定子沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)論文

1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）壓縮機(jī)定子沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)摘 要 電機(jī)定子是電機(jī)的重要部件，其質(zhì)量對(duì)電機(jī)性能有直接影響。因此定子片成形模具的設(shè)計(jì)十分重要。電機(jī)定子片具有多槽孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)中一定要保證其相對(duì)精度。定子片在使用中所需要的數(shù)量也較多，使用傳統(tǒng)的單工序模進(jìn)行沖裁必將造成高成本、低效益。因此本文采用多工步級(jí)進(jìn)模對(duì)其進(jìn)行沖裁。既保證了沖裁精度，又提高了生產(chǎn)效率。文中首先闡述了級(jí)進(jìn)模的相關(guān)知識(shí)及發(fā)展前景，其次在詳細(xì)分析沖裁工藝的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了毛坯優(yōu)化排樣、定距和定位方式、凸凹模結(jié)構(gòu)以及固定方式等細(xì)節(jié)問題。最后采用CAD繪出級(jí)進(jìn)模具的局部總裝圖。關(guān)鍵詞： 定子片，多工位，級(jí)進(jìn)模 The

2、 Stamping Process And Mold Design Of Stator Piece Of CompressorABSTRACTThis paper studies the blanking technology of the motor stator vane and rotor vane and the design of blanking die. The stator vane and rotor vane are both indispensable components of a motor and their quality has a direct and imp

3、ortant impact on the design of the motor. They both have such complex structures with a lot of slotted eye that its relative accuracy should be ensured during its producing. Since the stator and rotor vane are also needed in a great amount, it must results in high costs and low efficiency if the tra

4、ditional simple press tool is used on blanking. So, in this paper, the author suggests that Multi-Step Progressive Die should be applied to the link of blanking so that the accuracy can be ensured and the efficiency can be enhanced at the same time. Firstly, this paper introduces some relative knowl

5、edge and the future development of Progressive Die. Then, some detailed problems, such as the black layout of blank, the way to fix spacing and position, the structure of top die and bottom die and the methods to fix them, are discussed carefully on the basis of a detailed analysis of the technology

6、 of blanking. Lastly, the setting drawing of the Progressive Die can be got by using CAD.Keywords: stator vane，multi-position ，Progressive Die 5目錄前言1第1章 工藝設(shè)計(jì)31.1 工藝分析31.1.1 材料31.1.2 零件31.1.3 尺寸精度31.2 沖裁工藝方案41.2.1 方案擬定41.2.2 方案分析41.3 模具結(jié)構(gòu)形式41.3.1 模具類型的選擇41.3.2 操做與定位方式41.3.3 卸料及出件方式51.3.4 確定送料方式51.3.5

7、 確定導(dǎo)向方式5第2章 工藝計(jì)算62.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、計(jì)算材料利用率62.1.1 排樣方式的選擇62.1.2 計(jì)算條料寬度72.1.3 確定步距72.1.4 材料利用率82.2 工序排樣82.3 沖壓力計(jì)算102.3.1 沖裁力102.3.2 卸料力112.4 選用壓力機(jī)162.5 凸凹模刃口尺寸計(jì)算122.5.1 凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則122.5.2 凸凹模刃口尺寸計(jì)算方法122.5.3 凸凹模刃口尺寸計(jì)算13第3章 級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)153.1 級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法163.1.1 級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則153.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容253.2 本次模具總體結(jié)構(gòu)163.3 級(jí)進(jìn)模具的

8、零件設(shè)計(jì)163.3.1 凸模和凹模設(shè)計(jì)原則173.3.2 凸模的設(shè)計(jì)173.3.3 凹模的設(shè)計(jì)203.4 導(dǎo)向及卸料板的設(shè)計(jì)223.5 定位零件233.5.1 擋料銷233.5.2導(dǎo)正銷233.5.3 誤送檢測裝置24第4章 輔助裝置254.1 固定板254.2 墊板254.3 模架254.4 標(biāo)準(zhǔn)件的選用254.5 模具材料的選用264.6 安裝與配合264.6.1 凸模與凹模模的裝配間隙264.6.2 卸料板與凸模的裝配間隙264.7 卸料裝置264.8 裝配配合27結(jié)論29謝 辭31參考文獻(xiàn)32前言我們?nèi)粘Ｉ钪兴闷骶邘缀蹙栌媚＞邅沓尚蛯?shí)現(xiàn)，模具對(duì)人們而言將不再陌生。如在電子、汽車、

9、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。級(jí)進(jìn)模能夠在一副模具內(nèi)完成復(fù)雜零件的沖裁，彎曲，拉深，立體成型以及裝配等復(fù)雜工藝，具有生產(chǎn)效率高，操作安全可靠，可以加工復(fù)雜零件等特點(diǎn)而受到普遍的重視，應(yīng)用也日益廣泛。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)疊片多功能模具，已達(dá)到國際水平。其他如48、54、68條

