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电机定子转子片级进模设计

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关键词：: 电机机电定子转子片级进模设计

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电机定子转子片级进模设计

摘要：本设计是关于电机定子和转子冲裁和落料级进模的设计。论述的重点是冲裁和落料的设计内容，主要包括对零件尺寸和精度进行工艺分析、冲裁流程的概述，工艺方案的制定和主要零部件的结构分析计算及其标准的选用等。

设计中可分为三大部分完成本次电机定子转子片多工位级进模的设计。第一部分概述了该设计的背景知识，其内容为级进模的发展，工业生产效率的提高，电机定子转子片的大批量生产要求；第二部分计算和优化结构设计。主要内容包括工艺计算，制定最优排样、在此基础上对凸、凹工作部分尺寸计算，根据设计要求选择或设计相应的标准件和非标准件。第三部分对本次设计进行总结，归纳模具设计目的、工作条件、生产要求，并使用AutoCAD软件完成模具装配图和零部件零件图的绘制。

关键词：模具；冲裁；落料；级进模

Progressive Dies Design of Motor Cores

Abstract: This design is about a cutting and blanking progressive die design of motor cores. The paper focuses on cutting and blanking process design, the main contents include defining the geometric and stamping fertaures of a metal part , formulating and calculating of pattern process, the punch features of the configure an dorganization of rules、methods and structural components for the design objects and selection criteria.

The design is organized as three sections to progressive dies design of motor cores.Scetion one gives an overview of the design background knowledge：the great improvement of Progressive Dies Design，which has been increased production efficiency,and then a large amount production requirements of motor cores；Section two finish the design by scientific analysis and optimizing the structure ，including using mathematics for components calculation,optimizing one flat pattern , convex and concave part size calculation work, choosing standard components or design other non-standard parts as graduation project requst,Lsat section summarize the design, summing up mould design purpose, working conditions, the production requirements. use AutoCAD to generate production drawings.

