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微型 电机 定子 转子 片级进模 设计

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微型电机定子片和转子片级进模设计,微型,电机,定子,转子,片级进模,设计

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湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）中期检查表学 部： 理工学部 学生姓名曹焱林学 号200741914301年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称陈文凯副教授毕业论文（设计）题目微型电机定子片和转子片的级进模设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1、 构思总设计方案的确定2、 初步完成冲压模具的设计计算3、 初步拟定设计说明书1、完善设计方案，确定内部结构2、按照毕业设计格式编制说明书3、画出总装配图和零件图指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日检查（考核）小组意见检查小组组长签名： 年 月 日湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）成绩评定册学生姓名曹焱林学号200741914301年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称陈文凯 副教授毕业论文（设计）题目微型电机定子片和转子片级进模设计完成时间20 年 月 日答辩时间20 年 月 日摘要：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。本文主要包括以下内容：首先，介绍了现代模具的基本概述，冷冲压模具的发展状况以及特点；接着介绍了级进模的概念、工作过程及特点；最后介绍了Pro/ENGINEER的功能、特点以及在模具上的应用，提出了本课题研究的内容以及选题的意义。其次，主要介绍了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、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。再次，介绍了利用Pro/ENGINEER这个软件对整个模具造型。最后，对本文作一个总结。关键词：定子片，转子片, 级进模, Pro/E软件, 排样答辩资格审查意见：专业委员会主任签名：20 年 月 日指导教师评语：指导教师建议成绩： 指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：评阅教师建议成绩： 评阅教师签名：年 月 日答辩小组评语：答辩小组建议成绩： 组长签名：年 月 日成绩评定综合成绩（百分制）： 分折合五级记分制成绩：答辩委员会审查意见：答辩委员会主任签名：年 月 日成绩评定说明：毕业论文（设计）的成绩评定采用综合加权评分的办法，按指导教师评分占30%、论文评阅人评分占30%和答辩小组评分占40%计算出百分制的综合成绩，并根据综合成绩确定相应五级记分制等级。系部答辩委员会对毕业论文（设计）的预评、评阅、答辩成绩进行审查，对评定等级为优秀或不及格以及答辩评分中有争议的论文（设计）要进行重点审核，最终确定成绩。指导教师、评阅教师、答辩小组应分别严格按湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）评分标准中的相应标准客观、公正赋分。本表一式二份，一份进入学生个人档案，一份存学院档案室。指导教师指导检查学生进行毕业论文（设计）工作情况登记表系（部）名称：理工学部 指导教师姓名：陈文凯时 间地 点指导、检查的主要内容学生签名注：此表在每次指导、检查工作时由学生带来，指导教师填写。内容包括学生的学习、工作态度；毕业论文（设计）工作的进展情况；论文（设计）工作中尚需解决的问题等。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名曹焱林学 号200741914301年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称陈文凯副教授20 年 月 日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“（ ）”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目微型电动机零件的级进模具设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称： （）生产实际或社会实际 （ ）其他 选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他题目完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文主要内容和要求一、主要内容: 1完成对中等复杂程度钣金模具的计算、结构设计工作。针对材料为硅钢片的钣金零件（具体的零件图已给出），进行专用模具的设计。2进行模具设计基本计算、结构设计。3完成钣金模具装配图的设计和所有非标零件图设计工作。二、要求：1查阅资料15篇以上；2该模具设计结构可靠、布局合理、工作时操作方便；3模具中各执行机构协调工作、具有一定的使用寿命；4画图相当于3张A0图纸的工作量；5设计计算说明书1万字以上，条理清楚，计算有据。格式按湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。注：此表如不够填写，可另加附页。主要参考文献与外文资料1 王树勋等. 典型模具结构图册M.广州.华南理工大学出版社. 2005，4.2 涂光祺. 冲模技术 M.北京. 机械工业出版社. 2004.9.3 王卫卫. 材料成形设备M. 机械工业出版社，2006.14 杨玉英. 实用冲压工艺及模具设计手册M，北京机械工业出版社，2005.95 翁其金. 冲压工艺与冲模设计M，北京机械工业出版社，2004.76 赵孟栋. 冷冲模设计M，北京机械工业出版社，2005.47 成大先. 机械设计手册M，北京： 化学工业出版社， 2004.18 模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例M（第五版）. 北京机械工业出版社，2003.49 傅建军. 模具制造工艺 M. 