10、腿集成電路柜架多工位級(jí)進(jìn)模、電子槍硬質(zhì)合金多工位級(jí)進(jìn)模、別克轎車安全帶座式多工位級(jí)進(jìn)模、空調(diào)器散熱片多工位級(jí)進(jìn)模，均達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。但總體上和國外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。本文將對(duì)電動(dòng)機(jī)定子轉(zhuǎn)子沖壓工藝與多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)作一個(gè)系統(tǒng)、詳細(xì)的介紹。畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義在于，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，培養(yǎng)個(gè)人獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力，樹立理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。鞏固、擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)方法和步驟。掌握多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算分析、計(jì)算機(jī)繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和撰

11、寫設(shè)計(jì)說明書，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高了自我分析、解決問題的能力，對(duì)學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和運(yùn)用，對(duì)專業(yè)知識(shí)做到更深一步的掌握和拓展，了解模具專業(yè)前沿技術(shù)，提高自己的動(dòng)手能力，為進(jìn)入工作崗位打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)面較廣，有一定難度。設(shè)計(jì)是按學(xué)習(xí)、消化、吸收、創(chuàng)新的思路進(jìn)行的。整個(gè)設(shè)計(jì)是由個(gè)人獨(dú)立完成，所以設(shè)計(jì)內(nèi)容可能會(huì)有一些漏洞和錯(cuò)誤，殷切希望各位老師及領(lǐng)導(dǎo)予以批評(píng)和指正。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，得到了指導(dǎo)老師老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在此一并致以衷心的感謝！ 第1章 工藝設(shè)計(jì)1.1 工藝分析1.1.1 材料電工硅鋼片D21，鋼板厚度0.50mm，具有良好的沖裁性能。1.1.2 零件零件形狀

12、簡單，對(duì)稱，是由圓弧和直線組成比較適合沖裁。零件如圖1-1所示。圖1-1 零件圖1.1.3 尺寸精度零件圖只給出了部分尺寸的公差，可以看出零件精度要求較高。其其它未標(biāo)注公差屬于自由尺寸，按IT14級(jí)確定工件的偏差?？偨Y(jié)以上特點(diǎn)：該制件符合沖裁工藝性，所有適合沖裁。1.2 沖裁工藝方案1. .2.1方案擬定 方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔落料復(fù)合沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。1. 2.2方案分析方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，制造簡單，但需要多副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二：也只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且

13、工件最小壁厚大于圖凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，且一次成型兩個(gè)工件模具的設(shè)計(jì)及制造較麻煩。方案三：只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，雖然模具輪廓尺寸較大，但把工序分開使模具的設(shè)計(jì)變得簡單，也便于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。1.3 模具結(jié)構(gòu)形式1. 3.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用連續(xù)模沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)連續(xù)模。1.3.2 操作與定位方式1. 操作方式零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，也能滿足生產(chǎn)要求，這樣就可以降低生

14、產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。如果有條件加上自動(dòng)送料機(jī)和校平機(jī)構(gòu)這可大幅度提高生產(chǎn)效率。2. 定位方式因?yàn)閷?dǎo)料銷、始用擋料銷和導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制送料步距采用導(dǎo)正銷，初始定位采用始用擋料銷。1.3.3 卸料及出件方式1.卸料方式剛性卸料與彈性卸料的比較：剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊

15、間隙選擇（0.10.2）t，若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、倒裝復(fù)合模和連續(xù)模的卸料裝置。工件平直度較高，料厚為0.5mm較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。2.出件方式因采用連續(xù)模生產(chǎn)，故采用下出件為佳。1.3.4確定送料方式因材料為帶料故采用橫向送料。1.3.5確定導(dǎo)向方式由于模具整體尺寸較大零件尺寸精度要求較高故采用導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好四導(dǎo)柱模架。第2章 工藝計(jì)算2.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距

16、、計(jì)算材料利用率2.1.1 排樣方式的選擇方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一位佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。如圖2-1圖2-1 毛坯排樣圖2.1.2 計(jì)算條料寬度搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以

17、保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命，影響送料工作。由表 2-1 查得最小搭邊值a=2mm a=1.5mm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)最終確定為a=2mm a=2mm表2-1 沖裁金屬材料的搭邊值料厚手送料圓形非圓形aaaa11.51.521.5條料寬度B=118mm2.1.3 確定步距送料步距e：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定于模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。步距確定的原則是：最小條料寬度保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值

