变压器冲压模具课程设计样本

哈尔滨理工大学荣成学院课程设计阐明书题目：变压器铁芯级进模设计专业年级：学生姓名：学号：指引教师：哈尔滨理工大学荣成学院完毕时间：年6月26日

哈尔滨理工大学荣成学院课程设计任务书学生姓名：学号：学院：荣成学院专业：材料成型与控制工程（B方向）任务起止时间：年6月16日至年6月27日课程设计题目：变压器铁芯级进模设计课程设计工作内容和筹划：1.工作内容(1)绘制模具装配图一张（A0或A1图纸）；(2)绘制模具零件图两张（A3图纸，手绘，由指引教师指定）；(3)编制设计计算阐明书，10～15页。2.工作筹划.7.1—.7.3查阅资料，工艺分析与计算，拟定模具总体方案；.7.4-—.7.5构造设计，绘制草图；.7.6—.7.8完毕模具装配图；.7.9—.7.10完毕模具零件图，编写设计阐明书，答辩；参照资料：1.冯炳尧，韩泰荣，蒋文森.．模具设计与制造简要手册．2.李春峰．金属塑性成形工艺及模具设计．3.刘建超，张宝忠．冲压模具设计与制造．指引教师意见：签名：年月日教研室主任意见：签名：年月日目录第1章变压器铁芯冲裁工艺性分析 11.1设计任务 11.2变压器铁芯工艺性分析 11.2.1变压器铁芯原材料分析 11.2.2变压器铁芯尺寸精度分析 11.2.3变压器铁芯构造工艺性分析 21.3变压器铁芯冲裁工艺方案拟定 2第2章变压器铁芯冲压模具总体构造设计 32.1模具总体方案拟定 32.2定位、送料方式 42.3卸料出件方式 52.4模具压力中心 52.5凸凹模刃口尺寸设计 62.6导向方式与模架类型 72.6.1导向方式拟定 72.6.2模架类型选取 8第3章变压器铁芯冲压模具零部件设计 93.1凸模 93.2凹模 10第4章模具装配和校核 114.1模具总装图和工作过程 114.2模具装配 124.3模具安装 124.4闭合高度和压力机有关参数校核 134.4.1压力机选取 134.4.2装模高度校核 13参照文献 14变压器铁芯冲裁工艺性分析设计任务设计任务如图1-1所示。图1-1垫片零件图已知技术参数：变压器铁芯材料硅钢料厚0.35mm变压器铁芯工艺性分析冲压件工艺性是指冲压件对冲压工艺适应性。冲裁件工艺性与否合理，对冲裁件质量、模具寿命和生产率有很大影响，在普通状况下，对冲压件工艺性影响最大几何形状尺寸和精度规定。良好冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作以便及产品质量稳定等规定。此工件是原则小容量变压器芯片，生产批量大，材料是硅钢片，厚度0.35mm。，在变压器线圈上插装时，相邻一层倒叠装，直到所需铁心厚度。鉴于生产批量大，应重点考虑节约材料、提高材料运用率问题。变压器铁芯原材料分析硅钢强度硬度高，弹性好，塑性韧性较低，但零件尺寸规定不高，厚度小，具备一定冲压性能。孔边距远不不大于凸、凹模所容许最小壁厚，如零件图所示，故可以考虑采用复合冲压工序；零件上尺寸都是自由公差，按IT14级，普通冲裁均能满足。变压器铁芯尺寸精度分析1）冲裁件经济公差级别不高于IT11级，普通规定落料件公差级别最佳低于IT10级，冲孔件最佳低于IT9级。零件上所有未注工差尺寸，属自由尺寸可按照IT11级拟定工件工差，零件外形：内部形状：孔心距2）冲裁件断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模构造等关于。当冲裁厚度为2mm如下金属板料时，其断面粗糙度普通可达变压器铁芯构造工艺性分析1．形状简朴、对称、有助于材料合理运用2．内行转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡以便于模具加工，减少热解决开裂，减少冲裁时尖角处崩刃和过快磨损。圆角半径R取。3．冲裁件凸、凹长度不适当过长，宽度不适当过小；经计算满足条件。4．孔边距6mm>1.5t5．冲孔时因受凸模强度限制,孔尺寸不应太小,用无导向凸模和有导向凸模所能冲制最小尺寸>1.5t,经验算孔满足规定。变压器铁芯冲裁工艺方案拟定1．拟定冲压工艺方案该零件涉及冲孔、落料两个基本工序，可有如下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料持续冲压，采用级进模生产。分析：方案一：模具构造简朴、但需两道工序两副模具，生产率较低，难以满足该零件年产量规定。方案二：只需一副模具，冲压件形位精度和尺寸精度较高，生产率高。但材料运用率不高、冲压后成品件留在模具上，在清理模具上物料时会影响冲压速度，操作安全不能保证。方案三：也只需要一副模具，生产率较复合模高，操作以便，材料能合理运用，工件精度也能满足规定。模具制造、安装稍复杂。通过对上述三种方案分析比较，该件冲压生产采用方案三为佳。变压器铁芯冲压模具总体构造设计模具总体方案拟定排样方案拟定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置办法。