Key words: Die, Punching, Blanking, Progressive Die

第1章绪论 1

1.1 课题背景 1

1.1.1 我国模具业发展趋势 1

1.1.2 国外差距 1

1.1.3 电动机现状及生产需求状况 2

1.2 课题目的及意义 3

1.3 课题设计要求 4

第2章零件工艺分析及方案确定 5

2.1 冲裁的工艺性分析 5

2.2 确定冲裁件的工艺方案 5

2.3 模具总体结构形式确定 6

第3章排样及工艺参数的计算 8

3.1 排样 8

3.1.1 合理排样并绘制排样图 8

3.1.2 送料步距及条料宽度 8

3.1.3 计算材料利用率 9

3.2 工艺参数的计算 9

3.2.1 冲裁力、卸料力等计算 9

3.2.2 初步选择压力机 12

第4章模具刃口尺寸计算 12

4.1 模具工作部分的尺寸和公差 12

4.1.1 冲裁工序分析 12

4.1.2 凹模、凸模冲裁间隙分析 12

4.1.3 凹模刃口尺寸的计算原则 13

4.1.4 凸凹模刃口尺寸的计算方法 14

4.2 各工位凸模刃口尺寸设计 16

4.2.1 第一工位转子槽凸模刃口尺寸计算 16

4.2.2 第二工位转子槽孔凸模刃口尺寸计算 17

4.2.3 第三工位转子落料凸模刃口尺寸计算

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内容简介：: 电机定子转子片级进模设计摘要：本设计是关于电机定子和转子冲裁和落料级进模的设计。论述的重点是冲裁和落料的设计内容，主要包括对零件尺寸和精度进行工艺分析、冲裁流程的概述，工艺方案的制定和主要零部件的结构分析计算及其标准的选用等。设计中可分为三大部分完成本次电机定子转子片多工位级进模的设计。第一部分概述了该设计的背景知识，其内容为级进模的发展，工业生产效率的提高，电机定子转子片的大批量生产要求；第二部分计算和优化结构设计。主要内容包括工艺计算，制定最优排样、在此基础上对凸、凹工作部分尺寸计算，根据设计要求选择或设计相应的标准件和非标准件。第三部分对本次设计进行总结，归纳模具设计目的、工作条件、生产要求，并使用 AutoCAD 软件完成模具装配图和零部件零件图的绘制。关键词：模具；冲裁；落料；级进模Progressive Dies Design of Motor CoresAbstract: This design is about a cutting and blanking progressive die design of motor cores. The paper focuses on cutting and blanking process design, the main contents include defining the geometric and stamping fertaures of a metal part , formulating and calculating of pattern process, the punch features of the configure an dorganization of rules、methods and structural components for the design objects and selection criteria.The design is organized as three sections to progressive dies design of motor cores.Scetion one gives an overview of the design background knowledge：the great improvement of Progressive Dies Design，which has been increased production efficiency,and then a large amount production requirements of motor cores；Section two finish the design by scientific analysis and optimizing the structure ，including using mathematics for components calculation,optimizing one flat pattern , convex and concave part size calculation work, choosing standard components or design other non-standard parts as graduation project requst,Lsat section summarize the design, summing up mould design purpose, working conditions, the production requirements. use AutoCAD to generate production drawings.Key words: Die, Punching, Blanking, Progressive Die目录第 1 章绪论 .11.1 