毕业设计（论文）-微电机定、转子片级进模的设计.doc

全套图纸加扣 3012250582编号： 毕业设计说明书题 目： 微电机定、转子片级进模 的设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2016年6月3日全套图纸加扣 3012250582V摘 要模具是现代制造业中的特殊工艺装备，各个行业都有直接或者间接的需要。模具设计技术水平的高低影响着工业产品的质量、成本和更新换代的速度。而级进模是一种先进同时又高效的模具，适用于各种结构复杂的零件，实现自动化、半自动化生产。本设计是微电机定、转子片级进模的设计，由于定子片、转子片的特性，使用了纯冲裁多工位级进模。设计中通过查阅资料，依照标准，参考实例制定了设计方案，进行零件工艺性的分析，选择了最优的工艺方案，介绍并计算了如冲裁力，冲裁压力中心，凸凹模刃口尺寸，凸凹模校核等工艺参数。对模具进行总体设计，进行了主要零部件的设计，绘制了模具的二维装配图，各主要零件的零件图，三维装配体。本设计通过对微电机定、转子片级进模的设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。关键字：级进模；定子片；转子片AbstractMold is a special modern manufacturing technology and equipment, all sectors have a direct or indirect needs. Mold design technology level of impact on the quality of industrial products, and the cost of the replacement rate. The progressive die is an advanced and efficient at the same time the mold for a variety of complex parts, automated, semi-automated production.This design is a micro-motor stator and rotor sheet progressive die design stage, which use of pure punching multi-position progressive die due to the characteristics of the stator sheet piece rotor. Design through access to information, in accordance with the standard reference design examples developed for analysis of parts of the process and choose the best technology programs, such as the introduction and calculate blanking force, pressure center punching, punch edge dimension , punch calibration of process parameters. The overall design of the mold, the main components were designed and drawn two of the mold assembly drawing, part of the main parts, the 3D assembly.This design through the design of micro-motor stator and rotor sheet progressive die, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.Keywords: progressive die; the stator films; rotor