北京 机械工业出版社，2004.1工作进度安排起止日期主要工作内容2010.9.152010.9.18选题2010.9.192010.9.21下达任务书2010.9.222010.9.25开题2010.9.262011.4.15设计2011.4.152011.04.30完善与总结课题2011.04.302011.05.15提交正稿与指导教师评阅2011.05.152011.05.28专业委员会评阅，答辩与修改定稿要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 审查日期：20 年 月 日 专业负责人签名： 批准日期：20 年 月 日 接受任务日期：20 年 月 日； 学生本人签名： 注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名曹焱林学号200741914301年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称陈文凯 副教授开题时间年 月 日毕业论文（设计）题目微型电机定子片和转子片级进模设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发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发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产业。模具分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。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若干个等距离的工位，在每个工位上设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工件某部分的加工。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。使用级进模通常是连续冲压，固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，模具尺寸比较大，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：1、在一副级进模内，可以包括冲裁、弯曲、成形、拉深等多道工序，固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，若不采用级进模几乎是不可能生产的。2、级进模的设计和制造都比较费事，与其他模具相比，好像是成本高，但如果用许多单工序模代替一副级进模，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成本的较好措施。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、降低产品成本十分有利。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，具有操作安全的显著特点。对于工序复杂的工件应首先考虑采用级进模。3、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，模具自然比较大，这时要考虑模具与冲床工作台面的匹配性。其二是级进模要采用条料，对于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。电动机定转子铁芯是电机产品的重要部件，一般由硅钢片冲制而成。微型电动机的定子片和转子片如下图所示，材料为电工硅钢片，厚035mm，在使用中所需的数量相等，转子的外径比定子的内径小1mm， 零件的精度要求较高，形状也比较复杂，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。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送料装置送料，其送料精度可达005mm。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。 （a）转子片 （b）定子片在众多的CADCAECAM软件中，ProE由于功能适中、易学易用， 在模具行业得到了普遍的应用。实践表明ProE是一个实用的模具CADCAECAM软件，但如何把ProE软件丰富的功能与模具设计有效地结合起来， 仍然是一个有益的尝试。ProENGINEER软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术， 具备制品设计、模具设计、模拟和刀路设计等功能，可让不同地点的工程师能够同时进行同一制品模具的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。设计工程师在进行制品三维造型设计时就考虑材料、模具NC加工、工艺和设备等因素，并进行模拟检查、仿真、优化，预先发现设计过程的错误。在初步确立制品的三维模型后，模具、制造及辅助分析部门的多位工程师同时进行模具设计、分析及Nc刀路的设计，借助计算机对模具性能、模具结构、加工精度及压力、温度分布情况等进行反复模拟和优化， 而且每一位工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里，大大缩短模具设计、模拟、Nc编程的时间。ProENGINEER避免了CAD、CAE、CAM单元技术设计制造模具时中间建模的时间长，文档资料转换误差大的缺点，使设计、模拟、加工真正有机地结合在一起，为模具的集成制造和并行工程提供了良好的平台。主要参考文献及外文资料：1袁定福，Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 模具设计，清华大学出版社，20052薛翔等，冲压模具设计与制造，化学工业出版社，20033黄卫，冲压模具设计结构图册，化学工业出版社，20044魏生民等，机械CAD/CAM，武汉理工大学出版社，20015李双义等，冷冲模具设计，清华大学出版社，20026王芳，冷冲压模具设计指导，机械工业出版社，20017苏厚合，黄俊贤，黄圣杰编.Pro/ENGINEER 2001入门指南.北京：人民邮电出版社，20028苏厚合，黄俊贤，黄圣杰编.Pro/ENGINEER 2001高级功略.北京：人民邮电出版社，20029王孝培.冲压手册.第2版.北京.机械工业出版社，2000.3464910模具实用技术从书编委会.冲模设计应用实例.北京.机械工业出版社，1996.30280 注：此表如不够填写，可另加页。研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）：要研究或解决的问题、拟采用的方法或技术路线：1、级进模设计时的几个问题：a 卸料板与固定板联接方面b 限位方面c 凸模固定的几种形式 ： (1) 紧固 （2） 松固 d 防止跳屑的几种形式（1）凸模的几种形式 （2）下吹气 （3）凹模刃口的形状 e 导料采用的几种形式 ：（1）导正钉 （2）浮料钉 （3）导料板 （4）条料定位块 f 其它注意事项：由于级进模调整的精度高，工作量大，所以，凹模全部采用镶件，每次修磨刃121镶件后，就在刃121镶件下端加上垫片，这样可保证修磨刃口既方便又好，而不必担心凹模平磨后又需磨镶件的高度。在中等步距的级进模中如果没有废料带回收机则应加上废料侧刃。卸料板的硬度不应超过凹模，最好为5055HRC，保证废屑跳出后不会打坏凹模。方法：一，零件分析；二，排样方案； 三，设计计算；冲裁力的计算；压力中心的计算；卸料力的计算；冲裁间隙；凸、凹模刃口尺寸的计算；四，基于PRO/E的模具结构设计：PRO/E模具装配图与零件的建立；成果预测：根据生产需要和技术、经济要求，实现利用Pro/E软件对该零件的模具造型。