铆叠级进模设计说明书

1、【摘 要】 介绍在制造电机定转子铁芯零件方面采用高精度、高效率、高寿命模具的现代冲压技术，配合高速冲床、多工位冲床等，实现高速自动化作业，提高冲制零件的精度和生产效率，在大批量制造电机方面有非常现实的意义。 【关键词】 定子铁芯 转子铁芯 自动叠片 自动冲压 级进模 1 引 言 现代冲压技术是用高精度、高效率、长寿命、集各工序于一副模具的多工序、多工位级进模在高速冲床或多工位冲床上进行自动化冲制，其中制过程是冲制条料从卷料上出来后，经过校平机进行校平，再通过自动送料装置进行自动送料，然后条料进入模具，可以连续完成冲裁、拉伸、弯曲、成形、精整、切边等工序的冲制，到零件成品从模具中输送出来，整个冲

2、制过程都是在压力机上自动完成的，如图1所示。随着电机制造工艺不断发展，现代冲压技术应用到制造电机定转子铁芯领域方面，现在越来越多地被制造电机厂家所接受，制造电机的加工手段也越来越先进。在国外，一般先进制造电机厂家，都采用现代冲压技术来冲制电机定转子铁芯零件。在国内，用现代冲压技术来冲压零件的加工方法正在逐步发展起来，这一制造电机工艺的优势已被许多制造电机厂家重视。用现代冲压技术来冲制电机定转子铁芯零件与原来用普通模具及设备冲制零件相比较，具有冲制零件自动化程度高、尺度精度高、模具使用寿命长等特点，适用于冲制件的大批量生产。由于多工位级进模具是集众多加工工序于一副模具上的制造，缩短了电机制造工序

3、过程的时间，提高了制造电机的生产效率现代国内外精密冲压设备是向高速度、精密化、长寿命方向发展，在提高冲制件生产方面发挥了重大的所用。高速精密冲床在设计结构方面比较先进，制造精度又高，适合于多工位硬质合金级进模的高度冲压，可以大大提高级进模的使用寿命。级进模所冲制材料是卷料形式，因此现代冲压设备都带有开卷机、校平机等辅助装置。自动送料装置有：辊式送料机、气动送料机、机械式送料机等结构形式，分别与相适应的现代冲压设备配套使用。由于现代冲压设备的自动化冲制程度高，且速度快，为充分保证模具在冲制过程中的安全性，现代冲压设备都配备有在发生失误情况下的电气控制安全系统，控制模具在自动冲制过程中的安全性。用

4、于冲制电机定转子铁芯零件方面的现代冲压设备主要有：高速精密冲床，其冲压速度一般在200次/分以上，适合冲制电机定、转子冲片和定、转子铁芯带回转自动叠片的结构零件。高精密通用冲床，其冲压速度一般低于100次/分，用于高精密冲压工艺，适用于冲制微特电机上的结构零件和机壳拉伸类零件。多工位自动冲床，其冲压速度一般在2060次/分，用于进行深拉伸的工作冲压，适用于微特电机上机壳类深拉伸零件的冲制，冲压过程中工作的传递过程是通过机械手进行的。定、转子铁芯自动叠片硬质合金级进模定、转子铁芯是微特电机上的重要零部件之一，在级进模直接套裁冲制出定、转子铁芯，属最先进的定。转子铁芯加工方法，因为在级进摸上冲制出

5、来的已经是以只只叠铆牢固的铁芯，比原来用普通模具冲制和传统制作铁芯方法节省了齐片。然后再用铆钉铆结、扣片或氩弧焊等工艺过程。铁芯自动叠片形成的过程是：在定、转子冲片适当部位上冲出一定几何形状的叠铆点，叠铆点的形成如图2所示，上部是凹陷形孔。下部是凸起的然后将同一名义尺寸的上一冲片凸起部分嵌入到下一冲片的凹陷形孔时，在模具中落料凸模收紧圈内自然形成“过盈”，达到紧固连接的目的。如图3所示。铁芯叠片厚度的控制，只要在铁芯厚度的最后一片把叠铁芯铆点的几何形状有：（a）圆柱形叠铆点；（b）V型叠铆点；（c）L型叠铆点；（d）梯形叠铆点，如图5所示。自动叠片硬质合金级进模的结构形式有三种：（1）定、转子

6、铁芯自动叠片硬质合金级进模，在一幅模具圣桑直接冲制出电机的转子铁芯和定子铁芯，这种定。转子铁芯的叠铆形式称为直接叠铆。（2）定、转子铁芯带回自动叠片硬质合金级进模，在一幅模具上不仅冲制出电机的转子铁芯和定子铁芯，而且带有转子冲片之间和定子冲片之间和定子冲片之间都可以旋转规定的角度再叠片的功能，其中回转可以是单回转形式，即转子冲片回转或者是定子冲片回转，也可以是双回转形式，即转子冲片和定子冲片同时回转。冲片同时回转。冲片之间转动的角度一般有45°、60°、72°、90°、180°等大角度回转形式，转子冲片和定子冲片的同时转动的角度可以相同，也可以