sheet目 录1引言12冲裁工艺分析23确定工艺方案及模具结构34零件的排样设计44.1零件排样的作用44.2零件的排样形式44.3零件的排样图54.4材料的利用率65冲裁力的计算75.1冲裁力的计算75.2卸料力、推料力的计算105.3压力机吨位的确定115.4冲压模具压力中心的计算116冲裁模间隙的选择137冲裁凸模、凹模刃口尺寸公差的计算147.1凸模、凹模刃口尺寸计算原则147.2凸模、凹模尺寸公差的计算方法147.3凸模、凹模尺寸公差的计算168凸、凹模的结构设计248.1凸模结构的设计248.2凸模强度的校核268.3凹模结构的设计289主要零部件设计319.1材料的选择319.2模架的设计319.3导柱、导套的设计319.4模柄的设计329.5卸料装置的设计329.6导料、托料装置339.7步距精度与定距装置3510其他零部件设计3610.1固定板3610.2垫板3610.3螺钉和销钉3611压力机的选用3711.1模具的闭合高度3711.2压力机的选用3712模具装配图3813结论40谢 辞41参考文献42附 录43全套图纸加扣 3012250582第45页 共44页1 引言模具工业在现代制造业中的地位越来越重要，模具设计技术水平的高低直接影响着工业产品的质量、成本和更新换代的速度，而模具设计技术水平的高低最终体现在模具结构上。多工位级进模是冲压模具的其中一，它是在模具内，根据零件的外形，合理的设置出几个等距离的工位，每个工位设置一定的冲压内容。条料在自动送料装置的控制与输送下，逐个工位进行冲压，在完成所有的工位后，将得到一个完整的冲压零件。而且多工位级进模还能完成连续的冲压、弯曲、拉深、成型等工艺。因此，对于一个结构复杂的零件来说，可以仅靠一副多工位级进就能完成全部形状的冲压。由于各种历史原因，以往中国模具工业对于现代工业发展的新形势没有准备，无论是在设计、制造技术和生产能力，或是在管理水平上，模具行业都远远没有满足国家的需求，严重影响了国有工业产品的品种，减弱了其在跨国流通方面的影响力。但是，近年来，中国的模具进口量呈明显下降的趋势，并且出口量逐年递增，有赶超的趋势。复杂、精密、高效、可靠性高的国产模具质量也每年都提高到一个新的程度上，反映了多工位级进模的制造工艺越来越多，自动冲压技术得到了普遍使用。我国模具技术发展迅速，在模具制造方面结出了令人惊喜的果实，这将大大提高我国的综合国力。一般情况下，多工位级进模的结构比较复杂，模具对于制造精度有一定的高标准，所以多工位级进模的设计师需要考虑的方面很多。在本设计中，从零件的排样图开始，到模具材料的选择，凸模凹模的设计，整体结构的设计等等各方面来一步步设计微电机定、转子片的级进模。2 冲裁工艺分析零件名称：微电机定子、转子片；零件材料：硅钢片；零件厚度：0.35mm；生产量：大批量；微电机定、转子零件图如图2-1所示，在电机生产中，定子片和转子片需要同样的数量来叠装，而且定子片的内径比转子片的外径大1mm，其具备了成套冲裁的条件。根据零件图初步分析，微电机定、转子片的形状复杂，异形槽、圆孔很多，要求有很高的精度与同轴度，如果使用单工序模或者复合模不可以同时冲出这两个零件并且满足基本的条件，所以选择使用级进模来完成冲裁。根据零件外形分析，仅需要冲孔、落料这些冲裁工序，因此为多工位纯冲裁级进模。根据零件图要求，转子中心圆孔、转子外圆、定子内孔、定子外圆轮廓有精度要求，标注了尺寸偏差，按照其标注来设计计算尺寸精度。图2-1 零件图3 确定工艺方案及模具结构根据零件的冲裁工艺分析，虽然零件结构复杂，小孔多，但是仅仅有冲孔和落料两个冲裁步骤，属于纯冲裁零件，根据这两个步骤的先后顺序，可以得到下面四种方案：（1）先落料，然后再冲孔，使用单工序模冲裁；（2）先冲孔，然后再落料，使用单工序模冲裁；（3）先冲孔后落料，复合模冲裁；（4）级进模冲裁。 方案（1）、（2）采用的是单工序冲裁模，此零件生产批量大，如果单纯用单工序冲裁模，加工一对零件就要6副冲裁模，生产效率低下。而且零件要求的精度高，分开多个模具加工容易产生加工误差的累积，所以不采用。方案（3）采用的是复合冲裁模，在复合模中可以同时完成如转子片的冲孔与落料，结构不算复杂，冲裁出一对定、转子片只需要2副模具，效率比单工序冲裁模高，此方案可采用。