要求能够实现所设计的模具结构紧凑、动作准确，连续性生产可靠，实现了自动化生产。所设计的模具结构简单、使用方便、精度高、寿命长、生产周期短、成本低廉。时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）2010.11.102011.12.05 收集相关资料，复习相关课本知识。 2011.12.052011.12.10 撰写开题报告。2011.12.112011.01.15 方案论证及总体结构的布局设计。 2011.01.162011.04.05 机器装配图及主要零件图的绘制。2011.04.052011.04.30 设计说明书的编写。 2011.04.302011.05.18 全面检查和修改毕业设计，定稿准备答辩开题论证小组意见 组长签名： 年 月 日专业委员会意见专业教研室主任签名： 年 月 日注：此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证记录学 部： 理工学部 学生姓名曹焱林学 号200741914301年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化专业(3)班指导教师姓名陈文凯指导教师职称副教授毕业论文（设计）题目微型电机定子片和转子片级进模设计论证小组质疑及指导意见学生回答简要记录论证小组成员签名 记录人签名： 论证时间： 2011 年4 月25 日 注：记录、签名栏必须用黑色笔手工填写。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）选题审批表专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目微型电机定子片和转子片级进模设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称： （）生产实际或社会实际 （ ）其他选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他选题完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文指导教师姓名陈文凯职称副教授是否主持或参与过科研课题（）是（ ）否选题依据（科学性、可行性论证）和内容简要冲压工艺在机电产品制造行业中应用广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造行业中占有重要的地位，提高冲模技术水平有利于获得优质、高效、低耗、廉价的产品，技术经济效果显著。为了提高学生的实际能力，培养社会急在设计中，我们要需的模具设计人才，我们从生产实际中选用了该毕业设计题目微型电动机零件的级进模具设计。求开发冲压新工艺以及采用计算机辅助设计与制造等新的设计方法，提高冲模设计和制造的水平。专业委员会意见专业委员会主任签名： 年 月 日注：1.请在选项前的“（ ）”内打“”；意见栏必须由相应责任人亲笔填写，不够填写时可另加页。湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 微型电机定子片和转子片级进模设计 MICRO MOTORS STATOR SLICE AND ROTOR PIECE OF PROGRESSIVE CUSTOM DESIGN 学生姓名： 曹 焱 林学 号： 200741914301年级专业及班级： 2007级机械设计制造及其自动化(3)班指导老师及职称： 陈文凯 副教授湖南长沙提交日期：20 年 月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要 1关键词 11 前言 21.1 模具概述 21.2 级进模概述 31.3 Pro/ENGINEER的基础知识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51.4 课题内容及选题意义 61.5 本章小结 72 微型电动机定子、转子片级进模设计 72.1 设计资料 7 2.2 设计步距与定距方式 7 2.3 排样图设计 82.4 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 2.5 压力机的选择 162.6 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38参考文献 39致谢 39 1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基本概述，冷冲压模具的发展状况以及特点,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、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 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 and 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 introduced, 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 primary parts of this die.Key words: Stator piece； Rotor piece；Progressive custom； Pro/E software； Stock lay1 前言34 1.1 模具概述模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发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发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，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。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、加工成本低、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，在冲压加工中材料表面质量不受破坏，故冲压件的表面质量好，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：分离工序和成形工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离；分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。冲压件的表面质量、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发展是十分重要的。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若干等距离的工位，在每个工位上设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工件某部分的加工。