7、不同，在级进模的结构上带有双回转机构。这种定、转子铁芯的叠铆形式称为带回转叠铆，可以补偿由于冲制材料厚薄不均引起的叠沉积累误差和改善微特电机磁性能的特性。（3）定、转子铁芯带扭转自动叠片硬质合金级进模，在一幅模具上冲制出微特电机的转子铁芯和定子铁芯，其中转子铁芯带扭转叠铆，如图6所示，此转动的角度属于小角度回转形式，在级进模上带有扭转机构，带扭转叠铆的铁芯形式常用于交流电机的转子铁芯上。上述三种级进模的功能特点是集冲裁、回转、扭转、自动叠片等工序于一副模具上，模具设计结构比较先进，制造精度相当高，适合于高速冲床的自动化冲制。该类级进模中主要零件凸模、凹模材料采用硬质合金制造，模具磨一次刃口可冲

8、制100万次以上，总寿命在1亿次以上多工位传递模具是用于多工位压力机上的一组模具群体，冲制工件传递过程是用机械手进行的，所以多工位压力机多数以拉伸为冲压对象，适用于微特电机上机壳类零件的冲制。多工位传递模具除了能进行拉伸外，还可以兼作落料、冲孔、翻边、成形、弯曲、冲侧孔、。整形、切边等工序的冲制，是大批量生产机壳类零件的重要手段。冲制，是大批量生产机壳类零件的重要手段。冲制过程是，把要经过各道工序冲制过程的单副模具集中安排在一台多工位冲床上进行冲制，由冲床的一次进程便可得到一个完整的机壳冲压全过程，机壳在冲压过程中传递是靠机械手自动进行的。多工位传递模具具有纵向送料、横向送冲制件 毕 业 论

9、文适合于现代冲压技术的多工位精密级进模，在冲制微特电机的结构零件方面充分发挥了大批量生产的优势。该类级进模从冲制条料进入模具，通过各工步 的冲制，到冲制零件成品出来，都是在一幅模具上完成。与用普通模具来冲制零件相比较，普通模具需用多副模具才能够完成结构零件的冲制，这样容易造成零件在多次冲制过程中产生定位的积累误差，所冲制出来的零件尺寸稳定性比较差，且生产效率低等，所以用多工位精密级进模来冲制结构零件时最先进的加工手段。用现代冲压技术来制造微特电机的冲制件，可使微特电机制造水平得到很大的提高，特别是精密步进电机、小型精密直流电机和交流电机等，不仅保证了这些电机的高技术性能，而且适合于大批量生产的

10、需要。现在。国内使用的现代冲压设备大多数还是从国外引进的，精密模具从80年代靠引进，到90年代以来已逐步国产化，如精密多工位级进模、传递模和定、转子铁芯带双回转自动叠片硬质合金级进模等一批现代模具，现在国内已能自己制造出来。要制造出这些高精密模具除了必须有一批实际经验丰富的设计和制造人员，这是制造精密模具的关键所在。随着微特电机向高质量、大批量生产发展需要和精密冲压设备、模具精密加工设备国产化程度的不断提高，现代冲压技术应用到微特电机制造行业，是必然发展的趋势，也是微特电机制造行业，是必然发展的趋势，也是个微特电机大批量生产不可缺少的重要加工方法。2. 绪论 级进模是在一副模具内按所加工的零件

11、分为若干个等距离工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成冲压零件的某部分加工。被加工材料（条料或带料）在送进机构的控制下，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件或半成品。这样，一个比较复杂的冲压零件，用一副多工位级进模即可冲制完成。在一副多工位级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型、等工序。一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位级进模冲制完成。它是精密、高效、多工位的模具，其结构比较复杂，设计与制造周期也比较长，因此对其使用也有较高的要求。冲裁级进模相对于其它的冲压模具，如单冲模、复合模等具有生产率高，精度高的特点。同时构成级进模的零件数量多、结构复

12、杂，凸模位置、凹模孔等位置精度要求高。因此一般应采用导向机构。它的结构及工艺都比较复杂。级进模，尤其是多工位级进模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产效率大幅度提高。 多工位级进模按设计方法分类。可以分为封闭形孔连续式级进模和分断切除多段式级进模。按级进模包含的冲压工序性质分类，多工位级进模中有冲裁、弯曲、拉深、成型几种工序，而冲裁是最基本的加工内容，冲裁多工位级进模是多工位级进模的基本形式。由冲裁分别包含弯曲、拉深多工位级进模、冲裁成形多工位级进模。由于冲裁分别包含弯曲、拉深成形某两面种工序，则有冲裁弯曲拉深多工位级进模、冲裁弯曲成形多工位级进模、冲裁拉深成形多工位级进模。由几种