课题背景 .11.1.1 我国模具业发展趋势 .11.1.2 国外差距 .11.1.3 电动机现状及生产需求状况 .21.2 课题目的及意义 .31.3 课题设计要求 .4第 2 章零件工艺分析及方案确定 .52.1 冲裁的工艺性分析 .52.2 确定冲裁件的工艺方案 .52.3 模具总体结构形式确定 .6第 3 章排样及工艺参数的计算 .83.1 排样 .83.1.1 合理排样并绘制排样图 .83.1.2 送料步距及条料宽度 .83.1.3 计算材料利用率 .93.2 工艺参数的计算 .93.2.1 冲裁力、卸料力等计算 .93.2.2 初步选择压力机 .12第 4 章模具刃口尺寸计算 .124.1 模具工作部分的尺寸和公差 .124.1.1 冲裁工序分析 .124.1.2 凹模、凸模冲裁间隙分析 .124.1.3 凹模刃口尺寸的计算原则 .134.1.4 凸凹模刃口尺寸的计算方法 .144.2 各工位凸模刃口尺寸设计 .164.2.1 第一工位转子槽凸模刃口尺寸计算 .164.2.2 第二工位转子槽孔凸模刃口尺寸计算 .174.2.3 第三工位转子落料凸模刃口尺寸计算 .184.2.4 第四工位定子槽孔凸模刃口尺寸计算 .194.2.5 第五工位定子切边凸模刃口尺寸计算 .204.2.6 第六工位定子切断凸模刃口尺寸计算 .23第 5 章模具结构设计 .245.1 凹模设计 .245.1.1 凹模洞口的类型 .245.1.2 凹模的外形尺寸 .255.1.3 凹模的固定方法和主要技术要求 .255.2 固定零件的选用 .255.2.1 凸模固定板 .255.2.2 垫板 .255.2.3 卸料板 .255.2.4 纵向定位方式 .265.2.5 横向定位方式 .265.2.6 卸料弹簧 .275.2.7 销钉选用 .275.2.8 螺钉选用 .275.3 凸模设计 .275.3.1 凸模设计及固定 .275.3.2 凸模长度的确定及强度校核 .285.4 模架形式选择 .295.4.1 模架的基本要求 .295.4.2 模架结构 .295.4.3 模架闭合高度校核 .31结论 .32致谢 .33参考文献 .341 第 1 章绪论1.1 课题背景1.1.1 我国模具业发展趋势根据中国模具工业协会提供的数据：进入二十一以来，我国模具销售额年平均增长速度为 20%左右，2008 年我国模具产品销售额约 950 亿元。我国模具生产厂达到了约 3 万家，从业人员近 100 万人。中国模具生产总量处于世界第三位置，但设计、制造水平比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，相比较于英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国也有一定差距。主要表现为为：自配率不足 80%，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足 60%。据悉，目前中国已能生产重量超过 100 吨的大型模具单套。以及达到 2 微米精度的多工位级进模，寿命可达 3 亿冲次以上。在 2012 年第十四届中国国际模具技术和设备展览会上展示我国制造产业结构转型和向高端制造产业发展的趋势。参展冲压模具中无论模具结构、制造精度、性能、生产周期已逼近国际先进水平。其中最具代表的大型精密冲压模具和高速精密多工位级进模已成为主流产品。模具是基础工艺装备，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。作为当代先进模具的典型代表，多工位级进模具是冲压模具的重点发展方向，在国民经济发展过程中将发挥越来越重要的作用。随着现代工业产业发展，大规模、高效率的生产要求使冷冲压技术得到迅猛发展。国内外行业人士不断突破创新，涌现了大量用于生产的先进冲压工艺：精密冲压，柔性模成形、超塑成形爆炸和电磁高能成形以及冷挤压技术等。计算 CAD/CAM 技术也引发模具设计和制造水平的革命性变化，减少模具研发周期、节约研发费用。1.1.2 国外差距近几年来，中国模具产品水平有了很大提高，无锡国盛精密模具有限公司展出的复合型空调翅片大型级进模，制造精度可达到，其中冲孔和其中冲孔和变薄工序的凸凹模有304 套, 冲压工作面有千处以上。模具二步进高速冲压, 含引伸、冲孔、变薄拉伸、百叶窗成形、翻边、异形切、边切、纵切、拉料、横切等工序, 一次可冲出翅片76 列产品, 突破国内外模具一次冲出翅片72 列产品的记录。模具刃磨一2 次寿命达2 500 万次, 总寿命达5 亿次。宁波震浴模具有限公司展出的电机铁芯高速连冲大型级进模, 槽形拼块近200 件、精度达0. 3 Lm,可互换, 步距精度3 Lm 以内。该模具有18 个工位,含自助冲压, 扭斜槽、叠铆、分组、安全保护功能, 在300 t 高速冲床上使用, 冲速达320 次Pmin, 模具一次可冲出3 列叠片高度达90 mm 并带有气隙性能的定转子铁心组合产品。但与国内经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距，标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际先进水平相比仍有较大差距。国内中高档模具的自配率只占 50%左右；技术含量较高的大型、精密、复杂、长寿命等模具只占到我国模具总量的 33%左右。