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；宽度过小则影响定位精度，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）等三部分组成。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，模具尺寸比较大，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：1） 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，若不采用级进模几乎是不能生产的。2） 级进模的设计和制造都比较费事，与其他模具相比，好象是成本高，但如果用许多单工序模代替一副级进模，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成本的较好措施。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、降低产品成本十分有利。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，具有操作安全的显著特点。对于工序复杂工件应首先考虑级进模。3） 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，模具自然也就比较大，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。1.3 Pro/ENGINEER的基础知识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，避免反复修正。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实体模型的正确性；2）应用3-D Layout可以确保设计品质及问题的排除；3）Pro/ENGINEER同步工程的架构可以缩短设计变更的时间；4）Pro/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 chart （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,也可以在模具模块部分做) 。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,得到了模芯部分的三维模型。在此基础上调用标准模架库完成模具结构的具体设计,如排气部分、冷却部分、导向部分、流道部分、顶出部分等。这些全部完成后把模芯部分的实体导入塑胶顾问,仿真模具的真实运行情况。在塑胶顾问中通过指定模具材料、成型条件、模具温度、射压等,系统自动产生最佳进浇点,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。如果一切都合乎要求,就可以将模芯部分的三维模型传到加工模块进行CNC 加工仿真,或者传到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。这些设置包括各项基本加工参数的设定,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、安全退刀平面、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,降低了模具制造成本。1.4 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，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）介绍了模具的发展状况、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 材 料：电工硅钢片，厚0.35mm 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基本尺寸就是两相邻工位的中心距。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；太厚的料则不适于侧刃冲切。（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。在本设计中，采用自动送料器定距的方式设定步距，由定子片的长为60mm，由表2-18查得：材料厚度为0.25-0.5的工件间的最小工艺搭边值为1.2mm1，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，若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，形状也比较复杂，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，故选用硅钢片卷料，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。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470-0.05mm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+0.050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，则转子片工件完成。定子片上、下的两个长形孔与48mm孔应当先冲哪个呢？若先冲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。第8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非工作部位，所以应采用单边切断的方法。2.4 主要计算2.4.1 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）。考虑到凸、凹模的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化以及材料厚度偏差等因素，实际所需的冲裁力还需增加30%，故选择冲床时的冲裁力（N）应为：F=1.3F0。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。（1） 第1工位：2个导正销孔周长L12816；中心轴孔周长L21010；定子片两端左侧2孔周长L3248；12个线槽孔周长：L412（86360）2224.51（93360）22（89360）1220.3421.52（4736）（13360）30 336.24（mm） L总L1L2L3L416108336.24443.05（mm） F0L总t443.050.3519029462.83（N） F1.3F01.329462.8338301.68（N）（2） 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t320.351906685.11（N）F1.3F01.36685.118690.64（N）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A（472）21734.89mm2。