Y210-2型电动机定子铁芯冲压模具设计（全套含CAD图纸）
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1 is a of in a is by of of a is so it is is is is in of or it is as be by is in of it a in to be in of as (1) 2) to of (3) to in (4) be (5) to to of is it to of in as a to a be be in 2 of 2 of to in in （ 1） to is is to It is on In be as of to of （ 2） to of is As a is to as of by by （ 3） of is to or of In is of of in to is so as to In be in be is of （ 4） In of to is as in of as In is by of in in a of of In as of on in by an to to of is （ 1） or of in is in be on of 3 （ 2） to or in on or be by on on by of on of is in （ 3） It is is a on of a in of a 3 of be by of be is a of is It is a of It In is in of by of to of on of be be in of is in is no or on is to to to on of to of it is on of in of 4 by in of of 4 a of in of be by to of of by of be on be to of is an in on is as （ 1） of of （ 2） to of to of of （ 3 ） a of in 5 of of is of to It to of of In to it is to of so as to of in On to in 5 of of is so a to of be to of is to of is in as by is of is be as a is a of up as as of on In to of a of in as of is is to on of of in to of of of of be to of 30 3rd 2002 6 冲压成形与板材冲压 1概述 通过模具使板材产生塑性变形而获得成品零件的一次成形工艺方法叫做冲压。由于冲压通常在冷态下进行，因此也称为冷冲压。只有当板材厚度超过 8，才采用热冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。某些非金属板材（如胶木板、云母片、石棉、皮革等）亦可采用冲压成形工艺进行加工。 冲压广泛应用于金属制品各行业中，尤其在汽车、仪表、军工、家用电器等工业中占有极其重要的地位。 冲压成形 需研究工艺设备和模具三类基本问题。 板材冲压具有下列特点： （ 1）高的材料利用率。 （ 2）可加工薄壁、形状复杂的零件。 （ 3）冲压件在形状和尺寸方面的互换性好。 （ 4）能获得质量轻而强度高、刚性好的零件。 （ 5）生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。 冲压模具制作成本高，因此适合大批量生产。对于小批量、多品种生产，常采用简易冲模，同时引进 冲压加工中心等新型设备，以满足市场求新求变的需求。 板材冲压常用的金属材料有低碳钢、铜、铝、镁合金及高塑性的合金刚等。如前所述，材料形状有板材和带材。 冲压生产设备有剪床和冲床。剪床是用来将板材剪切成具有一定宽度的条料，以供后续冲压工序使用，冲床可用于剪切及成形。 2冲压成形的特点 生产时间中所采用的冲压成形工艺方法有很多，具有多种形式饿名称，但塑性变形本质是相同的。冲压成形具有如下几个非常突出的特点。 （ 1）垂直于板面方向的单位面积上的压力，其数值不大便足以在板面方向上使 板材产生塑性变形。由于垂直于板面方向上的单位面积上压力的素质远小于板面方向上的内应力，所以大多数的冲压变形都可以近似地当作平面应力状态来处理，使其变形力学的分析和工艺参数的计算大呢感工作都得到很大的简化。 （ 2）由于冲压成形用的板材毛胚的相对厚度很小，在压应力作用下的抗失稳能力也很差，所以在没有抗失稳装置（如压边圈等）的条件下，很难在自由状态下顺利地完成冲压成形过程。