合理有效排样有助于保证在最低材料消耗和高生产率条件下，得到符合设计技术规定工件。在冲压生产过程中，保证很低废料百分率是当代冲压生产重要技术指标之一。合理运用材料是减少成本有效办法，特别在大批量生产中，冲压件年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理运用经济效益更为突出。保证在最低材料消耗和最高劳动生产率条件下得到符合技术规定零件，同步要考虑以便生产操作、冲模构造简朴、寿命长以及车间生产条件和原材料供应等状况，以选取较为合理排样方案。依照材料合理运用状况，条料排样办法可以分为如下三种：（一）有废料排样：冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲模来保证，因而精度高，模具寿命也高，但材料运用率低。（二）少废料排样：只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值，因受剪裁条料质量和定位误差影响，其冲件质量稍差，同步边沿毛刺被凹模带入间隙也影响模具寿命，但材料运用率高，冲模构造简朴。（三）无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件质量较差，模具寿命较短，但材料运用率高。采用少、无废料排样可以简化冲裁模构造，减小冲裁力，提高材料运用率。但是，因条料自身公差以及条料导向与定位所产生误差影响，冲裁件公差级别低。同步，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，减少模具寿命，并且也直接影响冲裁件断面质量。综上分析，考虑冲裁零件形状、尺寸、材料，选用有废料排样。排样图如图2-1。图2-1排样图搭边选取排样时，工件及工件与条料侧边之间余料叫搭边，搭边作用是补偿定位误差和保持条料有一定刚度，以保证冲压件质量和送料以便。搭边太宽，挥霍材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，也许“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值大小与下列因素关于：=1\*GB3①材料力学性能。硬材料可小些，软材料搭边可要大些。=2\*GB3②工件形状与尺寸。尺寸大或有尖突复杂形状时，搭边要获得大值。=3\*GB3③材料厚度。薄材料搭边值应取大某些。=4\*GB3④送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向搭边值可以取小些。依照零件形状两式件间按矩形取搭边值=2.5，侧边取搭边值=2.2。材料运用率计算运用率式中s——步距；mmB——条件宽度；mmA——一种步距内冲裁件实际面积。mm2——一种步距内材料运用率查硅钢板材原则，宜选1000mmmm钢板，每张钢板可裁剪即12张，每张条料有个步距，则：即每张板材运用率为79%。送料步距、条料宽度及板料间距计算送料步距送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动距离，用S表达，其值等于冲裁件相应某些宽度加上工件间搭边值，即=45.5+2.5=48条料宽度及板料间距计算条料宽度按下式：（2-1）式中为冲裁件宽度方向最大尺寸；为导料板与最宽条料之间间隙查表取。定位、送料方式定位零件是用来保证条料对的送进及在模具中对的位置，以保证冲制出合格零件。条料在模具送料平面中必要有两个方向限位：一是在与条料方向垂直方向上限位，保证条料沿对的方向送进成为送进导向；二是在送料方向限位，控制条料一次送进距离（步距）。1．导料装置选取属于送料导向定位零件又导料销，导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。零件厚度为0.35，为了加工设计以便以便且不影响其工艺规定，采用导料板导料且与卸料板制成整体式。2．挡料销选取属于送料定距定位零件有挡料销、导正销、侧刃等，导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选用挡料销做定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销顶端高出材料因选用活动式橡胶弹顶挡料销。其挡料销高度h查表得h=33．导正销使用导正销目是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位误差。冲裁中，导正销先进入已冲孔中，导正条料位置，保证孔与外形相对位置公差规定。导正销重要用于级进模，导正销普通与挡料销配合使用，也可以与侧刃配合使用。为了使导正销工作可靠，避免折断，导正销直径普通应不不大于2mm。孔径不大于2mm孔不适当用导正销导正，但可另冲直径不不大于2mm工艺孔进行导正。导正销工作原理如2-2所示。导正销头部由圆锥形导入某些和圆柱形导正某些构成。导正某些直径和高度尺寸及公差很重要。导正销基本尺寸可按下式计算