FAP1734.895086744.5（N），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A18444.84（mm2），则F1A1P444.845022242（N）。F2FF18690.642224230932.64（N）（3） 第3工位：转子片圆47mm的周长L4747。F0Lt470.351909818.76（N）F1.3F01.39818.7612764.39（N）（4） 第4工位：两端异形槽孔周长L2（70360）53.82（6）22（25360）65.8（130360）12188.05（mm）F0Lt188.050.3519012505.33（N）F1.3F01.312505.3316256.92（N）（5） 第六工位：定子片内孔及内孔与异形孔切通周长L1（110360）48222.9（70360）53.82176.10mm；定子片两端余料周长L2（86360）8422152622310.08mm； LL1L2176.10310.08486.18mmF0Lt486.180.3519032330.97（N）F1.3F01.331859.4942030.26（N）（6） 第8工位：定子片切断周长L54.79mmF0Lt54.790.351903643.54（N）F1.3F01.33643.544736.60（N） 共计F总38301.6830932.6412764.3916256.9242030.264736.60145022.49（N）2.4.2 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，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部分剖面的轮廓图；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+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：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；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.)(L1L2L3.)得： x025.13(31)25.13(31)336.24031.42012.572612.572612.573612.573625.136225.136212.579312.5793147.6512494.0318694.03186176.10248155.04248155.0424854.7927925.1325.13336.2431.4212.5712.5712.5712.5725.1325.1312.5712.57147.6594.0394.03176.10155.04155.04 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： F0145022.49（222424736.60）118043.89（N）查文献得F卸K卸F0 2 （4）F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，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0.0652。代入计算式求得： F卸K卸F00.05118043.895902.19（N） F推nK推F0=60.065118043.8946037.12（N）2.4.4 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，以至危及操作者的安全。本模具所使用的电工硅钢片，厚为0.35mm。查文献表2-10选择间隙，厚0.3mm的硅钢片板料最小间隙为0.03mm，厚0.5mm的板料为0.06mm，对于0.35mm的板料应选0.04mm；厚0.3mm的硅钢片板料最大间隙为0.05mm，厚0.5mm的板料为0.08mm，选取0.06mm。确定双面始用间隙为最大0.06mm，最小0.04mm2。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。（1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 在第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（dx）-凸0 （6） d凹（d凸Zmin）0+凹（dxZmin）0+凹 （7）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+0.018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（40.750.018）4 d凹（40.750.0180.04）4 对于80+0.022mm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（80.750.022）8 d凹（80.750.0220.04）8 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（100.750.027）10 d凹（100.750.0270.04）10 对于480+0.05mm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（480.750.05）48 d凹（480.750.050.04）48（2）落料凸、凹模刃口尺寸计算 在第3工位，转子片470-0.05mm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，凹模取正偏差。其计算式为： D凹（Dx）0+凹 （8） D凸（D凹Zmin）-凸0（DxZmin）-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（470.750.05）47 D凸（470.750.050.04）47（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（Amaxx）0+/4 （10） B类： Bj（Bminx）-/40 （11） C类： Cj（Cmin0.5）8 （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 bladea：对于4.10+0.018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（4.10.750.018）4.1b：对于4.490+0.018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（4.490.750.018）4.49 