因此，以拉应力作用为主的伸长类冲压成形 过程多于以压应力作用为主的压缩类成形过程。 （ 3）冲压成形时，板材毛胚内应力的数值等于或小于材料的屈服应力。在这一点上，冲压成形与体积成形的差别很大。因此，在冲压成形时变形区应力 7 状态中的静水压力成分对成形极限与变形抗力的影响，已失去其在体积成形时的重要程度，有些情况下，甚至可以完全不予考虑，即使有必要考虑时，其处理方法也不相同。 （ 4）在冲压成形时，模具对板材毛胚作用力所形成的约束作用较轻，不像体积成形（如模锻）是靠与制件形状完全相同的型腔对毛胚进行全面接触而 实现的强制成形。在冲压成形中，大多数情况下，板材毛胚都有某种程度的自由度，常常是只有一个表面与模具接触，甚至有时存在板材两侧表面都有于模具接触的变形部分。在这种情况下，这部分毛胚的变形是靠模具对其相邻部分施加的外力实现其控制作用的。例如，球面和锥面零件成形时的悬空部分和管胚端部的卷边成形都属这种情况。 由于冲压成形具有上述一些在变形与力学方面的特点，致使冲压技术也形成了一些与体积成形不同的特点。 由于不需要在板材毛的表面施加很大的单位压力即可使其成形，所以在冲压技术 中关于模具强度与刚度的研究并不十分重要，相反却发展了学多简易模具技术。由于相同原因，也促使靠气体或液体压力成形的工艺方法得以发展。 因冲压成形时的平面应力状态或更为单纯的应变状态（与体积成形相比），当前对冲压成形汇中毛胚的变形与 力能参数方面的研究较为深入，有条件运用合理的科学方法进行冲压加工。借助于电子计算机与先进的测试手段，在对板材性能与冲压变形参数进行实时测量与分析基础上，实现冲压过程智能化控制的研究工作也在开展。 人们在对冲压成形过程有离开较为深 入的了解后，已经认识到冲压成型与原材料有十分密切的关系。所以，对板材冲压性能即成形性与形状稳定性的研究，目前已成为冲压技术的一个重要内容。对板材冲压性能的研究工作不仅是冲压技术发展的需要，而且也促进了钢铁工业生产技术的发展，为其提高板材的质量提供了一个可靠的基础与依据。 3冲压变形的分类 冲压变形工艺可完成多种工序，其基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。 分离工序是使胚料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法，主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中又以冲孔、落料应用最广。变形工序是使胚料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工艺方法，主要有拉深、弯曲、局部成形、胀形、翻边、缩径、校形、旋压等。 从本质上看，冲压成形就是毛胚的变形区在外力的作用下产生相应的塑性变形，所以变形区内的应力状态和变形特点景象的冲压成形分类，可以把成形性质相同的成形方法概括成同一个类型并进行体系化的研究。 8 绝大多数冲压成形时毛胚变形区均处于 平面应力状态。通常认为在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其数值也是较小的，所以可以认为垂直于板面方向上的应力为零，使板材毛胚产生塑性变形的是作用于板面方向上相互的两个主应力。由于板厚较小，通常都近似地认为这两个主应力在厚度方向上是均匀分布的。基于这样的分析，可以把各种形式冲压成型中的毛陪变形区的受力状态与变形特点，在平面应力的应力坐标系中与相应的两向应变坐标系中以应力与应变坐标决定的位置来表示。 4冲压用原材料 冲压加工用原材料有很多种，它们的性能也 有很大的差别，所以必须根据原材料的性能与特点，采用不同的冲压成形方法、工艺参数和模具结构，才能达到冲压加工的目的。由于人们对冲压成形过程板材毛胚的变形行为有了较为深入的认识，已经相当清楚的建立了由原材料的化学成分、组织等因素所决定的材料性能与冲压成形之间的关系，这就使原材料生产部门不但按照冲压件的工作条件与使用要求进行原材料的设计工作，而且也根据冲压件加工过程对板材性能的要求进行新型材料的开发工作，这是冲压技术在原材料研究方面的一个重要方向。对 冲压用原材料冲压性能方面的研究工作有： （ 1）原材料冲压性能的含义。 （ 2）判断原材料冲压性能的科学方法，确定可以确切反映材料冲压性能的参数，建立冲压性能的参数与实际冲压成形间的关系，以及冲压性能参数的测试方法等。 （ 3）建立原材料的化学成分、组织和制造过程与冲压性能之间的关系。 冲压用原材料主要是各种金属与非金属板材。金属板材包括各种黑色技术和有色金属板材。虽然在冲压生产中所用金属板材的种类很多，但最多的原材料蛀牙是钢板、不锈钢板、铝合金板及各种复合金属板。 5板材冲压性能及其鉴定方法 板材是指对冲压加工的适应能力。对板材冲压性能的研究具有飞行重要的意义。