方案（4）采用的是级进模，级进模的一副模具中拥有多个工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两道或两道以上的冲压工序。因为微电机的定子片、转子片生产批量比较大，为了更好的提高生产效率，可以采取多工位级进模和自动送料装置，形成自动化冲压加工，降低生产强度与成本。此方案可采用。通过对上面四个方案的分析，复合模和级进模的方案都适合采用。两种模具进行对比，虽然级进模的结构较复杂，单副模具成本也更高，但是一副模具就能完成成对零件的冲裁，有效的提高了生产效率。最终采取方案（4）级进模冲裁。4 零件的排样设计4.1 零件排样的作用零件排样是模具设计的关键步骤，通常情况下，使用级进模的零件结构较为复杂，所以排样也是难点。排样方式的区别，关系到材料的利用率、零件的生产效率、模具结构与制造的复杂程度，和模具的使用寿命2。而且普通冲压模的排样远远没有级进模复杂，因此级进模的零件排样是重中之重，也是在完成多其设计所要做的第一个步骤。排样完成后，就得到以下信息：（1）多工位级进模具一共有多少个工位；（2）零件各部分在模具中的冲裁顺序，即哪些部分先进入模具，哪些部分被首先冲裁，哪些部分随后冲裁；（3）各个工位的内容，多工位级进模中各个工位安排什么工序，具有什么样的性质，完成什么样的冲裁；（4）零件的排样类型是单排、双排、还是多排，每一次冲裁可以得出多少个零件；（5）级进模的送料步距的大小，即相邻两个工位间的距离的大小；（6）材料利用率，零件不同的排样方式，就会有不同的材料利用率，材料利用率关系到成本这一个设计的关键项，如何提高材料利用率，也是模具设计的重要一环；（7）导料方式、浮料销还有导正销的具体位置。（8）零件排样的载体形式，即是采用无载体排样、边料载体排样、单边载体排样、双边载体排样、还是中间载体排样这些其中的哪一种载体形式，以及送料方式，从哪个方向开始送料；（9）条料的尺寸，如宽度、厚度、载体的尺寸大小等；（10）模具的基本结构，凸模和凹模的位置，多种零件的安放位置。 4.2 零件的排样形式微电机定子和转子片在使用时需要成对使用，并且许多数对一起叠装，定子片的内直径又大于转子片的外直径，而且它们尺寸精度高，对冲裁有一定的要求。（1）排样形式的初步选择根据零件特点，初步选择单排，选择双边载体排样，步距为定子片的宽度。因为微电机定子片、转子片的零件整体形状大致呈矩形，厚度较薄，要求精度高，所以可选用单排形式，在零件两侧设置适当宽度的载体，利用导正销双边导正。虽然会降低材料利用率，但是较好的保证了模具能满足强度弱的薄板类零件的精度要求。（2）载体的选择与确定双边载体宽度的确定可根据表4-1来进行。表4-1 载体参数材料厚度 0.33.0越大越好1.52.51.00.54.05.02.03.03.51.00.50.30.63.01.52.51.01.51.04.05.02.03.04.01.01.51.00.60.84.02.03.01.52.01.05.06.02.03.04.01.52.01.50.81.24.02.03.01.52.01.55.06.02.53.04.01.52.01.51.21.64.03.04.03.04.02.06.07.03.04.05.03.04.02.0材料厚度，定子片长，考虑到零件小孔较多，为了避免凸模凹模与模具零件的干涉问题，需要预留足够的宽度，选择双边载体，载体宽度。此时条料宽度，步距。4.3 零件的排样图图4-1 零件排样图综上分析，初步制定该零件的排样图，如图4-1所示，设计为八个工位，其中适当使用两个空工位，每个工位需要冲压的内容如下所示。 冲2个导正销孔，冲定子片左侧2个小孔，冲转子片的槽； 冲定子片右侧2个小孔，冲转子片的中心孔，冲定子片两端的中孔； 转子片落料，冲定子片角部工艺孔； 冲定子片两端的异形孔； 空工位； 冲定子片内孔，切除定子片两端的条料废料； 空工位； 定子片切断。初步设计步距为，与定子片的宽度相等，能充分利用条料。4.4 材料的利用率材料利用率就是使用零件面积与一个步距内条料面积的比值，材料利用率的大小直观的体现了这种排样方式的经济性，它可以用以下的式子来计算： （4-1）式中 零件面积，； 一个步距内的零件数； 条料宽度，； 步距，。