13、冲压工艺交全在一起则有，冲裁、弯曲、拉深、成形多工位级进模。多工位级进模有很多优点。然结构相当复杂，制造精度比一般模具要求高得多。为此一个零件是否要采用多工位级进模应考虑以下条件：一. 对机床设备和技术力量的要求。1 要有能够对多工位级进模进行维修、刃磨的技术力量。2 冲压应当具有能够承爱多工位级进模连续作业的足够的刚性、功率和精度。要有较大的工作台面，以及良好可靠的制动系统。二要有质量稳定的被加工材料。由于多工位级进模的被加工零件有弯曲、拉深、成形等加工内容，所以选定的被加工材料牌号应当适宜。其机械性能必须相对稳定。对于材料厚度为A_B级精度。其所用材料为带料。必须提出材料宽度公差和料边平直

14、度，因为它们将直接影响冲制效果和条料的条件。 三冲件应具有适用于多工位级进模冲制的条件。1 被加工零件的产量和批量足够在。2 多工位级进模在材料利用率这一因素上比其它模具都要低由于送料精度和名工步之间和累积误差，不至使零件精度降低。3 零件的形状异常复杂，经过冲制后有便于再单独重新定位的零件。4 对于某些形状特殊的零件，在使用简易冲模或复合模都无法设计模具或制造模具的情况下，采用我工位级进模却能解决问题。5 同一产品上的两个冲压零件，其某些尺寸间有相互关系，甚至有一定配合关系，在材质料厚完全相同的情况下，多数采用多工位级进模。因此在设计多工位级进模时要注意以下方面。1、要合理地确定工步数：连续

15、模的工步数等于分解的单工序之和，如冲孔落料连续模的工步数，通常是等于冲孔与落料两个单工序之和。但为了增加冲模的强度和便于凸模的安装，有时可根据内孔的数量分几步完成。其工步数的确定原则，主要是在不影响凹模强度的原则下，其工步数选用得越少越好，工步数越少，累积误差越小，则所冲出的工件尺寸精度越高。    2、在冲孔与落料工序次序安排时，应把冲孔工序放在前面，这样不但可以确保带料的直接送进，而且又可借助冲好的孔来作为导正定位孔，以提高工件的精度。但在与某些弯曲后的尺寸或某突出部分位置成关联尺寸时，就要根据实际确定冲孔的位置。   

16、 3、在没有圆形孔的工件中，为了提高送料步距的精度，可以在凹模的首次步序中设计有工艺孔，以使此工艺孔作为导正定位，提高冲件精度。但作为现在的模具设计中，我们对一些精密件的冲压已经逐步或全部采用了外框式的导料带。这样有利于保证复杂工件的加工精度。    4、同一尺寸基准的精度要求较高的不同孔，在不影响凹模强度的情况下，应安排同一工步成形。    5、尺寸精度要求较高的工步，应尽量安排在最后一工序，而精度要求不太高的工步，则最好安排在较前一工序，这是因为工步越靠前，其积累误差越大。  &#

17、160; 6、在多工步的连续模具中，台冲孔、切口、切槽、弯曲、成形、切断等工步的安排次序，一般应把分离工序如冲孔、切口、切槽安排在前面，接着可安排弯曲、拉深成形工序，最后再安排切断及落料工序。    7、冲不同形状及尺寸的多孔工序时，尽量不要把大孔与小孔同时放在同一工步上，以便修模时能确保孔距精度。    8、在设计时，若成形及冲裁在同一冲模上完成，则成形凸模与冲裁凸模应分别固定，面不要固定在同一固定板上。尽量把成形凸模固定在脱板上面。后面加装背板。    9、在设

18、计时，要使各工步已成形部分不受破坏，使带料保持在同一送料线上。    10、对于工序步数很多且带有较多弯曲工步的模具，其凹模刃口应尽量采用入块结构，可实现快速更换和修磨。    11、针对凸模的固定方式，在实现连续冲压时，要采用挂台和反压块的固定方式，以保证在连续冲压中不会发生凸模掉下而损坏模具的事项。    12、在模具结构强度和位置允许的情况下。多工步的模具要尽量采用浮动导料销。    13、切边的接口形式。在连续模中，最好采用半圆

19、切口14、在产品是基准孔的圆孔，一般情况下应在与导正孔同一工步冲切。如果圆孔边距比较小的时候而孔尺寸有要求，应先切外形，再冲孔。3.零件的冲压工艺性分析洗衣机转子是典型的冲裁件，其特点是工件尺寸小，精度高，材料强度高，厚度薄等。从所标注的尺寸来看，均属于高级冲裁精度。均要采用IT7级以上的精密冲裁模才能满足零件的精度要求。转子零件如图3-1所示： 图 3-1转子零件图工艺与模具设计中需要着重解决以下几个问题。 1、工艺方案和模具结构应保证能达到冲件所要求的高精度。 2、冲模结构应能冲出冲件的复杂外形。 3、冲裁模的制造精度和导向精度应适应冲件厚度薄，模具间隙小的特点。 4、冲裁模的强度和耐磨性