为了能够运用最科学与最经济合理的冲压工艺过程与工艺参数制造出冲压零件，必须对作为加工对象的板材的性能具有十分清楚的了解，这样才有可能充分地利用板材在加工方面的潜在能力。另一方面，为了能够依据冲压件的形状与尺寸特点及其所需的成形工艺等基本因素，正确、合理地选用板材，也必须对板材的冲压性能有一个科学的认识与正确的判断。 评定板材冲压性能的方法有直接试验法 与间接试验法。 实物冲压试验是最直接的板材冲压性能的评定方法。利用实际生产设备与模具，在与生产完全相同的条件下进行实际冲压零件的性能评定，当然能够的最可 9 靠的结果。但是，这种评定方法不具有普遍意义，不能作为行业之间的通用标准进行信息的交流。 模拟试验是把生产中实际存在的冲压成形方法进行归纳与简单化处理，消除许多过于复杂的因素，利用轴对称的简化了的成形方法，在保证试验中板材的变形性质与应力状态都与实际冲压成形相同的条件下进行的冲压性能的评定工作。为了保证模拟试验 结果的可靠性与通用性，规定了私分具体的关于试验用工具的几何形状与尺寸、毛胚的尺寸、试验条件（冲压速度、润滑方法、压边力等）。 间接试验法也叫做基础试验法。间接试验法的特点是：在对板材在塑性变形过程中所表现出的基本性质与规律进行分析与研究的基础上，进一步把它和具体的冲压成形中板材的塑性变形参数联系起来，建立间接试验结果（间接试验值）与具体的冲压成形性能（工艺参数）之间的相关性。由于间接试验时所用试件的形状与尺寸以及加载的方式等都不同于具体的冲压成形过程，所以它的变形性质和应力状态也不同于 冲压变形。因此间接试验所得的结果（试验值）并不是冲压成形的工艺参数，而是可以用来表示板材冲压性能的基础性参数。 30 3rd 2002 购买后包含有 咨询 Q 197216396 1 摘 要 本文分析了电动机定子铁芯的结构和加工精度等因素，确定了电动机定子铁芯的加工方法，计算了零件加工所需的参数值，确定了模具总体结构形式和尺寸，完成了模具装配图的绘制，最后确定压力机类型及主要参数。 关键词 ：冲孔模，落料模，排样，冲压压力，压力机 购买后包含有 咨询 Q 197216396 2 210of of of 买后包含有 咨询 Q 197216396 3 目 录 1 绪论 . 1 2 产品加工工艺分析 . 2 3 模具类型的确定 . 4 4 冲裁件的排样与搭边 . 5 5 冲压力的计算 . 7 裁力的计算 . 7 料力的计算 . 8 件力的计算 . 8 6 冲压压力中心的确定 . 9 7 冲裁间隙的选择 . 9 8 计算凸、凹模的刃口尺寸 . 10 料凹模刃口尺寸计算 . 11 孔凸模刃口尺寸计算 . 11 9 冲裁的部件及零件设计 . 12 作零件 . 13 模形式及尺寸 . 13 模形式及尺寸 . 14 凹模形式及尺寸 . 14 位零件 . 15 料、出件零件 . 16 料装置 . 16 件装置 . 17 胶的选用 . 17 架及相关零件 . 18 架 . 18 接零件的选取 . 19 具的闭合高度 . 19 10 冲压设备的选择 . 19 结论 . 19 致谢 . 20 参考文献 . 20 英文文献名称（冲压成形与板材冲压） 购买后包含有 咨询 Q 197216396 4 1 绪论 冲压是利用冲压设备（如压力机）及安装在其上的专用模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对薄板材料（一般厚度在 下）进行冷变形加工从而形成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。 冲压所使用的模具称为冲压 模具，简称冲模，冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需零件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料共同构成了冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下： （ 1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。因为冲压加工是依靠冲模和冲压设备来完成的，压力机的行程次数为每 分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可以得到一个冲件； (2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ,具有“一模一样”的特征； (3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压件的强度和刚度均较高； (4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，而且加工所剩废料可再利用，且不需其它加热设备，因而是一种省料、节能的加工方法，生产成本较低； (5)操作简单，非熟练人员也能操作自 如。