由于零件异形孔较多，人工计算较复杂，直接使用CAXA电子图板求取零件面积，得到，采用单排排样，条料宽度，。则可以计算出一个步距内的材料利用率：5 冲裁力的计算5.1 冲裁力的计算冲裁力按照下面的公式来计算： （5-1）式中 冲裁力，； 安全系数； 冲裁周边总长，；材料厚度，；材料抗剪切强度，。在实际生产中，模具的润滑程度，以及材料厚度等等因素的不同会影响其凸模的机械性能，凸模刃口在长时间使用后会发生磨损，冲裁间隙的尺寸产生波动，所以必须设置一个安全系数，一般按经验取。根据GB/T 2521-2008 冷轧取向和无取向电工钢带（片）19，可查询到厚度为的硅钢带的抗拉强度（见表5-1），由于没有指定硅钢片牌号，所以选取中间值，根据经验，钢材的抗剪强度可以按抗拉强度的0.650.8倍选取，即 取其平均值，则。表5-1电工钢带（片）力学性能牌号公称厚度()抗拉强度()伸长率()35W2300.354501035W25044035W2704301135W30042035W3304101435W36040035W4003901635W440380根据零件的排样图里各工位内容的先后顺序，按照式（5-1）分开计算各个凸模的冲裁力，接着相加取其总和得到总的冲裁力。因为异形孔冲裁周长计算复杂，直接使用CAXA进行测量得到周长结果，计算如下：（1）导正孔凸模冲裁力：（2）定子左侧小孔凸模冲裁力：（3）转子槽凸模冲裁力：（4）定子右侧小孔凸模冲裁力： （5）转子中孔凸模冲裁力：（6）定子两端中孔凸模冲裁力：（7）定子边角工艺孔凸模冲裁力： （8）转子落料凸模冲裁力：（9）定子两端异形孔凸模冲裁力：（10）定子中心孔凸模冲裁力：(11)切除定子片两端废料凸模冲裁力： （12）定子片切断凸模冲裁力根据上述各个凸模冲裁力的计算，可以得到总的冲裁力： 5.2 卸料力、推料力的计算在一个零件中，条料的厚度，材质，冲裁的周长或者凸模凹模的表面精度等等的不同，都会影响到卸料力、推料力和顶件力大小变化，很难也没有必要取得精确的数值，一般情况通过下式计算：卸料力 （5-2）推料力 （5-3） 顶件力 （5-4）式中 冲裁力，；卸料力系数；推料力系数；顶件力系数；同时卡在凹模内的冲裁件个数；其中同时卡在凹模内的冲裁件数可以通过式子 求出，式中为凹模洞口的直刃壁高度，；为条料厚度，。常用材料的卸料力、推料力可以根据表5-2选取。表5-2 、值料 厚钢0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0630.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03铝、铝合金0.0250.08 0.30.07紫铜、黄铜0.020.060.030.09纯冲裁级进模使用自然落料的方式，不需要计算顶件力。（1）卸料力的计算根据式（5-2）和表5-2，有（2）推件力的计算根据式（5-3）和表5-2，有5.3 压力机吨位的确定压力机的吨位必须大于或等于各种冲压工艺力的总和。本设计中，多工位级进模使用弹性卸料装置，存在推件力和卸料力，则的计算如式（5-5）： (5-5) 根据，所选压力的吨位约为。5.4 冲压模具压力中心的计算级进模的压力中心，就是作用在各个工位上的冲裁力的合力的作用点。为了确定模柄的位置，使压力机滑块投影在压力中心上，就需要计算压力中心。如果模柄不能覆盖压力中心，会导致冲裁过程中的偏心负载产生，大大影响模具寿命。压力中心的计算依据有： （1）对于简单的对称性零件，其几何中心就是压力中心； （2）对于结构对称的零件，压力中心就是零件的对称中心； （3）对于形状复杂的零件，可用解析法求出压力中心。解析法就是根据合力对坐标轴线的力矩，等于各分力对同一坐标轴线的力矩之和，得到压力中心的坐标位置为1 （5-6） （5-7）式中 压力中心到轴的距离，； 压力中心到轴的距离，；图5-2 解析法求压力中心在本设计中，排样的数据如图5-2所示。通过对条料排样观察，发现排样是关于中轴线对称的，因此压力中心就在中轴线上。以中轴线为轴，材料送进方向为轴正方向。