20、应适应冲压材料强度高的特点。5被加工零件的产量和批量都很大，为能够比较稳定持久的生产，实现高速连续作业，应采用多任务位级进模。冲压零件生产的批量很难用一个确切的数值来区分。在国外一些企业每批量在5-15万件以上者总产量在300万件以上者均普遍采用多任务位级进模冲制。但有时低于上述产量的冲件仍可采用多任务位级进模溃制。对于一些冲压件中的标准件、通用件等广泛采用多任务位级进模冲制。6通过计算，在材料利用率上采用多任务位级进模明显高于其它模具。7、由于送料精度和各工步之间的累积误差，不至使零件精度降低。多任务位级进模可采用措施可使累积误差 限制在很小范围。IT10级以下的零件（零件的外形部分）只要多

21、任务位级进模设计得当，制造良好，是完全能够保证对于某些高于IT10级精度的冲压件用多任务位级进模冲裁，仍能获得满意的效果。综上所述，洗衣机转子应该采用多工位级进模冲制。4排样图的设计排样图的设计是设计多任务位级工进模的重要依据，条料排样图一旦确定，也就确定了以下几个方面：1 被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序。2 模具的工位数，及其作业内容。3 确定了被冲制零件排列式样方位，并反映也材料利用率的高低。4 决定了模具步距的公称尺寸和定距方式。5 条料的宽度、纹向及送料方向的关系。7 基本上确定了模具的结构等。多工位级进模条料排样图设计得好坏，对模具设计的影响是很大的。在设计排样图时应有多种排样方

22、案加以比较、归纳、综合，最后得出一个最佳方案。是否为最佳方案，要看工位分布是否合理，条料能否在连续冲压过程中通畅无阻，是否结合模具使用和制造单位的实际情况，是否便于使用、制造、维修和刃磨，是否经济合理。4.1 材料利用率的计算材料利用率 （4-1） 式中：单个零件的材料利用率 一个进距的冲件数；冲裁件面积， ；条料宽度，； 送料步距，。 根据零件图形状特点确定了合理排样方案。排样图及其分析如下： 排样如图4-1所示： 图4-1 排样由计算可得每个零件的面积 SL = 604.99mm2 取一个步距条料的面积 S = B × h （4-2）= 65.57×34.4=2255.

23、608 ( mm2 )有效面积 S1 = × A （4-3） = 2 × 604.49 = 1208.98 ( mm2 )材料利用率 1 = S1/ S × 100 % （4-4）=1208.98/2255.608 × 100 % = 53.59 %5 有关工艺计算 5.1 冲裁力的计算及冲床的选择 根据冲远离力的计算公式 F = 1.3 F0 = 1.3 L t （5-1） t 材料厚度 mm 材料抗剪强度 MPaL 冲裁周长 mm 零件材料厚度t = 0.5 mm 零件材料抗剪强度 = 343 MPa 后极板零件冲裁周长的计算： 1.5L1 = 4.

24、71mm 2.5L2 = 7.85mm 5L3 = 15.71mm 卸口矩形L4 = 32.14mm 中间糟形L5 = 161.10mm 落料边形L6 = 108.45 冲裁周长L = (2×L12×L2L3L4L5L6)×2 = 685.04 mm冲裁力的计算 冲裁力 F = L t = 2095.41×0.5×500 = 523852.5( N )推件力的计算 推件力 F1 = n k F （5-2） n 同时梗塞在凹模内零件数 k 推件力系数 F 冲裁力 n = 5/t = 5/0.8 = 6.25 取 n = 6 推件力系数 k 查表取

25、0.055推件力 F1 = n k F = 6×0.055×523852.5 = 172871.325 ( N ) F总 = F + F1 （5-3） = 523852.5 +172871.325 = 696723.825(N) 拟选用125吨高速冲床。查冲床参数表可知： 装模高度 : 380 430 mm 送料线高度 : 235 285 mm 行程 : 25 mm5.2 压力中心的计算设x,y 轴原点如排样图所示，各凸模的周边长度为 S1,S2,S3Sn。各凸模冲裁力作用点到x轴和y轴的距离分别为y1,y2,y3yn 和x1,x2,x3xn。则各凸模的合力作用点，即压力中

26、心的坐标x0 ,y0 值按下式计算 （5-4） （5-5） 把数据代入计算： = （46.25*48.2+138.75*428.4+231.25*48.2 +323.75*172.79+416.25*77.12+508.75*898.8 +601.25*77.12+786.25*294.52）/(50.26+48.2 +428.4+48.2+172.79+77.12+898.8+77.12+294.52) =428.09 0最后取压力中心坐标为（ 428.09 , 0 ）。且取冲裁压力中心与压力机的压力中心重复。53 步距精度的计算 5.3.1 基本步距的计算级进模的步距是确定条料在模具中每送