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性 ,一组模具只能生产一种零件，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形。而且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品，导致成本非常昂贵，因此一般用于大批量生产。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在 大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不大量采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 5 冲压模具包括冲裁模、弯曲模、拉伸、胀形等模具。冷冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科。落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料按规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模。 简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因此说制造成本高。复合模是在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序。复合模同级进模一样，也是在 简单模的基础上发展的一种较先进的模具。与级进模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件。 2 产品加工工艺分析 图 1 产品零件简图 2 型电动机定子铁芯的使用量大，故采用大批量生产，该铁芯的材料为电工硅钢片 板厚度 身具有良好的冲裁性能。而且零件形状对称，但结构略显复杂，由圆弧和直线组成，不宜采用锻造、铸造和切削加工 等购买后包含有 咨询 Q 197216396 6 方法制造，因此采用冲压加工。 对于冲小孔 5，冲复杂圆孔 80，由表 11知，一般冲孔模对该材料（钢 300 1000 5000 模具形式 简易模、单工序模 单 工 序模、简易模 级进模、复合模、单工序模 级进模、复合模 级进模、复合模 设备形式 通用压机 通用压机 自动和半自动、通用压机 机械化高速压机、自动机 专 用 压机、自动机 另外因在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求，这 时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成。所以决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次成形。 所谓复合模具结构，就是在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合模具结构的优点：1） 模具结构紧凑，占用空间较小 ； 2）在完成这些工序过程中，冲件材料无需进给移动 ； 3） 制件精度高，由于是在冲床的一次行程内完成数道冲压工序 ,因而不批 量 / 千 件 每 年 项 目 购买后包含有 咨询 Q 197216396 8 存在累积定位误差，冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性好，制件平直； 4）适宜冲制薄料和脆性或软 质材料。复合模具结构的选用原则：当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，一般选用复合模具结构。 表 5 单工序模、级进模和复合模的比较 比较项目 单工序模 级进模 复合模 工件尺寸精度 较低 一般 ,较高 ,工件形位公差 工件不平整 ,同轴度、对称度及位置度误差大 不太平整，有时要较平，同轴度、位置度误差较大 工件平整，同轴度、对称度及位置误差大 冲压生产率 低，冲床一次行程内只能完成一个工序 高，冲床在一次行程内能完成多个工序 较高，冲床在一次行程内可完成两个以上工序 实现操作机械化、自动化的可能性 较易，尤其适合多工位冲床上实现自动化 容易，尤其适应于单机上实现自动化 难，工件与废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械化操作 