模具设计和生产工艺水平大体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要长许多。国内模具企业对于模具结构特别是比较复杂的机械结构研究的力度还不够深入，也没有一些在国际上能领先的技术甚至是专利，先进、复杂的一些结构，主要还是要参照国外的先例来进行设计，自主研发水平相对薄弱。1.1.3 电动机现状及生产需求状况电动机作为通用的基础设备，对于现代大规模、集成化的生产起到至关重要的作用。电动机应用广泛、种类繁多、可适应各个产业不同生产要求。针对不同生产条件，电动机大致可分为以下三种：一、Y 系列三相异步电动机Y 系列三相异步电动机是按照国际电工委员会标准设计，具有国际互换性。其中 Y 系列电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防尘、铁屑或其他杂物侵入的特点，B 级绝缘，工作环境温度不超过+40C，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过 1000m，额定电压 380V，频率 50Hz。适用于无特殊要求的机3 械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械等。二、YZR、YZ 系列冶金及启重用三相异步电动机冶金及启重用三相异步电动机是用于驱动各种形式的起重机械和冶金设备中的辅助机械的专用系列产品。它具有较大的过载能力和较高的机械强度，使用与短时或断续周期运行、频率起动和制动、有时过负载及有显著地振动与冲击的设备。根据负载的不同性质。常用工作制分为 S2（短时工作制）、S3（断续周期工作制）、S4（包括启动的断续周期性工作制）、S5(包括电制动的断续周期工作制)。三、小功率异步电动机小功率异步电动机也称分马力电动机，指连续工作定额不超过 1.1kW 的电动机。小功率交流异步电动机分为三相异步电动机和单相异步电动机。其中，YS 系列具有优良的启动和运行性能，结构简单，使用、维修方便，适合使用三相电源的小型机械；YU 系列具有中等起动和过载能力，结构简单，使用、维修方便，适合使用单相电源的小型机械；YC 系列起动力矩大，起动电流小，适用于满载起动的机械，如空压机、磨粉机；YY 系列具有较高的功率因数、效率和过载能力，但是起动力矩小，空载电流大，适用于空载或轻载起动的小型机械，如电影放映机、电扇;YL 系列为单相双值电容异步电动机，具有高转矩、高效率、高功率因数的优点，适用于起动力矩大的空气压缩机、木工机械、粉碎机及其他小型机械。1.2 课题目的及意义电动机的广泛应用，要求电动机的生产具有大规模、高效率、高精度、互换性要求。作为电动机重要零部件，电机定子与转子必须满足现代高速发展的工业生产。作为当代先进模具的典型代表，多工位级进模具是冲压模具的重点发展方向，在国民经济发展过程中将发挥越来越重要的作用。本次设计中采用多工位级进模，可一次成型多个整套定子与转子，生产效率高、材料利用率高，可到达级精度，具有互换性，便于装配与维修。在国民经济发展中，在冶金、矿山、化工、水泥、机械等部门大量使用电动机进行实际生产，同时定子与转子高强度工作会进行定时维修与更换。比如在选矿厂，为使矿石中有用的矿物分离，就需要用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度。4 再如在水泥厂，须将原料破碎，然后用磨机磨成水泥。随着工业的迅速发展，各部门生产中高效率电动机应用是很重要的，所以对电机定子与转子模具设计和改进是有着重要的实际应用意义。1.3 课题设计要求本次任务是电机定子和转子硬质合金级进模的设计，其具体给定参数为：采用0.5mm 厚的 50W540 硅钢片制成，大批量生产。设计的内容就是结合自己所学的知识，选择合适的方案，按照所给参数科学的计算相关数据，对模具的结构分析、设计和选择，进行受力分析和对主要部件进行强度计算。绘制出级进模的装配图 1 张（0号图纸），零件图若干张（总量不少于 2 张 0 号图纸）。完成设计后再编写一份设计说明书（包括使用、维护说明），最后英文翻译一篇。5 第 2 章零件工艺分析及方案确定2.1 冲裁的工艺性分析此工件成型所需基本工序为冲孔、落料、切断。所用材料为 50w540 硅钢板t=0.5mm，50w540 表示铁损值为 5.4w/kg，厚度为 0.5mm 的冷轧无取向硅钢，用于制造电动机和发电机。具有良好的冲压性能，适合冲压成型。工件结构简单，精度要求高，冲裁时需进行精确定位。电机定子片零件图如图 2-1、三维图如图 2-2 所示：A59.641278. 19.3041.275814.059.232453.807916+0.5 14 4X?5.60+ 1278-电机转子片零件图如图 2-3、三维图如图 2-4 所示：19.02+3 ?61+0.7 A图 2-1 电机定子片零件图图 2-2 电机定子片三维图图 2-3 电机转子片零件图图 2-4 电机转子片三维图6 由以上各图及计算数据可知：（1）定子片长度方向最大尺寸 114.04mm、宽度方向最大尺寸 119.30mm，最高公差等级为 ST2（相当于 IT7IT8），线性尺寸的未注公差按中等等级确定，倒圆半径和倒角高度尺寸公差按中等等级确定。实际面积 7026.6 平方毫米（2）转子片长度方向最大尺寸 61.00mm、宽度方向最大尺寸 61.00mm，最高公差等级为 ST3，线性尺寸的未注公差按中等等级确定，倒圆半径和倒角高度尺寸公差按中等等级确定。