）；冲裁件公差；tip凸模刃口制造公差；x磨损系数，工件精度it10以上取x=0.91； 工件精度it11it13取x=0.70.9；工件精度it14以下取x=0.50.7。根据图形可以看出3为a类尺寸随着冲孔的磨损尺寸会变小。所以其中，a1： 3mm，x=1，=0.05；所以 a1p=(3+10.05) =3.05 (mm)4.2为 c类尺寸，磨损不会影响它的尺寸，通过计算及修整得：凸、凹模分别加工时得工作部分尺寸如表2所示。3.1.3 排样搭边设计排样图步距为60mm，与工件宽度相等，排样图分为7个工位，如图3所示。图3 排样图各工位的工序内容如下：第1工位：冲2个导正销8mm的孔；冲转子片各槽孔和中心轴孔10mm；冲定子片右侧2孔4mm。第2工位：冲定子片左侧2孔；冲定子片两端中间2孔7；转子片槽和中心轴孔10mm孔校平。表2工序性质冲件尺寸（mm）凸模尺寸(mm)凹模尺寸冲孔1010.02按凸模实际尺寸配作88.04按凸模实际尺寸配作77.03按凸模实际尺寸配作48.248.24按凸模实际尺寸配作44.03按凸模实际尺寸配作落料47.247.16333.05第3工位：转子片472mm落料。第4工位：冲定子片两端异形槽孔。第5工位：冲定子片482mm内孔；定子片两端圆弧余料切除。第6工位：空工位。第7工位：定子片切断。由零件图分析知转子片中间10mm的孔有较高的加工精度要求，3个线槽孔冲裁后不再加工，直接下线(装入漆包线线圈)，其线槽的线径细，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3个线槽孔的整形校平工序。第3工位47.2mm外圆落料，则转子片工件完成定子片上、下的两个异形孔与48.2mm孔应当先冲哪个?若先冲48.2mm孔，再冲两个长形孔时，可能引起48.2mm孔的变形，难以保证其005mm的尺寸公差。故在第4工位先冲两个长形孔；在第5工位再冲48.2mm孔，同时将3个孔打通，完成内部的冲裁。第7工位的切断可有两种方法 若采用单边切断，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，则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为非工作部位，所以应采用单边切断的方法。3.1.4 冲裁工艺力的计算1. 冲裁力p1冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁力。冲裁力是冲裁过程中，模具工作部分对材料的压力。冲裁力在冲裁过程中随上模行程变化而变化，故通常是指冲裁力的最大值。冲裁力是选用冲压设备和检验冲模强度的重要依据，冲裁力的大小与材料性质、厚度和工件分离的轮廓长度有关。因采用平刃模具冲裁，其理论冲裁力（n）按下式计算：p p p 式中lt冲裁内、外周边的总长（mm）； t材料的厚度（mm）；材料的抗切强度（mpa）；pk冲孔力，单位为n；pl落料力，单位为n；电工硅钢片的剪切强度极限取l90mpa根据计算第一工位是31.226kn，第二工位冲裁力为9.192kn，整形力19.5kn，第三工位9.861kn，第四工位100.548kn，第五工位19.859kn，第七工位3.791kn。则：所以冲裁力为：p=193.977(kn)2 .压力中心的计算计算压力中心的坐标定在第1工位的中心。从排样图可看出，图2中图形以x轴为对称轴所以y方向压力中心坐标为零。计算x方向的压力中心结果为：100740 xx0 =一37800.9x x1+(86908+19500)x x2 +12819x x3+17200x x4 +19859x x6x0 =1521mm原理为力矩平衡，式中x1. x2 x3 x4 x6为各力中心点相对原点的x坐标值。3 . 卸料力、推件力、顶件力影响卸料力、推件力和顶件力的因素很多，如材料的种类和力学性能板料厚度、模具间隙、工件形状和尺寸、模具结构工作状态、润滑情况、搭边大小等。