对材料的要求 对条料宽度要求不严，可用边角料 对条料或带料宽度要求严格 对条料宽度要求不严，可用边角料 生产安全行 安全性较差 比较安全 安全性较差 模具制造的难易程度 较易，结构简单，制造周期短，价格低 形状简单件，比用复合模制造难度低 形状复杂件，比用级进模的制造难度低 应用 通用性好，适合中、小批量生产和大型件的大量生产 通用性较差， 适合于形状简单，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生产 通用性较差，适于形状复杂、尺寸不大、精度要求较高件的大批量生产 4 冲裁件的排样与搭边 排样是指冲裁件在板料 、 条料或带料上的布置方式，分为有搭边 、 少搭边和无搭边三种；按工件外形特征又可分为直排 、 斜排 、 直对排 、 斜对排 、 混合排 、多行排等形式。 该冲裁件材料较薄，尺寸小， 采用直排有废料排样方式比较合理，如图 2所示。 图 2 排样图 购买后包含有 咨询 Q 197216396 9 表 6 冲压落料件的搭边值 /冲金属 搭边值或沿边值 料 厚 边缘 两件间距 一般金属 准带料 片料 0 片料且两列排样互锁 锈钢、硅钢、弹簧钢 表 6查得最小搭边值 a a 2 毛胚面积 A: A 52 (1) 条料宽度 b: b d+2a=150+22 154 (2) 进距 h: h d+50+2 152 (3) 材料利用率 : 00%100% (4) 指同一列，也指两相邻列两件之间。 两相邻列两件之间搭边为 购买后包含有 咨询 Q 197216396 10 5 冲压力的计算 冲压力的计算包括冲裁力、卸料力、推件力、顶出力的计算。零件加工采用弹性卸料和上出料方式。由表 7查得硅钢片 190 表 7 部分材料的抗剪强度 / 料 软 硬 铝 27铜 43铜 92板 314 392 钢板 44139工硅钢 190 249 不锈钢板 510 549 裁力的计算 冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数，指凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需的力，与材料厚度、工件周边长度、材料的力学性能等参数有关。在该零件的加工中包括冲孔力和落料力。 冲孔力的计算 (5)5 根据零件图 ,用 1=入得： （ 90 9190） N 03 N 落料力的计算 2 (6) 代入 2（ 5090） N =03N 购买后包含有 咨询 Q 197216396 11 料力的计算 卸料力 从凸模上卸下板料的力称为卸料力，其大小 与凸模和凹模之间的间隙、工件的形状、材料的种类等因素有关。 卸料力 1 (7) 把 (03)N 03N 件力的计算 顶件力 把落入凹模洞中的冲压件或废料逆着冲裁方向托出的力 。 顶件力 3 （ 8） 把 (03)N 03N 卸料推出系数 料推出系数 料推出系数 。 表 8 卸料力、推件力和顶出力因数 料厚 /1 3 钢 75 55 5 择冲床时的总冲压力 F： F （ 9） 代入前面各值得： F (103N 03N 购买后包含有 咨询 Q 197216396 12 6 冲压压力中心的确定 冲裁模对工件施加的冲裁力合力的中心称为冲裁压力中心。只有压力中心与模柄的中心线重合才能使冲压模具正常工作。否则冲压时将产生弯矩，实冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口变钝，产生机床和模具的导向机构不均匀摩擦等不良现象。 因为该零件是中心对称图形，所以其压力中心位于轮廓图形的 几何中心 图 3所示。 图 3 压力中心 7 冲裁间隙的选择 冲裁间隙指凸、凹模刃口间缝隙的距离，它是冲压工艺和模具设计中的重要参数。在冲裁模的设计中 ,凸凹模间隙的合理选取 ,是保证模具正常工作、提高冲片质量、延长模具寿命的一个关键因素。理想的间隙应该是板料冲裁断裂时 ,凸凹模刃口边所产生的裂纹在一条直线上 ,否则冲片边缘将出现不允许的毛刺 ,使得刃口粘结严重 ,磨损加快 ,进而影响模具的寿命。所以 ,如何选取合理的凸凹模间隙 ,是模具设计时不容忽视的问题。 在实际加工中若间隙偏小 ,会使凸模与被冲的孔之间、凹模与落料 之间的摩擦严重 ,造成凸模和凹模侧壁产生粘结 ,卸料力增大 ,影响冲片断面的质量 ,刃口容易变钝 ,冲片易出毛刺 ,且毛刺增长过快 ,甚至发生凹模胀裂现象 ,致使模具寿命下降。取小间隙时 ,由于弹性回跳作用 ,落料件尺寸大于凹模 ,冲出的孔径小于凸模 ,从而造成冲片的尺寸精度出现误差。因此 ,为了提高冲片质量 ,延长模具寿购买后包含有 咨询 Q 197216396 13 命 ,决定放大间隙 中等间隙。 