第一工位起始的边界为轴，竖直向上为轴正方向。那么压力中心的在轴，上，坐标为。 根据公式公式(5-6)，有： 压力中心的坐标为。6 冲裁模间隙的选择冲裁间隙通常根据经验法来确定，对于一些精密的制件可以按照表5-1来选取双面间隙值。表6-1 金属材料冲裁模刃口双面间隙值材料厚度软铝紫铜黄铜软钢（0.08%0.2%C）硬铝、硅钢片、中等硬度钢（0.3%0.4%C）硬钢（0.5%0.6%C）初始间隙值0.20.0080.0120.0100.0140.0120.0160.0140.0180.30.0120.0180.0150.0210.0180.0240.0210.0270.40.0160.0240.0200.0280.0240.0320.0280.0360.50.0200.0300.0250.0350.0300.0400.0350.0450.60.0240.0360.0300.0420.0360.0480.0420.0540.70.0280.0420.0350.0490.0420.0560.0490.0630.80.0320.0480.0400.0560.0480.0650.0560.0720.90.0360.0540.0450.0630.0540.0720.0630.0811.00.0400.0600.0500.0700.0600.0800.0700.090根据表6-1，对于厚度的硅钢片，取厚度为和硅钢片的双面间隙值的平均值，可以得其双面间隙值为，转子片中孔孔以及转子片的12个槽孔有较高的精度要求，而且冲裁后就不再进行重复加工，所以双面间隙取最小值，其余的没有具体要求，可以取最大值。7 冲裁凸模、凹模刃口尺寸公差的计算7.1 凸模、凹模刃口尺寸计算原则在冲模的生产加工过程中，落料零件的外形尺寸是由凹模的刃口尺寸决定的，而冲孔零件的内孔尺寸是由凸模刃口尺寸决定的。对于这个情况，有以下的原则来选择如何进行刃口尺寸的确定。（1）零件落料时，首先要确定的是凹模的刃口尺寸，其尺寸应该与零件的下偏差差别不大。而凸模的刃口尺寸应小于凹模的刃口尺寸，数值应该是一个最小合理间隙；（2）零件冲孔时，首先要确定的是凸模的刃口尺寸，其尺寸应该与零件的上偏差差别不大。而凹模的刃口尺寸应于凸模的刃口尺寸，数值应该是一个最小合理间隙；凸模和凹模的制造公差还取决于零件的精度等与外形轮廓，一般情况下，其精度要高于零件的精度23级。如果零件没有标注具体的尺寸公差，对于圆形零件就可以按照IT6IT7级选择模具。7.2 凸模、凹模尺寸公差的计算方法当零件是异形或者凸模、凹模之间的配合间隙较小时，最好使用配怍法加工，先成形出其中一个凸模或者凹模，在此基础上加工出另一个，使它们得到应有的间隙值。如果使用配作法，此刻需要对第一个加工的基准凸模或者凹模的图样上标注基本尺寸及制造公差；而第二个加工的凹模或者凸模，则只需要标注基本尺寸，但是不用标注公差，不过要在零件的技术要求栏里写上按件调配成双面间隙。使用配合加工法的凸模或者凹模时，一般情况下有三类尺寸，A类磨损后会增大，B类磨损后会减小，C类磨损后不变1。（1）圆形凸、凹模刃口计算公式落料凸模 （7-1）凹模 （7-2）冲孔凸模 （7-3）凹模 （7-4）式中 、落料凸模、凹模的直径，； 、冲孔凸模、凹模的直径，； 落料零件的最大尺寸，；冲孔零件的最小尺寸，； 零件公差，； 磨损系数，一般取； 、凸模、凹模的制造公差，； 凸模、凹模的合理冲裁间隙，。（2）配作法凸、凹模尺寸计算公式磨损后增大尺寸落料凹模 （7-5） 落料凸模 （7-6） 冲孔凸模 （7-7） 冲孔凹模 （7-8）磨损后减小尺寸 落料凹模 （7-9） 落料凸模 （7-10） 冲孔凸模 （7-11） 冲孔凹模 （7-12）磨损后不变尺寸 落料凹模 （7-13） 落料凸模 （7-14） 冲孔凸模 （7-15） 冲孔凹模 （7-16）式中 、凹模尺寸，； 、凸模尺寸，； 零件的最大尺寸，；、零件的最小尺寸，； 零件公差，； 磨损系数； 、凸模、凹模的制造公差，； 凸模、凹模的合理冲裁间隙，。对于模具制造公差，一般情况下可以通过经验按照IT6IT7级精度取值，也可以取，。磨损系数具体值见表7-1。