板料冲裁后，由于弹性变形的恢复，落下的料径向胀大，有可能梗塞在凹模内；冲出的孔径向收缩，有可能将凸模箍紧，为取下工件或废料需要施加相应的力。卸料力：从凸模上将零件或废料脱下所需要的力； 推料力：从凹模内顺着冲裁方向把零件或废料推出的力；顶件力：从凹模内逆着冲裁方向把零件或废料顶出的力。查文献1得： p卸=k1p； p推=k2 n p； p顶=k3p以上公式中：p冲裁力； k1卸料力系数，见文献2附表1； k2推料力系数，见文献2附表2； n卡在凹模内的件数； k3顶件（出）力系数，见文献2附表2。查文献2：k1=0.120.15，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，查出卸料力因数k=004，则卸料力为：f=004x170.686=6.827kn推料力：取h=7mm，则n=20；取k=0.06 则推料力为：f=0.0620170.686=204.823kn3.1.5 冲压设备的选择冲压设备的选择是冲压工艺及模具设计中的一项重要内容。它直接关系到冲压设备的安全使用、冲压工艺能否顺利实现和模具寿命、产品质量、生产效率、成本高低等重要内容。冲压设备的选择原则如下：1.压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力，即f2.根据模具结构选择压力机类型和行程（冲程）次数；3.根据模具尺寸大小，安装和进出料等情况选择压力机台面尺寸，如果有推件应考虑台面的大小，使冲后有关零件能自由通过；4.选择压力机的闭合高度与模具是否匹配；5.模具直径、长度尺寸是否与压力机滑块模柄孔直径、深度尺寸相当；6.压力机的行程次数应保证有最高的生产率；7.压力机应该使用方便安全。查文献2（表1-54 开式双柱可倾压力机技术规格），可选用的压力机技术参数如下：表3型号j23-40 公称压力(kn) 400 滑块行程(mm)80 滑块行程次数(min-1)55最大闭合高度(mm)330闭合高度调节量(mm)65滑块中心线至床身距离(mm)250立柱距离(mm)340 工作台尺寸(mm)前后460左右700工作台孔尺寸(mm)前后250左右360直径320垫板尺寸(mm)厚度65直径150模柄孔尺寸(mm)直径50深度70 滑块底面尺寸(mm)前后360左右400床身最大可倾角()303.1.6 冲模的闭合高度冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离h。冲模的闭合高度必须为压力机的装模高度相适应。压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面的距离。当连杆调至最短时压力机的最大装模hmax;当连杆调至最长时为最小装模高hmin。冲模的闭合高度h应介于压力机的最大装模高度hmax和最小装模高度hmin之间，其关系式如下： hmax5hmin10 最后算得模具的闭合高度为240mm.3.2级进模的结构与设计3.2.1工作零件的设计级进模的工作零件有冲孔凸模、落料凹模。1.冲孔凸模。在本套模具中要冲多个孔，有七个冲孔凸模。首先为了保证凸模能够正常工作，设计的凸模都必须满足精确定位、防止拔出和防止转动三个原则。凸模按其结构可分为标准圆凸模、凸缘式凸模、铆接式凸模、直通式凸模和镶拼式凸模五大类。冲10的孔、4的孔、8的孔、7的孔这种小尺寸的圆孔所用的凸模，按整体式设计和制造，为增强凸模的强度和刚度及避免应力集中，凸模做成过渡的阶梯形，最大的一个阶梯（或称台肩）用来保证凸模在卸料时不被拉出。采用国家模具标准的b形圆凸模，圆凸模的固定段按m6级制造，与固定板为基孔制过渡配合。中间大孔形状复杂，采用直通式结构的凸模，它的截面形状沿全长是一致的，尺寸与冲孔件尺寸配合，以适应成形磨削、线切割和电火花加工工艺。直通式凸模工作中容易松动，甚至拔出，要选择好固定方法。