27、一次，所需要向前移动的固定距离，步距的精度直接影响冲件的精度。步距基本尺寸决定于冲件的外轮廓尺寸，和两冲件的搭边宽度。因后极板零件采用双排列，且排列方向和送料方向平行。因此步距的基本尺寸 S = A + M （5-6） A 工件外形尺寸 M 搭边宽度 后极板步距基本尺寸 S = A + M = 91 + 1.5 = 92.5 ( mm ) 5.3.2 步距精度的计算步距的精度直接影响冲件的精度，由于步距的误差不仅影响分断切除余料，导致外形尺寸的误差。还影响冲件内外形的相对位置。也就是说，步距精度愈高，冲件精度也愈高。但步距精度过高，模具制造也就愈困难。所以步距精度的确定必须根据冲件的具体情况而

28、定。影响步距精度的因素很多，但归纳起来主要有：冲件的精度等级，形状复杂程度，冲件材质和厚度，模具的工位数，冲制时条料的送进方式和定距形式等。多工位级进模步距精度经验公式 （5-7） 多工位级进模步距对称偏差值 冲件沿条料送进方向最大轮廓基本尺寸精度提高三级后的实际公差值 n 模具设计的工位数 k 修正系数 见表 3-1后极板工件沿送料方向的最大轮廓尺寸是33.4mm。在排样图中共分为10个工位。原图规定工件为IT10精度，将IT10提高三级精度。则尺寸33.4的IT6(级)公差值为 0.016 mm模具的双面冲裁间隙为 0.080.10mm。查表3-1得k = 1则后极板多工位级进模步距对称偏

29、差值 = 0.003则这副多工位级进模的步距公差为±0.003mm。在排样图中，由第一工位至各工位形孔的孔距均标注±0.003mm。6 . 定距方式与导正钉 6.1 定距方式 级进模的定距方式有定位钉定距，侧刃定距，导正钉定距和自动送料机构定距等四种。四种定距方式各有优缺点。导正钉定距是级进模极为常用的定距方式，特别是形状复杂的冲件。所用的级进模一般采用这种方式定距。在高速冲床上采用自动送料机构送料作粗定距，导正钉作精定距，以实现连续自动作业。导正钉定距是在模具的第一工位上首先对条料冲出导正钉孔，在第二工位以至在以后的每三至五式位的对应位置安装导正钉，以便对条料进行导正，严

30、格控制整个条料在模具内送进的相对位置。多工位级进模的导正钉孔多数是特意在条料的空余部位上冲出的工艺性孔，一般是设计在条料裁体上的。根据后极板零件的要求，综合考虑级进模选用导正钉定距方式。6.2 导正钉6.2.1 导正钉孔直径的确定导正钉直径的大小直接影响材料利用率，但导正钉直径应保证导正钉的强度。导正钉孔径的大小还与冲件料厚度有关，导正钉孔径应大于或等于四倍的料厚。后极板零件料厚为0.8 mm 这早选取导正钉孔直径为 5 mm 。6.2.2 导正钉工作直径与导正钉孔径的关系导正钉的工作直径与导正钉孔径应有相当严格的配合要求，两者部应有微小的间隙，若大了就无法保证定距精度，导正钉的工作直径应参照

31、冲导正钉孔的凸模直径确定。对步距精度有严格要求。当条料厚度大于0.7 mm 时，导正钉工作直径按以下公式计算 d导 = d 导凸 - t × 0.02 （6-1） d导 导正钉工作直径d导凸 冲导正钉孔的凸模直径则导正钉的工作直径 d导 = d 导凸 - t × 0.02 = 5 - 0.8 × 0.02 = 4.984 ( mm )6.2.3 导正钉的种类选取导正钉选用多工位级进模中最常用的形式，适用的导正钉孔径为2.45.5， 6.2.4 导正钉的安装形式导正钉的安装形式是根据导正钉直径大小和使用情况及需要的不同而不同。对于小直径容易折断的导正钉为了便于更换，

32、维修，刃磨。因此选用如图所示安装形式。导正钉与固定板，卸料板均用H7/H6配合。导正钉与各部分的配合关系如图6-1所示。 图6-1导正钉与各部分的配合 A 导正钉直径 B 卸料板的孔径C 固定板的孔径D 凹模工作孔径E导正钉安安装后，直壁部分露出卸料板下平面的高度t冲制件的料厚 A与B为H7/h6配合；A与C为H7/n6配合；如果卸料板有辅助导向装置A与C则可为H9/f9配合。一般B，C两件均采用同时加工严格同心的工艺方案；A与D在送料有严格精度要求时，为防止导正钉弹性变形，D孔与A保持H7/k6配合，如严格要求时， D = A + ( 0.03 0.12 )mm （6-2） E = ( 0.