表7-1 磨损系数材料厚度非圆形圆形零件公差0.160.360.20.420.240.50.30.6系数10.750.50.750.57.3 凸模、凹模尺寸公差的计算根据排样图可以发现需要计算刃口尺寸的凸、凹模有导正孔，转子片槽孔，转子片中孔，转子落料外圆，定子片侧孔，定子片角部工艺孔，定子片两端中孔，定子片两端异形孔，定子片中孔，定子片外圆，切断凸模。其中，定子片侧孔，定子片角部工艺孔都是的小孔，没有具体精度要求，可以使用同一种凸模。通过对有精度要求的尺寸进行查表计算，发现各精度等级中，转子片中孔为IT8级，转子片外圆为IT9级，定子片内孔为IT9级，定子片落料外圆为IT8级。因此对于有精度要求的尺寸的模具制造公差、取为，其余没有精度要求的尺寸的模具制造公差按IT6级计算。根据表5-1，取冲裁双面间隙。（1）转子片中孔 转子片中孔为冲孔件，属于磨损后减小尺寸，标注为，根据表7-1，取磨损系数。查精度等级表，属于IT8级精度，对于制造精度要求较高的转子片中孔，取凸模制造公差，取。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模为基准制造冲模，有 冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-1。图7-1 转子片中孔刃口尺寸（2）转子片槽孔转子片槽孔为冲孔件，因其冲槽后不做二次加工，且不允许有太多的毛刺，取IT8级精度，根据表7-1，取磨损系数。对于制造精度要求较高的转子片中孔，取凸模制造公差。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模为基准制造冲模，有磨损后减小的尺寸磨损后基本不变的尺寸冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-2。图7-2 转子槽刃口尺寸（3）转子片外圆转子片外圆为落料件，属于磨损后增大尺寸，标注尺寸为，。根据表7-1，取磨损系数。查精度等级表，属于IT9级精度，对于制造精度要求较高的转子片外圆，取凸模制造公差，取。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凹模基准制造冲模，有落料凸模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凹模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-3。图7-3 转子片外圆刃口尺寸（4）导正孔 导正孔为冲孔件，属于磨损后减小尺寸，标注尺寸为，取IT8级精度，。根据表7-1，取磨损系数。模具制造公差按IT6级计算，取凸模制造公差。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模基准制造冲模，有冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-4。图7-4 导正销刃口尺寸（5）定子片两侧小孔、定子片角部工艺孔定子片两侧小孔、定子片角部工艺孔为冲孔件，属于磨损后减小尺寸，标注尺寸均为，取IT9级精度，。根据表7-1，取磨损系数。模具制造公差按IT6级计算，取凸模制造公差。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模基准制造冲模，有冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-5。图7-5 定子片侧孔、角部工艺孔刃口尺寸（6）定子片两端中孔定子片两端中孔为冲孔件，属于磨损后减小尺寸，标注尺寸为，取IT9级精度，。根据表7-1，取磨损系数。模具制造公差按IT6级计算，取凸模制造公差。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模基准制造冲模，有冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-6。图7-6 定子片两端中孔刃口尺寸（7）定子片两端异形孔定子片两端异形孔为冲孔件，取IT9级精度。根据表7-1，取磨损系数。