c：对于R10+0.014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： Aj（1.01410.014）1d：对于R0.50+0.014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： Aj（0.51410.014）0.5e：对于1.520+0.014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： Bj（1.5210.014）1.52f：对于3.350+0.018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（3.350.750.018）3.35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L1L3（25360）65.814.3，取0.05，查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj（14.310.05）14.3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L4L6（6）29.4，取0.02。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Aj（9.4210.02）9.4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L2（130360）1213.6，取0.01。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Aj（13.610.01）13.6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L5（70360）53.832.8，取0.06。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Bj（32.810.06）32.8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600-0.05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：Bj（59.9510.05）60对于15.60-0.05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：Bj（15.5510.05）15.6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L（91360）8466.7，取0.01。查文献表2-132，取x1，将数据带入公式得：Aj（66.710.01）66.7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：Bj（9010.05）90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：Bj（210.05）22.5 压力机的选择冲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、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。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成本低廉等优点，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，则应选用效率高、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145022.4946037.125902.19197（KN）；为了安全起见，防止设备超载，应按公称压力F压（1.6-1.8）F总的原则选取压力机，故F压1.8F总1.8197355（KN）。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：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： WxFt（0.40145022.490.35）100020.30（J）2.6 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。上模部分由上模座、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。下模部分由下模板、凹模基体以及各凹模镶块组成。2.6.1模架（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265（2）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：65mmA2：205mm其导柱：45230（GB2861.181）导套：4512548（GB2861.681）2.6.2 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部分，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，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，则弹簧数量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（2） 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。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，若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（1.559756.71）222185.20MPa弯 h最小（1.559756.71）4901/213.53mm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（1.516256.92）22250.38MPa弯 h最小（1.516256.92）4901/27.05mm 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（1.542030.26）222130.26MPa弯 h最小（1.542030.26）4901/211.34mm 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（1.54736.60）22214.68MPa弯 h最小（1.54736.60）4901/23.81mm 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，其目的是避免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Fig. 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 feet1 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，材料薄。