图2-2导正销工作方式图卸料出件方式弹压卸料装置弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等零件构成。弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因而，质量规定较高冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。弹压卸料板与凸模单边间隙可依照冲裁板料厚度按下表选用。在级进模中，特别小冲孔凸模与卸料板单边间隙可将表列数值恰当加大。当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模间隙小。此时。凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具启动状态，卸料板应高出模具工作零件刃口，以便顺利卸料。模具压力中心模具压力中心就是冲压力合力作用点，为了保证压力机和模具正常工作，应使模具压力中心与压力机滑块中心线相重叠。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模冲裁模，必规定出冲压力合力作用点即压力中心。模具压力中心应与模柄轴线重叠，否则会影响模具及压力机精度和寿命。压力中心计算选定坐标系XOY如图2-3所示:图2-3压力中心其计算办法为各个边长度与其中点相应X、Y坐标值积相加再除以各边长度之和：X=L1×x1+L2×x2+L3×x3+…+L14×x14/L1+L2+L3+…Ll14=43Y=L1×y1+L2×y2+L3×y3+…+L14×y14/L1+L2+L3+…+L14=28.5因此压力中心坐标为（33.5，18.5）凸凹模刃口尺寸设计冲裁过程中，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，成果使间隙越用越大。因而，拟定凸、凹模刃口尺寸应区别落料和冲孔工序，并遵循如下原则：1．设计落料模先拟定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来获得。设计冲孔模先拟定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来获得。2．依照冲模在使用过程中磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔最大极限尺寸。这样，凸、凹在磨损到一定限度时，仍能冲出合格零件。模具磨损预留量与工件制造精度关于。用x、Δ表达，其中Δ为工件公差值，x为磨损系数，其值在0.5--1之间，依照工件制造精度进行选用：工件精度IT10以上X=1工件精度IT11～IT13X=0.75工件精度IT14X=0.53．不论落料还是冲孔，冲裁间隙普通选用最小合理间隙值（Zmin）。该模具凸凹模按配作法制作落料某些以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制；冲孔某些以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。基本尺寸及分类冲裁间隙磨损系数计算公差制造公差计算成果落料凹模具制造精度为：IT11级，故x=0.75相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.021~0.027之间同上同上同上同上冲孔凸模同上相应凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证双面间隙在0.021~0.027之间孔边距同上孔心距同上导向方式与模架类型导向方式拟定采用导柱导套光滑圆柱导向型式导向零件是用来保证上模相对于下模对的运动。对生产批量较大、零件公差规定较高、寿命规定较长模具，普通都采用导向装置。模具中应用最广泛是导柱和导套。上下模导向在凸凹模与凹模开始作用前或压料板接触到制件前就应当充分合上，以保证导向在冲压工作开始时即以发挥正常作用，导柱长度应保证冲模在最低位置时导柱上端面与上模座顶面距离不不大于10—15mm；而下模座顶面与导柱底面距离不不大于5mm。模架类型选取该模架选用对角导柱模架，导向装置安装在模具对角线上，滑动平稳，导向精确可靠。由原则（GB/T2851.5-1990）中选用,从而拟定如下材和尺寸：模架材料选用铸铁200模架上模板长度为250、宽度160、厚度45。下模板长度为250、宽度160、厚度50；最大高度为200、最小高度为160。模柄选用压入式模柄，压入模柄部位应与安装孔成7/6配合；材料选用45钢，尺寸。