表 9 部分金属材料冲裁间隙值 /料 抗剪强度 初始间隙（单边值） 类 类 类 低碳钢10F、 210t (t (t 黄铜（硬态） 铜（硬态） 2、 290t (t (t 镁合金 120t 电工硅钢41 190 (t (t 板料为 钢片 , 由表 9 推荐的间隙应大于 (t，约为（ 照这个间隙，冲出的定子片毛刺一般能控制在规定范围内。而且可以提高冲片质量，冲片表面平整度也能大大改善 ,延长模具寿命。 8 计算凸、凹模的刃口尺寸 凸、凹模刃口尺寸和公差的确定，影响冲裁生产的技术经济效果，设计时一般遵循以下原则：（ 1）设计落料模时，应以凹模为基准 ,间隙取在凸模上，靠减小其尺寸获得；（ 2）设计冲孔模时，应以凸模为基准 ,间隙取在凹模上，靠增大其尺寸获得；（ 3）凹模的磨损使落料件轮廓尺寸增大，设计落料模时凹模的刃口应等于或接近工件的下极限尺寸；（ 4）凸模的磨损使冲孔件孔径尺寸增大，设计冲孔模时凸模的刃口应等于或接近工件的上极限尺寸。 根据冲裁间隙 零件图中未注公差的尺寸进行分析计算，并由公差手册查出其极限偏差分别为 对于外轮廓 150，查表 10 得凸、凹模的制造公差分别为 凸=凹= 由于 零件形状稍显复杂，为了更好的获得最小合力间隙，决定采用配合加购买后包含有 咨询 Q 197216396 14 工法加工凸模和凹模。 表 10 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模，凹模的制造公差 基本尺寸 凸模公差 凸 凹模公差 凹 18 150料凹模刃口尺寸计算 (A 40 （ 10） 凹模 (A 40 (150 孔凸模刃口尺寸计算 （ B+4（ 11） 凸模 5： （ B+4（ 5+ 于冲孔 80，零件形状比较复杂，且为薄材料为了保证凸、凹模之间的间隙值，必须采用凸模和凹模配合加工方法，以凸模为基准件。 根据凸模磨损后的尺寸变化情况将零件图中各尺寸进行如下分类： B 类： 类： 2 、 2010、 5 冲孔凸模刃口尺寸计算如下： （ 1） B 类 (B 4各尺寸计算如下： 110 凸 （ 110 0 凸 （ 80 买后包含有 咨询 Q 197216396 15 5 凸 （ 5 4 凸 （ 4 2） C 8(12) 各尺寸计算如下： 2凸 （ 2 0凸 （ 20 0） 820 2010 5凸 （ 5 模的刃口尺寸按凹模实际尺寸配制并保证双面间隙 冲裁的部件及零件设计 模具的零部件，有很大一部分已实现了标准化，这对于简化设计工作、稳定模具 质量、简化模具的制造维修等，都具有重大意义。在设计模具时，对于标准化的零部件，只需在标准化的资料中正确的选择，大量的设计工作是对非标准件的设计。根据在模具中的功能和特点，可以分成两类： 工艺零件：这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用。 结构零件：这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用。 冲模零件的详细分类见表 11： 表 11 冲模零件分类 工艺零件 结构零件 工作零件 定位零件 卸料和压料零件 导向零件 支撑零件 紧固零件 其他零件 购买后包含有 咨询 Q 197216396 16 凸模 凹模 凸凹模 挡料销 始用挡料销 导正销 定位销 定位板 导料销 导料板 卸料装置 压料装置 顶件装置 推件装置 废料装置 导柱 导套 导板 导筒 上、下模座 模柄 凸、凹模固定板 垫板 限位支撑装置 螺钉 销钉 键 弹性件 传动零件 作零件 模形式及尺寸 （ 1） 冲孔凸模： 为圆形凸模，设计成直柱形式，图样见图 4。 图 4冲孔凸模 （ 2）落料凸模形式及尺寸： 形式为异形凸模，图样如图 5所示： 购买后包含有 咨询 Q 197216396 17 图 5 落料凸模 注：按 隙与落料凹模配制 模形式及尺寸 凹模的刃口形式，考虑到生 产批量较大，又是复合模，所以采用刃口强度较高的直筒式孔口凹模。 凹模的外形尺寸： 凹模高度 H=50=30 12 系数 B/厚 t/ 100 200 取凹模壁厚 C 0 45外，当 t=，取 h=6则凹模整体尺寸： BLH 240400图 6所示。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 18 图 6 落料凹模 按以上计算的凹模外形尺寸，可以保证凹模有足够的强度和刚度，一般可不用 进行强度校核。 凹模形式及尺寸 复合模的结构特点是一定有一个凸凹模。凸凹模的内、外缘均为刃口，为保证强度，内外缘之间壁厚应有一定厚度，取决于冲裁件尺寸。该凸凹模的最小壁厚为 过表 13校核，可知凸凹模壁厚有足够的强度。根据弹性卸料板厚度及模具结构可选取凸凹模的高度为 80 表 13 复合模最小壁厚 /裁材料 材料厚度 1 硅 钢，中碳钢 （ t 其结构如图 7所示。