实际面积 2097.7 平方毫米。2.2 确定冲裁件的工艺方案（1）单工序模每套模具只有一个工序，完成此零件的加工，需要六个工序，即要六套模具。采用单工序模生产效率低，经济效益差。（2）复合模在压力机一次行程中完成全部工序，此零件工序较多，无法一次成型。。（3）级进模在压力机一次行程中完成多个工序的模具。根据电机定子片、转子片的工艺特点，采用多工位级进模加工，其冲压生产效率高，材料利用率高，便于实现自动化大批量生产。2.3 模具总体结构形式确定1、定位装置零件精度要求高，为保证精度要求在条料送料时应准确的横向、纵向定位装置,因此，选用导料销进行横向位置的定位，用始用挡料销进行纵向位置的初定位，用导正销进行精定位，其导正销孔的直径为。4m2、冲孔装置选用 A 型圆凸模，根据冲孔要求设计冲头形状，合理设计凸模形状、在保证冲裁精度同时确保凸模强度。3、落料装置7 选用 A 型圆凸模，根据冲孔要求设计冲头形状，在凹模及下模座设计阶梯孔，保证顺利落料4、切断装置通过直接切断两冲裁件之间的连接部分，实现零件分离，利用条料送进将之前成型零件依次送出。5、卸料装置卸料装置主要有以下三种：（1）刚性卸料装置：其结构较为简单，单装配不便。当冲裁板料较厚（大于0.5mm）且对精度、平面度要求不太高的工件采用此装置。（2）弹性卸料装置：此装置基本零件包括卸料板、弹性元件（弹簧或橡皮）和卸料螺钉组成，常用于质量要求较高或冲裁厚度小于的板料，其冲裁件平整，1.5m可保证卸料可靠。卸料板与凸模之间的双边间隙取 0.10.3mm。（3）废料切刀卸料：对于落料或成型件切边，在尺寸过大或板料厚度大的情况下，采取废料切刀代替卸料版，将废料切开卸料。本次设计工件精度要求高，板料厚度较小，要求可靠卸料。因此选用弹性卸料装置，由卸料板、弹簧、卸料螺钉组成。8 第 3 章排样及工艺参数的计算3.1 排样3.1.1 合理排样并绘制排样图工件厚度为 0.5mm，属于薄料冲裁，定子片内孔尺寸与转子片外形尺寸一致，采用组合排样，为提高材料利用率采用双排结构，采用自动无侧压送料方式。根据零件形状和工艺，初步拟定以下两种排样方式，如图 3-1 所示。由图 3-1 可以看出，方案二结构较为简单，但冲裁工序较多，并且有较大的工艺废料，材料率用低。方案一可以合理对冲压工序进行安排，避免集中冲裁力对薄板影响。由于零件形状，方案一可以提高材料利用率，减少冲压工序，因此采用方案一的排样方式较为合理。3.1.2 送料步距及条料宽度（1）送料步距 A：排样方式采用无搭边双排式结构，通过切断得到相邻工件，根据排样图设计，A=116.04mm。（2）条料宽度 B：采用对排式排样，条料宽度根据排样图设计加上下料偏差 0.5mmB=235+0.5=235.5mm图 3-1 零件初拟排样图方案一方案二9 零件最终排样图如图 3-2 所示3.1.3 计算材料利用率用条料全部冲裁零件的实际面积与条料面积的百分率表示：（3-1）104186%08.3%235nSLBh= =式中单位步距内零件的实际面积（数据由 CAD 面积查询）1n条料冲裁零件数量L条料长度B条料宽度3.2 工艺参数的计算3.2.1 冲裁力、卸料力等的计算（1）冲裁力 0F（3-2）0bLts=图 3-2 零件排样图10 式中 L冲裁件周长材料厚度t材料抗剪强度 bs425bMPas=采用弹性卸料装置和下出料方式冲裁模，总冲压力（3-3）(10.3.6)FZXTF=+*分别计算每个冲裁部分所需的冲裁力如下：第一工位：转子槽轴孔轴孔周长 59.75mm（3-4）59.70.425638NF=最大冲压力 1.*0.7865ZXTF=+=（）（3-5）第二工位：转子槽轴孔槽孔周长 16.16mm （3-6）16.0.5423NF=轴孔周长 59.75mm （3-7）9.7.68最大冲压力 10.53*.765ZXTFFN=+=（）（3-8） 11 第三工位：转子落料周长 119.63mm（3-9）19.630.542071FN=最大冲压力 .3*.65043ZXT FN=+=（）（3-10）第四工位：转子落料周长 915.23mm（3-915.230.451986FN=11）最大冲压力 10.53*.6240968ZXT FN=+=（）（3-12）第五工位：定子切边周长 173.77mm （3-173.0.542369FN=13）最大冲压力 12 10.53*.64571ZXTFFN=+=+=（）（3-14）周长 162.79mm （3-162.790.54239FN=15）最大冲压力 10.53*.642859ZXT FN=+=+=（）（3-16）第六工位：切断落料周 112.00mm （3-12.0.542380FN=17）最大冲压力 10.53*.62948ZXT FN=+=+=（）（3-18）（2）卸料力、推件力、顶件力XFTDF卸料力（3-0XK=*19）13 推件力（3-0TFnK=*20）顶件力（3-0D21）h 为凹模洞口直壁高度 t 为材料厚度nt=n 取 30.5XK.063T=0.8DK=3.2.2 初步选择压力机压力机的吨位应当大于或等于总的压力（考虑 30%超出量）。