螺钉选用原则件内六角螺钉，规格为10；导柱直径为25，长度170；导套直径为38，长度85；应按6/5配合；柱间距离150；材料为20钢。变压器铁芯冲压模具零部件设计凸模冲孔凸模：冲孔模直径为，固定办法采用台阶式固定。由于凸模要穿过凸模固定板、橡胶及卸料板，长度较大，易折断，因而上部直径取值较大，定为进入卸料板凸模直径为，用卸料板进行保护。考虑到孔径大小和冲裁力影响制导致台阶式凸模保证其强度及刚性，装配修磨以便，最大直径作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。与凸模固定板配合某些按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制造。冲孔凸模如图3-1所示。图3-1冲孔凸模侧刃凸模：凸模断面为矩形凸模制成长方体，其体积大小适中且卸料力小，宜采用压入固定在垫板上，固定选用内六角M10螺钉。凸模用线切割机床加工制造。尺寸与相交处为直角，但为延长凸模寿命，在线切割时应制成圆角。侧刃凸模如图3-2所示。图3-2侧刃凸模落料凸模：凸模断面为矩形凸模制成长方体，其体积大小适中且卸料力小，宜采用压入固定在凸模固定板上。凸模用线切割机床加工制造。尺寸与相交处为直角，但为延长凸模寿命，在线切割时应制成圆角。落料凸模如图3-3所示。图3-3落料凸模凹模采用整体凹模构造，具备制造简朴、制作周期短特点，并且由于凸模固定板、卸料板、凹模可以用同一程序定位、切割，因而可以保证相对位置精度，便于装配。凹模刃口形式选用直筒式刃口。该凹模厚度所有为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨后刃口尺寸不变，合用于制件或废料逆冲压方向推出冲裁模如复合模、薄料落料模。落料凹模如图3-4所示。。图3-4落料凹模模具装配和校核模具总装图和工作过程模具装配就是依照模具构造特点和技术条件，以一定装配顺序和办法，将符合图纸技术规定零件，经协调加工，组装成满足使用规定模具。在装配过程中，既要保证配合零件配合精度，又要保证零件之间位置精度，对于具备相对运动零（部）件，还必要保证它们之间运动精度。因而，模具装配是最后实现冲模设计和冲压工艺意图过程，是模具制造过程中核心工序。模具装配质量直接影响制件冲压质量、模具使用和模具寿命。图4-1变压器铁芯级进模装配图1-上模座2垫板3-卸料螺钉4-冲孔凸模5-卸料橡胶6侧刃凸模7-卸料板8-导料板9-承料板10-凹模11-下模座12-连接螺钉13-导柱14-挡料销15-导套16-落料凹模17-导正销18-圆柱销19-模柄工作过程：模具在工作时，第一步先冲出直径为4两个孔和两个长方形孔，条料被抬起向左送料，由固定挡料销14拟定步距，中间一种步距为空走步距，下一步距由落料凸模落料，在落料凸模工作时，由导正销插入直径4孔进行定位，导正销先进入已冲孔中，导正条料位置，保证孔与外形相对位置公差规定，消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位误差。落料后冲孔废料和工件直接从凹模下孔排出，不需要推件装置。模具装配(一)冲模装配过程冲模装配原则是将模具重要工作零件如凹模、凸模、落料凸模或导板等选为装配基准件，复合模普通装配顺序为：级进模普通以凹模为基准件，先装凹模某些，再装凹推板和凸模等。按零件图和工艺规定检查所有零件组装下模:1.水平放置下模座（有导柱）2.将下垫板放在下模座上，按线对齐3.将落料凸模及落料凸模固定板放在下垫板上，配入销钉Ф10×504.用螺钉M10×45拉紧，并辅以平行夹夹紧5.将弹簧垫圈及卸料弹簧装入弹簧凹孔6.装上卸料板，用卸料螺钉将卸料板拉紧，调节预紧力，使之均衡下模组装完毕。组装上模:1.水平放置上模座（有导套）2.将模柄装入上模座，用榔头钉紧3.配入防转销4.将凸模固定板放在平行垫上，把冲孔凸模装入凸模固定板5.倒置上模座在平行垫上面，将上垫板放在上模座上，按线对齐6.将凸模固定板放在上垫板上，配入销钉Ф10×457.放入推杆，并放上空心垫板，放入推件块，再放上凹模板8.配入销钉Ф10×609.用螺钉M10×60将上模各板连接起来，并紧固上模组装完毕，将上、下模合在一起。装配完毕后间隙调节重要用于无模架固定导板模凸凹模间隙调节和有模架各种模具凸凹模间隙调节。对于冲裁模，普通间隙都不是很大，故常采用光隙法或手感加切纸法。模具安装冲模装好后，必要依照冲裁力大小，闭合高度等条件，将它安装在恰当压力机上试冲和调节，通过试冲才干发现冲模各种缺陷，从而再分析因素进行调节或修理，直至冲出合格零件为止。冲模安装过程如下：1．安装冲模前，必要进一步熟悉冲压工艺和冲模图纸，检查所要安装冲模和压力机与否完好正常。2．准备好安装冲模所需要紧固螺栓、螺母、压板、垫块、垫板及冲模上附件（顶杆推杆等）。3．测量冲模闭合高度，并依照测量尺寸调节压力机滑块高度，