模具制造公差按IT6级计算。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模基准制造冲模，有磨损后减小的尺寸磨损后增大的尺寸冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-7。图7-7 定子异形孔刃口尺寸 （8）定子片内孔定子片内孔为冲孔件，属于磨损后减小尺寸，标注为，。根据表7-1，取磨损系数。查精度等级表，属于IT9级精度，对于制造精度要求较高的定子片内孔，凸模制造公差，取，其余的按照模具制造公差IT6级计算。根据7.2的计算方法，使用配作法，以凸模基准制造冲模，有磨损后减小的尺寸磨损后基本不变的尺寸冲孔凹模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凸模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-8。图7-8 定子片内孔刃口尺寸 （9）定子片外圆定子片外圆为落料件，标注为，由两个一模一样的凹模加工，所以取半径，。根据表7-1，取磨损系数。查精度等级表，属于IT9级精度，对于制造精度要求较高的定子片外圆，凸模制造公差，取，其余按照公差等级表选取。根据7.2的计算方法，有磨损后增大的尺寸落料凸模标注基本尺寸后，不再标注公差，在零件的技术要求栏里写上刃口尺寸根据凹模调配成双面间隙（）。具体尺寸如图7-9。图7-9 定子外圆刃口尺寸8 凸、凹模的结构设计8.1 凸模结构的设计凸模的结构各种各样，接下来从每个工位所需凸模的大小、圆形异形、强度等等情况的不同来分析凸模参数的设计。（1）转子槽凸模转子槽凸模是一个异形凸模，槽与槽之间的间距很小，不适合设计成台阶式凸模，只能设计成直通式凸模，但是也不适合使用普通的直通式凸模的固定方法。现在把12个切槽凸模设计成凸模组，在凸模的内侧开槽，嵌入压板同时固定住12个凸模。如此一来能够固定凸模，同时又不会因为经常拆卸而损伤凸模固定板，转子槽凸模外形如图8-1。 图8-1 转子槽凸模（2）小孔凸模 在前3个工位上，需要冲出11个小圆孔，它们的直径在之间，属于细小圆凸模。于是可以把它们设计成台阶式凸模，凸模尾部带有台肩，台肩卡进凸模固定板，与凸模固定板的配合为，靠凸模固定板的压紧固定。具体尺寸根据标准设计，凸模外形如图8-2。凸模刃口部分通过卸料版，卸料版对其具有保护作用。图8-2 小孔凸模 （3）转子片落料模转子片落料凸模的直径为，直径较大，做成直通式凸模，使用M8的内六角螺钉固定，螺钉上加垫圈锁紧，外形如图8-3。图8-3 转子落料凸模（4）异形凸模 定子片两端有异形凸模，外形如图8-4。对于异形凸模，一般情况下采用线切割制造，做成直通式，使用销钉穿过整个凸模来固定。在冲出异形孔的时候，应该要精确定位，保护好圆周的完整性。图8-4 异形孔凸模（5）定子片内孔凸模和定子片切圆弧凸模定子片内孔凸模属于大凸模，采用直通式凸模，用内六角螺钉固定，外形如图8-5。定子片切圆弧凸模属于异形凸模，在外侧使用压板压紧，然后再用螺钉固定。异形凸模承受侧向压力较大，但是通过卸料版可以卸除侧向压力。图8-5 定子片内孔凸模和定子片切圆弧凸模（6）切断凸模切断凸模位于最后一个工位，外形如图8-6.。为了降低切断冲裁时的冲击力和侧向压力，把切断凸模做成带有一定角度（3）的斜刃。同时使用螺钉将其直接固定在凸模固定板上，非常方便拆卸。切断下来的定子片从凹模后方直接滑下来。图8-6 切断凸模8.2 凸模强度的校核凸模在加工时需要承受各方面的力，如果凸模是按照标准设计的，一般情况下不需要校核强度。但是在有细小孔凸模或者板料厚度很大的情况下，需要进行校核。（1）压应力的校核在多工位级进模中，对于压应力的校核，一般只需要校核凸模截面积最小的凸模。 （8-1）式中 最小直径，； 材料厚度，； 材料的抗剪切强度，； 凸模淬火后的许用压应力，；在本设计中，截面积最小的凸模直径为，材料厚度，材料的抗剪切强度。根据9.1，凸模材料选用V3N，查相关数据得知V3N淬火硬度为6567HRC时，许用压应力。据式（8-1），有符合要求。