即： F压总为所选压力机的吨位，为总的压力，前面计算得到F压 F总 423.1KN=总根据数据比较、参考选用三号牌精密机械 C 型 45 吨高速精密冲床，其详细参数如表 3-1 所示：表 3-1 三号牌精密机械 C 型 45 吨高速精密冲床参数型号 SAH-45标称压力/KN 450滑块行程/mm 2040行程次数/(次/min) 200800装模高度/mm 210240滑块调节量/mm 30冲床面积（长 X 宽 X 高）/mm 1420X1100X2510冲床重量/kg 488014 冲床精度/mm GB（JIS）一般第 4 章模具刃口尺寸计算4.1 模具工作部分的工艺分析4.1.1 冲裁工序分析此零件工序主要为冲裁、落料和切断。需要对模具工作部分进行工艺分析和相应的尺寸计算。冷冲压工艺可分为两大类；分离工序：指使板料按一定的轮廓分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件的工序，具体可分为落料、冲孔、切断、切舌、整修等基本工序。成形工序：指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件工序，具体可分为弯曲、卷边、拉弯、拉深、翻边、翻孔等基本工序。在本次级进模设计中采用分离工序得到工件、其冲压特点如下：冲孔：将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离下来，从而获得相应的孔落料：将材料沿粉笔轮廓下分离，被分离下来的部分大多是平板形的零件或工序件切断：将材料沿敞开轮廓分离，被分离的材料成为零件或工序件。15 4.1.2 凹模、凸模冲裁间隙分析凸模和凹模之间的间隙对冲裁件的质量、模具寿命、冲裁力、卸料力、和推件力有重要影响，冲裁间隙是模具工作尺寸设计的重要参数。间隙过小时材料上下裂纹之间会随冲裁进行被第二次剪切，会在切断面上形成第二个光面，在端面出现挤长毛刺。同时材料都受到凹、凸模侧向挤压力增大，冲裁后材料的弹性回复，使落料件尺寸大于凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸。凸模与凹模间每侧间隙称为单面间隙，两侧间隙之和称为双面间隙。冲裁间隙指双面间隙。间隙值是由冲压实际生产、冲裁件端面质量、尺寸精度和磨具寿命确定，合理间隙最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙，设计时考虑磨损，按最小间隙确定模具间隙。在设计中，根据通过查阅冲压手册得到：本次设计中硅钢片初始双面间隙 Z：=0.035mm =0.025mm （4-maxZminZ1）4.1.3 凹模刃口尺寸的计算原则凸模和凹模刃口尺寸和公差，对于模具精度、合理间隙值设计有重要影响，因此保证凹、凸模刃口尺寸和公差，是冲模设计的重要工作。在冲裁件尺寸的测量和使用中，则是以光亮带的尺寸为基准。落料件的光面是通过凹模挤切材料产生，因此计算落料材料的刃口尺寸以凹模尺寸为基准，孔的光面是通过凸模挤切材料产生，因此计算冲裁材料的刃口尺寸以凹模尺寸为基准。落料时凹模尺寸会随着刃口磨损而增大，为保证磨损一定程度后仍能完成合格工序，因此落料凹模的基本尺寸为工件尺寸公差范围的较小尺寸。冲孔时凸模尺寸会随着刃口磨损而减小，为保证磨损一定程度后仍能完成合格工序，因此落料凹模的基本尺寸为工件尺寸公差范围的较大尺寸。冲制多个孔时，孔心距尺寸精度由凹模孔心距保证，由于凹模孔心距不会随着磨损发生变化，凹模孔心距的基本尺寸取工件孔心距公差带的中点。 16 冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，确定凸、凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔工序，并遵循如下原则：4.1.3 凸凹模刃口尺寸的计算方法：冲裁件凸、凹模人孔尺寸计算方法根据凸、凹模加工方法不同而有所差异，主要可分为两种方法。（1）凸模和凹模分别加工法根据工件与凸模和凹模刃口之间基本关系和公差分配关系，结合刃口尺寸计算原则，刃口尺寸计算公式如下|：落料（4-max0(D)dd+=-2）（4-00inaxmin(Z)(Z)p ppddd- -3）冲孔（4-0min()ppd-=+D4）（4-in0inmin0(d)(x)p ppZZdd+5）孔心距（4-minin(L)(L)228ddDD=6）式中、为落料凹、凸模尺寸；、为冲孔凹、凸模尺寸，工件公差dDp pd取工件公差的 1/4；为工件孔心距的下极限公差；为落落件的上极限尺d minLmaxD寸；为冲孔件的下极限尺寸；为冲裁件制造公差，为最小初始双面间隙；min DinZ、为凸、凹模制造公差；x 为系数，x 取 0.51。pd17 采用凹、凸模分开加工时，应在图样上标明凸、凹模刃口尺寸和制造公差，为保证间隙值，应满足：（4-maxinpdZ+-7）如果验算不符合，在出现，在大得不多条件下，可以适当axinpd-调整，按照、确定，如果出现maxin0.4()pZd-mi0.6()Z情况，分别加工法则不适用。axinp+-:凸、凹模分别加工法优点在于凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于批量生产。但确定是模具制造公差小，模具制造困难成本高。(2)凸模和凹模配合加工法配作法根据设计制造出一个基准件，然后根据基准件的实际尺寸配作出另一件。根据工件与凸模和凹模刃口之间基本关系和公差分配关系，结合刃口尺寸计算原则，刃口尺寸计算公式如下：落料时以凹模为基准件来配作凸模。