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 19 图 7 凸凹模 冲孔凹模、落料凹模及凸凹模的材料选用：由于冲裁零件材料电工硅钢片的变形抗力大，模具承受载荷会增加，刃口部位磨损加快，且生产批量为 105 件/年，综合考虑选用合金含量高、耐磨性好的 料。 有高淬透性，可用来制造断面较大，形状复杂，经受较大冲击负载的各种模具，热处理硬度为 63。 位零件 为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃 口处于正确的相对位置，即必须定位。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位或送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（进距），称为条料纵向定位或送料定距。对于块料或工序件的定位，基本上也是在两个方向上的限位。 在复合冲裁模上，通常采用导料销进行导料。两个导料销的中心距尽可能取大一些，以便于送料。并有利于防止条料偏斜。如图 8所示。 送进方向购买后包含有 咨询 Q 197216396 20 图 8 导料和定位 在复 合模中，纵向定位的主要作用是保证纵向搭边值。挡料销确保条料送进时有准确的送进距。活动挡料销常用于倒装复合模，装在卸料板上，由弹性元件支撑，可以伸缩的挡料销。设计中选取橡胶弹性挡料销。国家标准结构如图 9所示。 图 9 挡料销 料、出件零件 料装置 卸料是指把冲件或废料从凸模中卸下来。可分为刚性和弹性卸料装置两种形式，视模具的结构选择。设计中为倒装复合模，易采用弹性卸料装置。弹性卸料装置卸料力较小，所得质量较好，平直度较高。弹 性元件选用橡胶，其结构如下图。 卸料板橡胶卸料螺钉图 10 卸料装置 购买后包含有 咨询 Q 197216396 21 件装置 设计中模柄中心位置有冲孔凸模，采用简单的刚性推件装置，由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。结构如下图。 打杆推板连接推杆推件块图 11 推件装置 胶的选用 橡胶允许承受的负荷比弹簧大，且安装调整方便，价钱又不贵，是模具中广泛使用的弹性元件。冷冲模中所用橡胶一般为聚氨脂橡胶 （ 7。橡胶的高度 应有适当的比例，一般应保持 H=（ D (13) 架及相关零件 架 模架是由上模座、下模座、模柄及导向装置等组成。 对模架的基本要求：应有足够的强度与刚度；应有足够的精度；上下模之间的导向应精确。 一般模架型号规格均已列入标准，设计时可选用 模架选用适用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架从右向左送料，操作方便。 （ 1） 上模座： L/H/5025045 （ 2） 下模座： 购买后包含有 咨询 Q 197216396 22 L/H/5025055 （ 3） 导柱： d/180 （ 4） 导套： d/D/511543 模架的闭合高度： 190 230 （ 5） 模柄 中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上。设计中采用凸缘式模柄。形式见下图。 图 12 模柄 模柄的长度不得大于冲床滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致。 接零件的选取 垫板厚度取： 10 材料： 45 硬度： 43 48模固定板厚度取： 12 材料： 45 卸料板厚度取： 15 材料： 胶厚度取： 40模长度 L： L=l1+l2+l3+l (14) 式中： L 凸模总长度； 卸料板厚度； 购买后包含有 咨询 Q 197216396 23 l 附加长度，一般取 l=15 由此可得 L=l1+l2+l3+l=12+15+0+18=45(因设计中采用的是导料销，故 ，取 l=18 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。为使模具正常工作，模具闭合高度 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 : H 最大 模 H 最小 +10 （ 15） H 模 =45+10+12+30+0+5530.5(10 冲压设备的选择 为安全起见，防止设备的超载，参照冲压手册可选取公称压力为 200开式双柱可倾压力机 20,该压力机与模具设计有关的参数为： 公称压力： 200 滑块行程： 90大闭合高度： 250 最大装模高度： 180作台尺寸： 500330 模柄孔尺寸： 4060 结论 模具的技术分析，包括模具的结构、形状以及尺寸等方面的分析。