经分析可知：查文献表2-51可知，其尺寸均为高级冲裁精度，需要采用IT7级以上的冲裁模，才能满足零件的精度要求。转子冲片冲裁工艺与模具设计中需要着重解决好以下几个问题：，工艺方案和模具结构应能保证能达到冲件所要求的精度；，冲模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），模具间隙极小（双面间隙最小为0.04mm）的特点；，冲裁模的强度和耐磨性应适应冲压材料强度高的特点。（2）分析比较和确定工艺方案转子线槽冲模可有以下三种方案：方案一：用两次工序进行冲压工序一冲10mm中心轴孔；工序二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300，依次冲出12个槽形。方案二：用两次工序进行冲压工序一冲10mm中心轴孔；工序二用冲槽模将12个槽形一次冲出。方案三：冲槽模和中心轴孔组成组合凸模，将中心轴孔和12个槽形一次冲出。现分析比较各个方案的优缺点：第一方案的特点是化整为零，将原先很复杂的外形分解成内孔和一个槽形两个形状简单的单元，从而简化了模具刃口形状，使模具制造简便。另外，各工序所需的冲压力小了，可以解决冲压设备吨位不够的问题。这个方案的缺点是需要二次冲压工序，且第二次工序又是单槽冲出，生产效率较低；在冲槽过程中要进行多次分度定位，操作不便（若有自动分度机构，则此缺点可以避免）；由于多次分度定位，槽形的同轴度与分度误差都较难达到高的精度。第二方案与第一方案基本相同。差异之处在于第二方案可一次冲出12个槽形，故槽的分度误差较第一方案小，能够满足槽形分度精度要求。但此方案在冲槽时，仍以内孔定位，同轴度要求仍较难保证。该方案在第二工序冲槽时，由于零件很小，操作是不安全的。第三方案由于将各工序组合在一起一次冲成，能保证较高的生产率，而且操作比较安全。再者，零件精度主要决定于模具制造精度，当采用高级精度（IT7级以上）冲裁模冲压本零件时，可以保证零件所要求的各项精度指标。此外，在冲裁时，弹性卸料板先将毛坯压紧，再进行冲压，因此剪切断面质量较高，工件平整。现在的问题是采用该方案后，凹凸模刃口1.52mm处（如图11所示）模壁是否过小而强度不够，查文献附录A11，电工硅钢的抗拉强度是230MPa，根据文献表11-21凹凸模最小壁厚a的参考数值，按1.5t情况，最小壁厚应为1.50.350.525mm，实际壁厚达1.52mm，故是安全的 。 图11 转子片Fig. 11 Rotor pieces以上三个方案分析比较结果表明，本零件采用第三方案最为适宜。（3）线槽凸模固定线槽冲模中，12个线槽凸模和中心轴孔凸模设计成组合凸模，其组合基体为圆柱形，用线切割机床加工出型孔，各槽形凸模和中心孔凸模以H7/n6的配合固联。组合基体外圆直径取65mm，用H7/n6的配合装在凸模固顶板上。组合基体上设有台阶作为垂直方向的固定，在线槽凸模外侧用齐缝销钉与凸模固定板固定防止转动。线槽凸模的固定方法不宜采用铆接的方法，因经常拆卸、更换对组合基体有损坏，其尺寸小又不能用螺钉固定。采用圆环卡圈的方法固定，在基体上加工出槽，圆形卡圈切割成两半，用圆环卡住后装入组合基体。查文献表10-241，中心圆柱凸模用圆柱头内六角螺钉M5固定在垫板上。在线槽冲模中要设置弹性顶料销（其规格查文献表10-591），防止冲孔的废料粘在凸模上。（4）线槽凸模和中心孔凸模长度计算 由于在本模具中，其垫板（H1）、凸模固定板（H2）、导向板（H3）、凹模基体（H4）为非标准件，先将其高度设计为：H110mm；H225mm；H318mm；H435mm。 查文献可知，凸模长度计算公式为： Lh1h2h3h1 （18） 式中 L凸模长度（mm） h1凸模固定板高度（mm； h2卸料板高度（mm）； h3导尺高度（mm）； h 附加高度。a：线槽凸模长度将数据带入公式可得：L251262770（mm）b：中心孔凸模长度查文献表10-521，选用B型圆凸模，其长度L70（mm）。（5）凸模强度校核1、压应力校核 查文献可知：对于圆行凸模：dmin4t压 1 （19） 对于其它各种断面的凸模：AminF压 1 （20）示中 dmin凸模最小直径（mm）； t料厚（mm） 抗剪强度（MPa）； F冲裁力（N）； Amin凸模最狭窄处的截面积（mm2） 压凸模材料的许用应力（MPa）。查文献表8-501，凸模材料Cr12MoV的压981-1569（MPa）由前可知=190MPa。a：冲槽凸模压应力校核冲槽凸模压应力校核应采用式20计算，由前计算可知：12个线槽的总长L336.24mm，故F1.3Lt1.3336.240.3519029067.95（N）AminF压29067.9598129.63（mm2）线槽凸磨截面积： A（4.1026.366.5）49.54（mm2） AAmin 故满足设计要求b：冲中心孔凸模压应力校核冲中心孔凸模压应力校核应采用式19计算，将数据带入得：dmin4t压（40.35190）9810.27mm中心孔直径d10mm，ddmin ，故满足设计要求。 2、弯曲应力校核 本模具中，各凸模均带有导向装置。查文献1可知，对于有导向装置的凸模应采用： 对于圆形凸模：Lmax（270d2）F1/2 （21） 对于其它各种断面的凸模：Lmax1200(JF)1/2 （22）式中Lmax允许的凸模最大自由长度（mm）； d凸模的最小直径（mm）； F冲裁力（N）； J凸模最小横断面的轴惯矩（mm4）。查文献表10-181，矩形截面J的计算式为：Jbh312。a：冲槽凸模弯曲应力校核冲槽凸模弯曲应力应采用式22计算，冲槽凸模横截面近似看成矩形，J（8.54.1312）12585.83（mm4），将数据代入式中得：Lmax1200(JF)1/21200（585.8329067.95）1/2170.36mmL Lmax，故满足设计要求b:冲中心孔凸模弯曲应力校核冲中心孔凸模应采用式21计算，由前计算可知F1.3Lt1.3100.351902715.83（N），将其数据带入公式得： Lmax（270102）2715.831/2518.09（mm）L Lmax，故满足设计要求（6）凸模垫板承压计算 圆形凸模承受面的压应力压，按下式计算： 压FA4FD2压 （23）式中 F冲裁力（N）； A承压面积（mm2）； D凸模承压面的直径（mm）； 压许用压应力（MPa）。 对于冲孔凸模，将其数据带入得： 压42715.833.141517211.97（MPa）压 故满足设计要求本工位的卸料板（包括第1、2、3共3个工位）厚12mm，其线槽形孔与组合基体用同一程序由线切割机床加工，查文献表7-92，其配合间隙取0.05mm。与组合凸模对应的凹模设计为局部凹模，凹模用自身台阶和齐缝销钉固定在凹模板上，凹模板用销钉和螺钉与垫板和下模板固定，凹模刃口以下的漏料部分用扩大型孔的方法，采用电火花机床加工。2.7.2 校正模设计线槽孔冲孔后，工件平直度降低，特别是刃口部位的毛刺，会影响电动机组装和下线质量，故设置校平工序，以提高工件质量。校平是用足够的压力在两板间加压，校平压力的大小与压力机装模时的调整有直接关系，压力大小对调整量极其敏感，因为这种力是滑块到达下止点后，靠压力机机身的变形形成的压力。在本模具中需要调整的项目很多，不能采用上述方法控制校平力的大小，故采用弹性体限定校平压力的大小。