此处采用螺钉吊装固定凸模，固定板加工出通孔，按凸模实际尺寸配作成h7/m6配合，如下图所示。吊装螺钉的数量和尺寸根据凸模轮廓的大小、螺孔与螺孔之间及到凸模边缘距离要求的条件下确定为四个m12的螺钉。图（4）吊装螺钉凸模的长度l根据模具的结构需要，考虑到有修边余量，以及模具在闭合状态下，卸料装置推块（弹簧圈）到凸模固定板间应留有一定的安全距离，则凸模长度l可用下列公式计算： l=h1+h2+h式中 l凸模长度（mm）； h1凸模固定板厚（mm）； h2卸料板厚度（mm）； h附加长度（mm）。取凸模长度84mm。凸模的强度在一般的情况下是足够的，可以不必做强度校验，但是在凸模特别细长或凸模的断面尺寸很小，冲裁厚且硬的材料时，必须对凸模抗压强度和抗弯刚度进行校验。所以此道工序中无须对凸模进行强度校验。凸模材料均选择cr12，淬火硬度（热处理）hrc5862。 2.凹模型孔。 这种型孔适用于所有非圆形型孔，漏料孔是铣削制成的。36 图（5）凹模型孔小孔的型孔形式，如下图所示：图（6）漏料孔 当t1时，取h=35mm； b=0.51 mm。这种型孔只适用于圆型孔，型孔以下扩大的漏料孔是钻孔得到的。3.落料凹模凹模结构设计包括：确定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，选择凹模型孔侧壁的形状，布置凹模板上型孔、螺孔的位置以及标注尺寸等。凹模刃口类型分为直壁刃口和锥形刃口两类。直壁刃口：强度好，刃磨后刃口尺寸不变，但每次冲压后工件会积储在刃口的直壁部分。增加了推件力并加速了孔壁磨损。为减少直壁部分积储工件或废料，可取直壁高度h=48mm,下方做成筒形或23锥形开口。直壁口适合精度要求高和形状复杂的冲压件使用。锥形刃口：冲压后不积储工件或废料，取件方便。但每次刃磨后尺寸要加大，且刃口、强度低，适合精度要求不高、形状简单的冲压件。对零件进行分析，可知宜采用直壁刃口。凹模外形可分为圆形和长方形两种，其中长方形凹模外形的长宽已经模块化，其厚度尺寸h及凹模洞口到边缘的壁厚c影响凹模强度，按以下方法确定：厚度尺寸：为防止凹模受力后产生过大弯曲变形，凹模应有足够的厚度，常按以下的经验公式计算： h=（0.20.6）b（mm）式中： h凹模厚度（mm）；b凹模孔口最大尺寸；取h=25mm。模壁厚度c：影响凹模强度。可取c=（1.52）h或按标准数据选取。因为落料件为圆形件，故采用圆形凹模板，这样可使整体模具体积减小，重量减轻，尺寸为180mm，从连接螺钉旋入深度与凹模刚度考虑，整体模板的厚度可按如下经验公式计算： h=k1k2式中 f冲裁力（n）； k1凹模材料修边系数，合金取k1=1，碳素工具钢取k1=1.3； k2凹模刃口周边长度修正系数，查文献9表218得k2=1.37；图（7） 计算出的凹模板厚度规格化后，采用全直壁型孔，如图（7）所示，它适用于凹模型孔内带反顶料板的落料模和复合模。凹模板用螺钉与上模座固定，并用销钉与之定位，从保证凹模强度考虑，对这些孔到凹模板边缘与刃口边缘以及这些孔之间的最小距离，应加以限制。根据文献9及其中表219和表220，确定选用4个16的螺钉和4个12n6的销钉相间均布在凹模板上。凹模材料选择cr12，淬火硬度（热处理）hrc58 62。4. 对于复杂的凹模型孔采用镶拼件 (1) 定子片槽型凹模拼块4,其中1 件加工带有定位销孔。(2) 转子片槽型凹模拼块5件,其中1 件加工带有定位销孔。(3) 定、转子片槽型凹模固定板各1 件,并在其相应位置上加工定位销孔。(4) 定、转子片槽型凹模内固定芯轴各1 件。槽型凹模拼块定位销各1 件。(5)槽形凹模拼块的精度、拼块之间的过盈量、与相关件的过盈量等技术参数很关键。每道工序必须做到精工细作,并进行优化组装,同时需反复进行研磨、试装、再研磨、再试装,直到最后组装达到精度及质量要求。组装后的拼块与拼块之间,必须控制适当的过盈量来保证,拼块之间不允许出现影响使用性能的拼块拼缝。(6) 槽形凹模拼块的刃口斜度一般取6,凸模的起始冲裁单边间隙取硅钢片料厚的6 %。