根据凹模磨损后刃口尺寸变化可以分为三种情况；凹模磨损后变大的尺寸（A 类尺寸）（4-/4max0(A)d+D=-8）凹模磨损后变小的尺寸（B 类尺寸）（4-0min/4()dBx-D=+9）凹模磨损后没有变化的尺寸（C 类尺寸），根据工件标注不同，又分为三种18 计算类型工件尺寸为（4-0C+D(0.5)8dCD=+10）工件尺寸为（4-0-D(0.5)8d-11）工件尺寸为（4-4C4dCD=12）式中，、、为相应凹模刃口尺寸; 为工件的上极限尺寸；dABd maxA为工件的下极限尺寸；C 为工件的公称尺寸；为工件公差；为工件偏差minB D冲孔时以凸模为基准件来配作凸模。根据凹模磨损后刃口尺寸变化可以分为三种情况；凸模磨损后变大的尺寸（A 类尺寸）（4-0min/4()dax-D=+13）凸模磨损后变小的尺寸（B 类尺寸）（4-/4max0()db+D=-14）凸模磨损后没有变化的尺寸（C 类尺寸），根据工件标注不同，又分为三种计算类型工件尺寸为（4-0C+D(0.5)8dcD=+19 15）工件尺寸为（4-0C-D(0.5)8dcD=-16）工件尺寸为（4-44dc17）式中，、、为相应凹模刃口尺寸; 为工件的上极限尺寸；为dabdcmaxAminB工件的下极限尺寸；C 为工件的公称尺寸；为工件公差；为工件偏差D在凸模凹模配作加工法中，机械加工只适用于凸模，而凹模通过用尺寸相近或者相同的电极在点火花机床上加工，因此作为配作加工法的电火花加工工艺，一般在凸模上编著尺寸和制造公差，而凹模在图样上标注“凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值” 。因而对于落料刃口尺寸，需将凹模基础minZax尺寸换算为凸模基准尺寸：落料凹模刃口的 A 类尺寸换算为凸模刃口 B 类尺寸：（4-0min/4(Z)db-D=+18）落料凹模刃口的 B 类尺寸换算为凸模刃口 A 类尺寸：（4-/4min0(Z)pda+D=-19）对于 C 类尺寸，由于刃口尺寸在磨损后不变，不存在尺寸换算凸模和凹模配作法模具间隙容易保证，工艺比较简单，可以适当放宽基准件制造公差。4.2 各工位凸模刃口尺寸设计20 在本次凸模和凹模刃口尺寸计算中，由于基准件精度要求较高，采用配作法计算凸模和凹模刃口尺寸，可以适当放宽基准件制造公差，便于生产。同时经过验算，采用凸模和凹模分别加工法不满足验证条件。综上所述，刃maxinpdZ+-口尺寸计算采用配作法。4.2.1 第一工位转子槽凸模刃口尺寸计算第一工位零件形状、尺寸如图 4-1 所示这一步工序为冲孔，刃口尺寸计算是以凸模为基准件，完成凸模刃口尺寸及制造公差计算，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配作。凸模和凹模之间应保证合理的间隙。minaxZ-对于尺寸（a）、（b）、9.33（c）、经过磨损后尺寸会减5.34064.3706小，属于冲孔 B 类尺寸，凸模刃口尺寸计算如下所示：尺寸 a 对应刃口尺寸：（4-/4max0()db+D=-20）=（5.400.750.12） 0.3图 4-1 第一工位转子槽尺寸21 = 5.31 0.3尺寸 b 对应刃口尺寸：（4-/4max0()db+D-21）=（4.430.750.12） 0.3= 4.34 0.3尺寸 c 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，： .2D（4-/4max0()db+-22）=（9.530.750.4） 0.1= 9.23 0.14.2.2 第二工位转子槽孔凸模刃口尺寸计算第一工位零件形状、尺寸如图 4-2 所示22 这一步工序为冲孔，转子槽冲孔件的尺寸与第一工位转子槽尺寸一致，刃口尺寸以第一工位刃口尺寸确定。转子孔尺寸（a）为冲孔工序，刃口尺寸计0.3192+算是以凸模为基准件，完成凸模刃口尺寸及制造公差计算，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配作。凸模和凹模之间应保证合理的间隙。minaxZ-对于尺寸（a）经过磨损后尺寸会减小，属于冲孔 B 类尺寸，凸模刃0.3192+口尺寸计算如下所示：尺寸 a 对应刃口尺寸：（4-/4max0()db+D=-23）=（19.050.750.03） 0.8= 19.028 0.84.2.3 第三工位转子落料凸模刃口尺寸计算第三工位零件形状、尺寸如图 4-3 所示图 4-2 第二工位转子槽孔尺寸图 4-3 第三工位转子落料尺寸23 这一步工序为落料，刃口尺寸计算是以凹模为基准件，完成凹模刃口尺寸计算后换算为相应凸模刃口尺寸，得到凸模刃口尺寸及制造公差计，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配作。凸模和凹模之间应保证合理的间隙。minaxZ-对于尺寸（a）经过磨损后尺寸会增大，属于落料 A 类尺寸，凹模模刃0.761+口尺寸计算如下所示：尺寸 a 对应刃口尺寸：（4-/4max0(A)d+D=-24）=（61.070.750.07） 0.18= 61.018 0.18转换为凸模 B 类尺寸（4-0min/4(Z)dbA-D+25）=（61.018+0.0180.025） 0.18-= 61.011 0.18-4.2.4 第四工位定子槽孔凸模刃口尺寸计算第四工位零件形状、尺寸如图 4-4 所示24 此步工序为冲孔，定子槽孔尺寸（a）（b）（c）0.56+7.2062R16.16（d）2.16（e）为冲孔工序，刃口尺寸计算是以凸模为基准件，完成凸模刃口尺寸及制造公差计算，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配作。