（2）弯曲应力的校核本设计中，模具使用弹压卸料板卸料，通过小导柱精确导向，对于凸模有良好的导向作用与保护作用。根据欧拉公式，有导向装置的凸模可以用下式来进行校核：圆凸模 （8-2）非圆凸模 （8-3）式中 凸模最大自由长度，；凸模的最小直径，；冲裁力，；凸模最小断面的惯性矩，；根据5.4中各凸模的冲裁力计算，将其校核数据列在下方的表格中，凸模按5.4的排序标记序号。异形凸模的截面惯性矩较难计算，使用CAXA电子图板辅助测量。表8-1 计算结果凸模序号凸模的最小直径冲裁力凸模最小断面的惯性矩凸模最大自由长度（1）62573191.6（2）52144145.7（3）4541644.773452.2（4）52144145.7（5）104288412.3（6）73002241.5（7）52144145.7（8）47201554201.1（9）2656046215.2971582.9（10）48158854935.7（11）32607394671.2934174.9（12）7781851843970.5 由于本设计是纯冲裁模，所以所有凸模的长度大致一致，根据设计，最长凸模总长度，远远小于表8-1中其最大自由长度中最小值的计算结果，符合要求。8.3 凹模结构的设计考虑到模具整体较长，而且零件小孔、异形孔多，在大批量生产的情况下，单单使用一个整体凹模不利于凹模的加工和更换。所以，选择使用凹模镶件，每一个工位每一个凸模都有对应的圆形或者异性凹模镶件。同时凹模镶件必须用凹模固定板来固定。如此凹模的工作部位只是凹模镶件，有任何情况只需更换镶件即可，大大的延长了模具的整体寿命。为了加工方便，凹模固定板分成两块来进行加工。由于第5工位是空工位，所以从第1工位到第5工位的左半边是第一块凹模固定板，第5工位的右半边到第8工位是第二块凹模固定板。 （1）凹模厚度 凹模的厚度按公式计算后选用 （8-4）式中 凹模厚度，； 最大刃口尺寸，； 系数，见表8-2。表8-2 系数值最大刃口尺寸材料厚度0.51230.300.350.420.500.600.200.220.280.350.420.150.180.200.240.300.100.120.150.180.22（2）凹模壁厚凹模的壁厚，在一般情况下可以根据凹模厚度来确定，通常情况下取。对于小型凹模 （8-5）对于大型凹模 （8-6）与此同时，凹模的刃口到凹模边界的长度，也有一个基本的要求，具体见表8-3。表8-3 凹模刃口与边缘的距离、刃口与刃口的距离的一般数据的一般数据条料宽度材料厚度材料抗拉强度材料厚度202228322.53.55.06.022253035283036403.04.07.09.034364246384248524.06.010.012.040455255（3）凹模的计算 按照表8-2，材料厚度，最大尺寸属于，没有列出具体系数，按照规律选取系数。事实上，根据排样，凹模周界的长至少为，所以的厚度带来的强度是远远不够的，取，此时取凹模刃口到边缘的距离，材料抗拉强度，取刃口与刃口之间的最小距离。（4）凹模刃口形式由于零件整体精度要求高，所以所有的凹模镶件都使用直刃口形式，根据表8-4，刃口高度。 表8-4 凹模刃口参数材料厚度刃口高度9 主要零部件设计9.1 材料的选择凸模、凹模都选用W12Mo3Cr4V3N钢作为材料，淬火硬度6567HRC，V3N性能优异，经过正确热处理后的使用寿命往往是Cr12MoV的三到五倍，并且相对于国外进口的含钴元素的硬质合金钢来说，价格相对低廉，具有很高的性价比，非常适合大批量生产。下面用表9-1列出主要板类零件的材料选择与热处理工艺。表9-1 零件材料的选用零件名称材料热处理上、下模座45模柄Q235导柱、导套SKD11淬火凸、凹模固定板Q235卸料版Cr12MoV淬火导料板45淬火垫板45淬火9.2 模架的设计模架上安装和连接着模具中所有的零部件，它的重要性不言而喻。本设计中，在大批量生产的情况下，零件精度有一定要求的情况下，根据排样里可知凹模周界，因此按照国家标准选用模架。（1）上、下模座上、下模座根据标准应分别选用为、。但是为了模具的整体设计，取模座模座长度，即，普通冲模的上下模座厚度也无法满足级进模的要求，下模座厚度由式（9-1）选取 （9-1）取下模座，上