(7) 硬质合金材料拼块的研磨,采用金刚石研磨膏,其系列为w40、w20、w14、w10、w7、w5、w1 等。一般用w10 进行半精研,用w5 进行精研,研磨后表面粗糙度为ra = 0. 01m 以下。3.2.2定位零件的设计冲模定位零件（装置）的作用是保证坯料的正确送进及使工作零件处于正确的位置，这称作坯料的定位或导向。使用条料时，应使条料在送进方向定位，以保证送料步距，通常称作挡料，使用的定位零件有挡料销、侧刃等；在垂直于送料方向上的定位，称作送进导向，使用的定位零件有导料板、导料销、导正销等。1、导正销主要用于多工位的连续模上面，用以校正侧刃或定位销的定位误差，提高送料的布距精度。根据本次设计的模具结构，导正销象凸模一样安装在凸模固定板上面，在凹模相应部位开出让位孔，通过 条料上的导正孔对条料进行到正定位。导正销与自动送料装置配合使用；导正销由导入、定位和连接三部分组成。采用过盈配合。 图（8）2、导料销（定位钉）：当以内孔定位时，其结构形式与定位孔的尺寸大小有关。导料销的材料一般为：t7或t8，热处理hrc4552。表面粗糙度ra1.6以下，压入部分配合为h7/s6。3、挡料销：挡料销是用来限制条料送进步距的零件，根据结构特征，挡料销分为固定式和活动式两类。本模具中采用如图（7）所示的活动挡料销。冲裁时随凹模下行而压入孔中，用圆柱螺旋弹簧弹顶挡料销复位。 图（9） 挡料销的材料为45，热处理hrc40543.2.3卸料与推（顶）料装置的设计1.推（顶）件装置推（顶）件装置用来将冲裁后因弹性变形恢复而卡在凸模上或凹模型孔内的工件或废料脱卸下来，为了保证冲裁过程能连续、顺利地进行，必须在模具上设置卸料与推件装置。在模具中要使用推（顶）件装置。将冲出的工件或废料从下模的凹模型孔内向上顶出使用的装置称顶件装置，将冲出的工件或废料从下模的凹模型孔内向上顶出使用的装置称顶件装置；从上模的凹模型孔内向下推出使用的装置称推件装置。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。但是在冲裁时候，刚性推件装置对工件不起压平作用。根据生产经验，用刚性推件装置可以保证定转子片所有尺寸精度，又考虑到刚性推件装置结构紧凑，维护方便，这套模具采用刚性推件装置。2. 卸料装置在冲裁时候条料会卡在冲孔凸模外缘，因此在上模装卸料装置，选择在卸料板与凸模固定板之间装设四组碟形弹簧作为弹性卸料组件，卸料板采用45钢，经过热处理硬度为: 43 - 48hrc 左右,卸料板上装有导向板起精密导向和卸料作用，卸料厚度为20mm。卸料板型孔与凸模采用间隙配合。卸料螺钉的设置形式有两种基本形式：一种是沉孔形，一种是通孔形。沉孔形螺钉需要加工出沉孔，而且必须使全部沉孔的深度相等，以保证卸料板工作平面与模座底平面平行。本结构中卸料螺钉的设置形式如图（14）所示，下模座需加工沉孔，并且必须使全部沉孔深度h1都相等，以保证卸料板工作平面与模座底平面平行。螺钉螺纹长度虽短但是在光杆段有台阶，可保证旋入弹压卸料板后不易松动；螺纹长度是指光杆段长度，且有公差要求，便于保证弹压卸料板工作平面与凹模平行。螺钉材料为45号钢且要求热处理硬度为hrc3540，以便保证螺钉有足够的强度，能够承受卸料过程中反复作用的拉应力。普通螺钉不具备上述特点。因此应选用标准卸料螺钉。所以卸料螺钉的长度为： l=h2+h3+h0(mm)式中 h2模座沉孔处实体厚度（mm）。对于铸铁模座h2d；对于钢板模座，h23/4d，d为卸料螺钉的公称直径； h3固定板厚度（mm）； h0弹压前弹压元件的高度；下模座沉孔深度h1按下式计算： h1=h+hx+hm+(35)(mm)式中 h螺钉头部高度（mm）； hx卸料板工作行程（mm），一般取hx =t+1，t为板料厚度； hm凸模预计总刃磨量，hm =410mm，板料厚度大时，取大值。查文献2表226 圆柱头内六角卸料螺钉尺寸（mm）可列表如下：表4材料45钢热处理硬度hrc3540