碟形弹簧具有行程小、压力稳定、载荷大、体积小的特点，适于这种结构。由前计算可知，校平力为22242N。查文献附录C32，选用10号碟形弹簧，外径50mm，厚3mm，允许变形0.83mm，最大负荷12000N，采用双片组合，其载荷增大一倍。为增加变形量选用4组、共8片弹簧。由表中可以查出，当力为22242N时，单片弹簧压缩量为0.77mm，在允许的变形范围内，可满足校平力要求。校平模的上模是装在卸料板上的，圆形校平模板需淬硬使用。下模是线槽形状的凸模，起尺寸比线槽凸模各方向均大1mm，12个线槽校平模以动配合装在导板内，结构如图12所示。 图12 校平下模Fig.12 Leveling lower custom1凹模板 2校平模 3上压板 4碟形弹簧 5弹簧导杆6凹模 7下压板 8钢板下模座碟簧中间导杆直径25mm，制成专用螺钉，螺纹部位为M14，装配时，调整垫片厚度，拧紧螺栓，使其预压缩2.38mm，此时预紧力约10000N，用螺栓实现这个力是不困难的。线槽校平模露出凹模平面0.5mm，作为校平的工作行程，这个高度对条料送进没有影响。2.7.3 小凸模设计第1、2工位还有两种共10个圆形冲孔，孔径为4mm和8mm，属于细小圆凸模。查文献表10-511和表10-521，孔径为4mm的凸模选用A型圆凸模，其长度L为70mm，孔径为8mm的凸模选用B型圆凸模，其长度L为70mm。凸模工作部分穿过卸料板，卸料板装有精密的导向装置，对细小凸模具有有效的保护作用。（1）凸模强度校核1、压应力校核：a：4mm凸模压应力校核由前可知，4mm凸模压应力校核应采用式19校核，将其数据带入得：dmin40.351909810.27（mm）满足设计要求b：8mm凸模压应力校核由前可知，4mm凸模压应力校核应采用式19校核，将其数据带入得：dmin40.351909810.27（mm）满足设计要求 2、弯曲应力校核：a：4mm凸模弯曲应力校核由前可知，4mm凸模弯曲应力校核应采用式21校核，其F1.3Lt1.33.141540.351901086.33（N），将其数据带入公式得：Lmax（27042）1086.331/2131.07（mm） L Lmax，故满足设计要求b：8mm凸模弯曲应力校核由前可知，8mm凸模弯曲应力校核应采用式21校核，其F1.3Lt1.33.141580.351902172.66（N），将其数据带入公式得：Lmax（27082）2172.661/2370.72（mm） L Lmax，故满足设计要求（2）凸模垫板承压计算 由前可知，圆形凸模承受面的压应力压，按式23计算：a：4mm凸模承受面的压应力压将其数据带入公式得： 压41086.333.14159217.08（MPa）压 故满足设计要求b：8mm凸模承受面的压应力压将其数据带入公式得： 压42172.663.141515212.30（MPa）压 故满足设计要求2.7.4 转子片落料模设计 在第3工位，转子片47mm落料，落料凸模制成带台圆凸模，用凸模固定板固定。凸模中心装有导正销，利用工件中心的10mm孔导正，防止产生线槽孔与中心孔的位置偏差。凸模上沿35mm的圆周上设置2个弹性顶料销，目的是使导正销与工件分离，防止工件随凸模上升。 现将凸模d设计为47-0.097-0.077mm,D设计为55mm。冲孔时孔径与凸模相同，落料时工件外径与凹模尺寸相同，凹模孔内径按47-0.040-0.010mm制作，凹模设计为镶套结构，外径为60mm的带台筒状件，与凹模板成H7/m6配合。（1）落料凸模长度计算 由前可知，其凸模长度计算式为18。将其数据带入得：L251262770（mm）（2）落料凸模强度校核1、压应力校核：由前可知，47mm凸模压应力校核应采用式19校核，将其数据带入得：dmin470.351909813.19（mm）满足设计要求2、弯曲应力校核：由前可知，47mm凸模弯曲应力校核应采用式21校核，其F12764.39（N），将其数据带入公式得：Lmax（270472）12764.391/25279.08（mm） L Lmax，故满足设计要求（3）凸模垫板承压计算由前可知，圆形凸模承受面的压应力压，按式23计算： 将其数据带入公式得： 压412764.393.14155824.83（MPa）压 故满足设计要求2.7.5 异形孔冲模设计第4工位冲定子片两端异形槽孔，第5工位为空工位，此两工位在凸、凹模分段中分为同一段。冲定子片异形槽孔时，应保持48mm圆周的完整性，异形孔内侧以53.8mm的圆弧封闭，两凸模用线切割机床制成直通凸模，应采用销钉法固定。凹模用线切割机床加工型孔，用铣床扩大漏料孔。凹模与第3工位相接处要向内让出，以使第3工位的凹模壁具有足够的强度。第5工位凹模从中线划分，一半与第4工位联体，另一半与第6工位联体。（1）异形孔凸模长度计算由前可知，其凸模长度计算式为18。将其数据带入得：L251262770（mm）（2）异形孔凸模强度校核1、压应力校核：由前可知，异形孔凸模压应力校核应采用式20，由前计算，F16256.92（N），带入数据可得：Amin16256.9298116.57（mm2）而单个异形孔面积A（70360）（65.82）2（53.82）232（62）2190.89（mm2）A Amin，故满足设计要求。2、弯曲应力校核由前可知，异形孔凸模弯曲应力校核应采用式22计算，将异形孔凸模断面近似看成一个矩形，其b54mm,h6mm。故：J1bh312(5463)12 972（mm4）J97221944（mm4）将其数据带入公式得：Lmax1200(194416256.92)1/2414.96（mm）L Lmax，故满足设计要求。2.7.6 切废模设计第6工位是冲48mm定子片内孔和切除定子片两端圆弧余料。该工位凸模由3部分组成，中间是48mm内孔凸模，两侧是圆弧切断凸模。中间凸模冲裁左、右两断48mm圆周，并与两个异形孔切通。该凸模形体较大，设计为直通凸模，用2个M10螺钉固定在垫板上，并用凸模固定板固定。两侧的切圆弧凸模，用于切断圆弧和两侧直线部分，受侧向力影响大，依靠卸料板导向抵消侧向力，凸模用M10螺钉吊装在垫板上，再由凸模固定板固定。凹模是整体的，共有三个型孔，切掉的废料分别从各型孔中漏出。（1）凸模长度计算 1、内孔凸模长度：由前可知，其凸模长度计算式为18。将其数据带入得：L251262770（mm） 2、两侧圆弧切断凸模：由前可知，其凸模长度计算式为18。将其数据带入得：L251262770（mm）（2）凸模强度校核 1、压应力校核：a：内孔凸模压应力校核由于内孔凸模冲裁48mm内孔后，还与两个异形孔切通，故应采用式20校核，由前计算可知：F1.3Lt1.3176.100.3519015223.85（N）将其数据带入公式得： Amin15223.8598115.52（mm2）而内孔面积AR23.1415（482）21809.50（mm2）A Amin，故满足设计要求。b：两侧圆弧切断凸模压应力校核由前可知，两侧圆弧切断凸模压应力校核应采用式20校核，由前计算可知：F1.3Lt1.3310.080.3519026806.42（N）将其数据带入公式得： Amin26806.4298127.33（mm2）在两侧圆弧切断凸模内作一个矩形，其长度b62mm，h3mm。面积Abh623186（mm2）A Amin，故满足设计要求。 2、弯曲应力校核：a：内孔凸模弯曲应力校核由前