凸模和凹模之间应保证合理的间隙。82.55（g）孔心距尺寸磨损不会发生改变，minaxZ-属于 C 类尺寸。对于尺寸（a）（b）（c）（d）16.16（e）2.16（f）经0.56+7.52062R过磨损后尺寸会减小，属于冲孔 B 类尺寸，凸模刃口尺寸计算如下所示：尺寸 a 对应刃口尺寸：（4-/4max0()d+D=-26）=（5.650.750.05） 0.13=5.613 0.13尺寸 b 对应刃口尺寸： /4max0()db+D-=（7.580.750.05）（4-0.327）= 7.49 0.3尺寸 b 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，： 0.15D=（4-/4max0()db+-28）=（2.150.750.05） 0.75图 4-4 第四工位定子槽孔尺寸25 = 2.115 0.75尺寸 e 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，： .2D=（4-29）/4max0()db+-=（16.360.750.4） 0.1= 16.06 0.1尺寸 f 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，： .D=（4-30）/4max0()db+-=（2.260.750.2） 0.5= 2.11 0.5对于 82.55 孔心距尺寸磨损不会发生改变，凸模刃口尺寸计算如下所示：尺寸 g 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，： 0.2D=（4-31）4dC= 82.550.05 4.2.5 第五工位定子切边凸模刃口尺寸计算第五工位零件形状、尺寸如图 4-5 和 46 所示：26 此步定子切边工序一为冲孔，定子切边尺寸（a）71.03（b）0.85127+=2.44（c）2（d）0.67（e）0.76（f）R1（g）为冲孔工序，刃口尺寸计算是以凸模为基准件，完成凸模刃口尺寸及制造公差计算，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配作。凸模和凹模之间应保证合理的间隙。minaxZ-对于尺寸（a）71.03（b）2.44（c）2（d）0.67（e）0.76（f）0.85127+=R1（g）经过磨损后尺寸会减小，属于冲孔 B 类尺寸，凸模刃口尺寸计算如下所示：尺寸 a 对应刃口尺寸：（4-/4max0()d+D-32）=（127.590.750.13） 0.3=127.493 0.3尺寸 b 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，： .D=（4-/4max0()db+=-33）=（71.330.750.6） 0.15= 70.88 0.15图 4-5 第五工位转子切边尺寸一图 4-6 第五工位转子切边尺寸二27 尺寸 c 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，：0.1D=（4-/4max0()db+=-34） =（2.540.750.2） 0.5= 2.39 0.5尺寸 d 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，：0.1D=（4-/4max0()db+-35） =（2.10.750.2） 0.5= 1.95 0.5尺寸 e 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，：0.1D=（4-/4max0()db+-36） =（0.770.750.2） 0.5= 0.62 0.5尺寸 f 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，：0.1D=（4-/4max0()db+-37）=（0.860.750.2） 0.5= 0.71 0.5尺寸 g 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，：0.15D=（4-/4max0()db+-28 38）=（1.150.750.3） 0.75= 0.925 0.75此步定子切边工序二为冲孔，定子切边尺寸 45.01（a）5.12（b）21.35（c）2（d）1.2（e）R1（f）为冲孔工序，刃口尺寸计算是以凸模为基准件，完成凸模刃口尺寸及制造公差计算，凹模刃口尺寸由凸模的实际尺寸按间隙要求配作。凸模和凹模之间应保证合理的间隙。minaxZ-对于尺寸 45.01（a）5.12（b）21.35（c）2（d）1.2（e）R1（f）经过磨损后尺寸会减小，属于冲孔 B 类尺寸，凸模刃口尺寸计算如下所示：尺寸 b 对应刃口尺寸，未注公差等级中等，：0.3D=（

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