33、5 1 ) t （6-3） E太长影响连续作业，太短将影响送料精度。7 .凸模凹模结构和安装 7.1 凸凹模设计的原则 1、凸模和凹模要有足够的刚性与强度由于在高速连续作业的条件下，振动极大，就是在普通冲床上冲制，由于连续作业，凸模，凹模的磨损也比一般模具大得多；在多工位级进模中的许多凸模，凹模的受力状态是不均匀，不对称的，不垂直的，模具的损坏可能性也很大。所以在允许的条件下，应适当增加其强度。在多工位级进模设计中，一般采用强度较好的合金工具钢制造，并要选择合适的硬度，合理地安排热处理。在条件允许的情况下，适当地降低凸模高度，增加凹模厚度。另外，凸凹模的结构设计合理性对于增加模具的刚性和强度也

34、是十分重要的途径。 2、凸模和凹模必须便于稳定安装和更换多工位级进模的凸模、凹模必须要求安装后具有稳定性，这不仅能保证冲制精度，还可以提高冲压次数，从而扩大了经济效果。对于各种不同冲压工序的凸模、凹模之间都要保持稳定的间隙，而且间隙应当均匀一致。3、多工位级进模的凸模、凹模要有统一的其准，各种不同冲压性质的凸模、凹模必须谐调一致。一般在设计多工位级进模时，将这种关系以凹模各形孔间的坐标位置为其准，以第一工位定出坐标原点，以此至各个工位形孔定出坐标系。而凸模的安装位置、卸料板各形孔的位置均要与凹模一致，不得混乱。凸模的工作形状与对应凹模形孔形状也应当对应一致。这样既便于加工，又不容易出现差错。4

35、、余料排除方便及时多工位级进模的连续冲制过程中，绝不允许把余料带在凸模上，或留在凹模工作面上，以免损坏模具。因此要在凸模设置余料顶针，高压气孔便于及时清除余料。5、便于制造、测量和组装。7.2 凸模设计7.21 凸模的结构设计因本模具为多工位级进模，凸模材料选用硬质合金YG20，考虑到以后的维修与更换方便，所以后极板多工位级进模的异形凸模采用直通式凸模。所谓异形直通式凸模，是指工作形状与安装部分的形状完全或基本相同，这样的异形凸模工艺性好，加工的精度高，如图所示，用螺钉和垫块紧固在一起。采用精密线切割加工。与固定板一般采用H7/m6的配合。大面积的异形凸模安装方式一般都是做成直通形式，其安装方

36、法是直接以螺钉，销钉紧固在固定板上，如图7-1所示为后极板冲中间糟形孔凸模的结构形式。 图7-1中间糟形孔凸模而外缺口凸模安装形式如图7-2所示，图7-2 外缺口在多工位级进模中使用最多的是细小圆凸模，在高速连续作业时，小圆凸模的损坏是常有的情况，除了考虑便于更换外，还要考虑保护措施，力求做到不损坏或少损坏。模具中的1.5,2.5的孔均采用此种凸模结构。这种结构其圆凸模与固定板均有一定的间隙，凸模的工作部分完全靠卸料板进行导向，以保持与凹模孔的同心度，所以卸料板在有小孔冲制或小间隙冲裁时，应用小导柱加以辅助导向。精度要求很高的精密模具采用滚珠式小导柱、导套进行辅助导向。小凸模的具体结构如图7-

37、3所示。 图7-3小凸模冲导正钉孔的凸模采用直接插入式的固定安装结构，靠凸模与固定板的磨擦力固定一般采用H7/m6或H6/m5配合。其结构如7-4图所示。 图7-4导正钉孔的凸模722 凸模刃口尺寸的计算本设计计中，后极板材料厚度0.8 mm，为保证凸凹模之间有一定的间隙值，凸凹模采用配合加工。冲裁间隙0.05（mm） 1 冲2个直径为5的导正销孔刃口计算。 凸模磨损后，导正销孔径变小，为 B类尺寸， （7-1） = 0.04mm X = = (4.96+0.04) = 5 凹模尺寸按凸模尺寸配制。保证双面间隙0.05mm2 冲后极板槽孔刃口计算, B类尺寸，冲孔模, 8.18.5 (1) 8

38、 =0.03mmX=（18+1*0.03） =8.03 (2) 18.5 =0.05mmX= （18.5+1*0.05） = 18.553. 后极板冲孔刃口计算。2.5，1.52.5的凸模磨损后，孔径变小，为 B类尺寸， =0.05mm X= =(2.5+*0.05) =2.551.5的凸模磨损后，孔径变小，为 B类尺寸， =0.05mm X= =(1.5+×0.05) =1.55凹模尺寸按凸模尺寸配制。保证双面间隙0.05mm 4后极板落料刃口计算。A类尺寸33.4 ，11.5，14，B类尺寸13，c类尺寸2733.4 落料件，凹模磨损后, 尺寸变大，=0.05mm X= （7-2