模具的结构、形状和尺寸设计计算完毕之后，要对模具的加工质量、使用条件提出基本要求，这些要求主要是： （ 1）有适中而均匀的硬度，模具经淬火、回火处理后，其硬度值为 据模具的尺寸而定，尺寸越大，要求的硬度越低）。 （ 2）有足够高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差应符合图纸的要求（一般按负公差制造），配合尺寸具有良好的互换性。 （ 3）有足够高的表 面粗糙度，配合表面应达 作带表面达面应进行氮化处理、磷化处理或其它表面强化处理，如多元素共渗处理及化学热处理等。 （ 4）有良好的对中性、平行度、直线度和垂直度，配合面的接触率应大于80。 （ 5）模具无内部缺陷和表面缺陷，一般应进行超声波探伤和表面质量检查后才能使用。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 24 致谢 ： 我在进行毕业设计期间，得到牛老师的精心指导，牛老师治学严谨，每周坚持给我们进行辅导，对我们的设计每一个环节都严格指导，在我的毕业论文完成之际表示深深的感谢。同时感谢四年来所有关心 和教导我的老师们，感谢为我提供帮助的各位同学。 参考文献 1 郝滨海冲压模具简明设计手册 北京：化学工业出版社， 2005 2 二代龙震工作室冲压模具设计基础 北京：电子工业出版社， 2007 3 肖祥芷中国模具设计大典 南昌： 江西科学技术出版社， 2003 4 王孝培实用冲压技术手册 北京：机械工业出版社， 2001 5 许发樾实用模具设计与制造手册 北京：机械工业出版社， 2005 6 刘洁现代模具设计 北京：化学工业出版社， 2005 7 赵昌盛实用模具材料应用手册 北京：机械工业出版社， 2005 8 陈剑鹤模具设计基础 北京：机械工业出版社， 2003 9 许发樾 北京：机械工业出版社， 2003 10 郭铁良 北京：高等教育出版社， 2001 11 吴伯杰 北京：电子工业出版社， 2004 12 邓明 . 实用模具设计简明手册 北京：机械工业出版社， 2006 13 安静平半自动送料切角装置设计 J模具工业， 1995， 2614 许发樾模具结构设计 北京：机械工业出版社， 2004 15 陈炎嗣，郭景仪冲压模具设计与制造技术 北京：北京出版社， 1993 购买后包含有 咨询 Q 197216396 25 本科生毕业论文（设计）开题报告 学生姓名 专业 机电技术教育 学号 指导教师姓名 所学专业 农机修造 职称 完成期限 一、选题的目的和意义 模具是生产应用中极为广泛的基础工艺装备。利用模具进行生产的产品所表现出来的精度高、一致性好、效率高、消耗低等一系列优点，是其他加工方法不能比的。模具生产技术的 高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。 现代模具是高新技术背景下的工艺密集型产业，是高技术人才密集型行业。他作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。由于模具生产要采用一系列高新技术，如 算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等，因此，模具工业已经成为高新技术产业的一个重要组成部分。 二、国内外研究现 状 随着我国成为世界制造业的中心，而模具是机械、电子、汽车、家电等工业产品的基础工艺装备，作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其它工业的发展起着十分重要的作用，在国际上称为“工业之母”。 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量和技术等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂的高档模具仍靠大量进口。 随着科学技术的不断进步，许多新技术不断涌现，促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要发展如下： 1. 工艺分析计算的现代化。它将与现代数学、计算机技术联姻，对加工零件 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形的可能性与成形过程中可能会发生的问题，供设计人员修改和选择。 2 造与分析（ 研究和应用将极大地提高模具制造效率，提高模具质量，使模具设计与制造技术实现一体化。 3. 模具的标准化、商品化、机械化及专业化自动生产 。 三、主要研究内容 （ 1）模具整体方案设计，
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