39、）(3.4×.) 33.39511.5 落料件，凹模磨损后, 尺寸变大，=0.0mm X=(11.5×.) 11.49514 落料件，凹模磨损后, 尺寸变大，=0.05mm X=(14×.) 13.99513落料件，凹模磨损后, 尺寸变小，=0.03mm X= =(13+×0.03) =13.03 27落料件，凹模磨损后, 尺寸不变 =0.08mm X= （7-3） =（26.95+0.5×0.08） =26.99凸模尺寸按凹模尺寸配制。保证双面间隙0.05mm723凸模高度的确定 确定凸模高度尺寸时的几项原则1 在同一副模具中，由于各凸模性质

40、不同，各凸模的绝对高度也不一样，应确定某一基准凸模高度。凸模的基准高度是根据冲件料厚和模具大小等因素决定的，其他凸模按基准高度计算差量。在满足各种凸模结构的前提下，基准高度力求最小。2力求选用凸模标谁高度。目前国内外各企业标准不一，但是在凸模设计高度基本取整。3应有起码的使用高度和足够的刃磨高度。综上所述，凸模的高度为74mm,详细尺寸如各凸模零件图所示。73 凹模设计多工级进模的凹模设计是比较复杂的。要考虑各工位工作形状、精度、双要考虑各形孔的相对位置，确定各形孔的基准和相互间的坐标关系，又要考虑加工方便和使用寿命等因素。在多工位级进模中，对于一些小的工作形孔为了加工方便，容易更换和刃磨，可

41、在整体凹模的局部形孔位置镶一个套状凹模。镶套式凹模外形多数做成圆柱形和圆柱背台形两种。镶套式凹模与凹模固定板一般采用过渡配合，其套的外形与内形孔相对位置要求很严，以便于互换。如果外形是圆柱面，则装入后应加止动销、止动键等，以防止位置转动。后极板多工位级进模的导正钉孔凹模与小孔凹模如7-5图所示。图7-5导正钉孔凹模与小孔凹模中间槽形凹模结构如7-6图所示 图7-6中间槽形凹模缺口凹模的结构如图7-7所示： 图7-7缺口凹模落料凹模的结构如图7-8所示： 图7-8落料凹模8. 多工位级进模各种机构的设计81卸料装置 卸料装置是起卸料作用，在多工位级进模工作前，弹压卸料装置把条料压住，防

42、止条料在冲压过程中产生位移和塑性变形，卸料装置必须对各凸模起导向和保护作用。对于不同的冲压工序，卸料装置有不同的作用，在冲裁工序中，它起卸料与压料作用；在弯曲工序中，它不仅是卸料，也可以起到局部成型的作用，在拉深工序中还要起到压边圈的作用。卸料装置可以分为固定卸料和弹压卸料两种。在多工位级进模中，多数采用弹压卸料装置，但有时采用固定卸料装置。811 卸料装置的结构固定式卸料固定卸料的卸料板一般是通过导料板紧固在凹模上，固定卸料属于硬性卸料，卸料力大稳固而可靠。但在多工位级进模中，只有料厚大于1.5mm的冲件才采用。或在某些特定条件下采用。固定卸料板的工作形孔应与凸模保持一定的问隙，所以固定卸料

43、装置不能对凸模起导向和保护作用。为了保持条料沿导料板运行畅通，条料与导料板间应有适当的间隙，这时，导料板应当装上侧压装置。固定卸料板有整体式，和悬臂式两种。悬臂式固定卸料板又分为整体形和平板形两种。在多工位级进模中，采用悬臂式固定卸料板，不仅适用于冲裁加工，更适用于一些压弯和成型的卸料。整体式固定卸料板一般没有硬度要求，而悬臂式卸料板应在HRC35-40,以克服受力所产生的变形。弹压式卸料弹压式卸料是将弹压卸料板通过卸料螺钉、弹簧、安装在模具上，或是在卸料板与固定板之间安装小导柱、导套（在多工位精密模具还采用滚珠小导柱、导套）进行导向，也有的在卸料板上装上导套连同模架导柱一超导进行两级导向（即

44、在对上模与卸料板一同进行导向）。多工位级进模中采用弹压卸料板装置，很重要的一个环节卸料要平稳，有足够大的卸料力，以保持顺利卸料。尤其在高速作业中，实用的卸料力比计算卸料力成倍增加。对于硬质合金多工位级进模，多采用碟形弹簧进行卸料。在多工位级进模中，卸料板很少采用整体结构。而采用拼镶结构才能保证形孔精度、孔距精度、配合间隙、形孔粗糙度、热处理等要求。它的拼镶原则基本上与凹模相同。拼镶式拼块用螺钉、销钉紧固在卸料板基板上，拼全好的卸料板又通过基体用卸料螺钉、弹簧及辅助的小导柱、小导套装配在模具的上模上。为此卸料板基体需有足够的强度。形孔拼块可以分为若干段，充分利用成型磨削来保证拼块最后的精度与粗糙

45、度。812 卸料装置的设计在级进模中，弹压卸料板都要设计成反凸台形。冲压时，凸出部分正好进入两导料板之间。凸台与导板之间应有适当和间隙。卸料板和工作形孔应当与凹模形孔同心。这种要求要从模具设计及工艺上加以保证。另外，卸料板的各形孔与对应凸模的配合间隙只有凸模与凹模冲裁间隙的确1/3至于1/4，这样才能起到对凸模的导向和保护作用。而且间隙愈小，导向效果愈高，模具的寿命也愈高，然而制造的难度就愈大。但在高速连续冲压中又是十分必要的。对于低速冲压的多工位级进模，可以适当放宽卸料板与凸模配合精度。卸料板各工作形孔应有良好的粗糙度。卸料板的粗糙度与冲压速度有关，速度越高，粗糙度也越高。高速冲压，因凸模与

46、卸料板的磨擦，要求卸料板形孔的粗糙度要高。在高速冲压的多工位级进模中，卸料装置与凸模、导正钉以及辅助导向装置之间的润滑都是很需要的。多工位级进模的卸料板应具有耐磨性能。高速冲压的多工位级进模卸料板的工作部分往往是采用拼镶结构，采用高速钢或合金工具钢制造，淬火硬度HRC56-58。对于冲压速度不高的卸料板可千选用中碳钢以上或碳素工具钢材料制作，淬火硬度HRC40-45。而低速冲压卸料板可没有硬度要求。卸料板应有必要的强度，以防止在长久的受力运动状态下产生变形。拼合结构卸料板的基体应有一定的厚度。 卸料板对凸模要有一定的导向高度，越是细小凸模其导向高度也越高，可利用导向套对细小凸模进行导向和保护。

47、其导向套的高度可以高于卸料板。对于大的凸模，卸料板只起卸料和导向作用，为此可以降低接触高度，经减小磨擦。 在条料需要较大压紧力的时候，需要更大的弹簧预压力，这时会忽略卸料板的自身强度的不足，而造成卸料板发生变形，甚至损坏卸料板，损坏凸模，这是不允许的。在需要有较大压紧力时，可在卸料钉区之内各凸模之间的适当位置增加弹压力装置，如弹簧、硬橡胶等。为了保持卸料为平衡，卸料螺钉孔应当布置在全部工作形孔的外围，使得卸料螺钉受力均匀。卸料螺钉的工作长度在一副模具内应严格一致，否则安装以后卸料板不能平稳，形成不平衡卸料，容易损伤凸模。在多工位级进模中卸料螺钉用如图8-1所示的结构，其特点是便于控制长度，可以

48、通过磨削端面保证长度的一致辞性。另外每次凸模刃磨，卸料螺钉长也可同时磨去同样的高度。 图8-1卸料螺钉导正钉露出卸料板底面有效工作直壁的高度。导正钉有效工作直壁露出卸料板底面有能过长，一般为（0.5-0.8）t ,而冲裁部分凸模应凹入卸料板底面0.8-2.5mm ,否则当冲程回升时，条料会将导正钉抱住，影响连续作业。尤其是当采用带台式导料板，过长容易造成条料变形，影响冲压精度。如果需要导正钉多露出有效工作直壁，就应当在卸料板上靠近导正钉附近安装条料弹顶器。卸为板对阶梯形凸模的空让部分，要有足够的活动量，而且还要有足够的刃磨量。卸料螺钉沉孔深度应有足够的活动量。卸料螺钉沉孔深度如果不够，当凸模刃

49、磨到一定高度时，卸料螺钉帽在冲压最低点时就会高出上模座的上平面，甚至会发生事故。卸料弹簧的选用。根据所需要的压力，并考虑一定的预压力选用弹簧。在工作状态时，弹簧挠度不能超过70% 。卸料装置的辅助导向机构。辅助导向机构俗称小导柱和小导套。它们多数是在卸料板与固定板之间增设的导向机构。小导柱和小导套之间的配合间隙应当更小，一般为凸模与卸料板配合间隙的一半，方能对卸料板起到导向作用。实践证明，冲裁间隙在0.05mm以内的多工位级进模普遍采用滚珠过盈配合的辅助导向机构，达到了提高模具寿命的效果。813卸料板的润滑装置弹压卸料板与各凸模应良好的润滑，以提高模具的寿命。最简便的润滑方法是在卸料板的上面加上一层存油毡垫，沿卸料板的外周镶上金属边框，用小螺钉将油毡垫固定在卸料板上。在每次冲压之前对油毡垫注入机油，这样便可通过油毡将油渗透到凸模丐卸料板的间隙中，达到润滑的目的。也可以在卸料板的四周紧紧地围上围板；在固定与卸料板之间安装喷雾装置，油通过油路进入喷雾器，喷在凸模上，油便渗入凸模与卸料板的间隙进行润滑。82导料系统由于多