18、；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。復(fù)合模送料步距e=工件的寬度+一個(gè)搭邊值 即：e=114+2=116mm排樣圖如圖2-2所示：圖2-2 排樣圖2.1.4 材料利用率的計(jì)算用制件的面積與所用板料面積的百分比，作為衡量排樣合理性的指標(biāo)，稱為材料的利用率。用表示： 式中 F制件面積（） n一個(gè)步距內(nèi)制件數(shù) B板料寬度（mm） A排樣步距（mm）本文中B=118mm，A=116mm，F(xiàn)為零件的面積可取為，即=69.4%。2.2 工序排樣在多工位級(jí)進(jìn)模沖壓中，工序件在級(jí)進(jìn)模內(nèi)隨著沖床一次就向前送一個(gè)步距，到達(dá)不同的工序。由于各工位的加工內(nèi)容互不相同，因此，在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

19、中，要確定從毛坯板料到產(chǎn)品零件的轉(zhuǎn)化過程，既級(jí)進(jìn)模各工位的所要進(jìn)行的加工工序內(nèi)容，這一設(shè)計(jì)過程就是工序排樣。工序排樣遵循的原則原則：(1) 工件排樣要保證產(chǎn)品零件的精度和適用要求；(2) 工序應(yīng)盡量的分散，以提高模具壽命，簡化模具結(jié)構(gòu)；(3) 合理安排各工序，使壓力中心盡可能與模具幾何中心接近；(4) 同一工位個(gè)沖切凸模應(yīng)盡量設(shè)計(jì)為同一高度；(5) 沖孔在前，外形沖切和落料在后；(6) 為保證條料送進(jìn)的步距精度，第一工位安排沖導(dǎo)正孔，第二工位設(shè)導(dǎo)正銷，在其后的各工位上，優(yōu)先在易竄動(dòng)的工位設(shè)置導(dǎo)正銷；(7) 設(shè)置空位，可以提高凹模，卸料板和凸模固定板的強(qiáng)度；(8) 工件和廢料應(yīng)能順利排出；(9)

20、 排樣方案考慮模具加工設(shè)備的條件。由于產(chǎn)品精度要求較高，同時(shí)考慮到?jīng)_床送料等選用人工送料有條件的話最好選用自動(dòng)送料機(jī)送料，導(dǎo)正銷精確定位，導(dǎo)正孔設(shè)在載體兩側(cè)，導(dǎo)正孔直徑取10mm。綜合上述各方面的設(shè)計(jì)，該產(chǎn)品的排樣如圖2-3所示，共分四個(gè)工位。第一工位：沖導(dǎo)正孔。第二工位：沖定子槽孔。第三工位：整形。第四工位：定子落料。圖2-3 工序排樣圖2.3 沖壓力計(jì)算2.3.1 沖裁力沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)材料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。包括沖工件上各孔的沖裁力沖導(dǎo)正孔力定子片轉(zhuǎn)子片落料力。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。平刃沖模的沖裁力可按下式計(jì)算：F=KLt(由文獻(xiàn)1P189式5-29得)式

21、中 F沖裁力（N）；L零件剪切周長（mm）；t材料厚度（mm）；材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；K系數(shù),一般取K=1.3；已知零件材料是電工硅鋼D21, 查沖壓模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)得材料抗剪強(qiáng)度取=190Mpa，材料厚度t=0.5mm,L值由各工位全部沖裁線即沖裁零件周長尺寸組成,各工位沖裁力如下：第一工位：F1=K L1t=1.362.80.5190=7755.8N第二工位：F1=K L1t=1.3906.720.5190=111979.92N第三工位：F1=K L1t=1.3191.540.5190=23655.19N第四工位：F1=K L1t=1.3386.130.5190=47687.12N2.3

22、.2卸料力沖裁時(shí),工件或者廢料從凸模上取下來的力叫卸料力。由文獻(xiàn)1P47 式（2-31）得卸料力 F沖裁力； 卸料力系數(shù)； 由表2-2，取=0.05,所以N表2-2卸料力、推件力和頂件力系數(shù)2.4 選用壓力機(jī)根據(jù)工件成形總力 模具下模座總體尺寸464mm338mm擬選日本會(huì)田（AIDA）公司L系列高速壓力機(jī)。壓力機(jī)型號(hào)：PDA12壓力機(jī)參數(shù)：標(biāo)稱壓力1200kn行程長度30mm工作臺(tái)板尺寸800500mm滑塊行程次數(shù)65-160次/min封閉高度300mm封閉高度調(diào)節(jié)量60mm主電動(dòng)機(jī)功率14.5kw2.5凸凹模刃口尺寸計(jì)算2.5.1凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則1. 落料時(shí)，落料件的尺寸是由凹模決定

23、的，因此應(yīng)以落料凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。沖孔件的尺寸是由凸模決定的，因此應(yīng)以沖孔凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.凸模和凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后會(huì)增大落料件的尺寸，凸模磨損后會(huì)減小沖孔件的尺寸。為了提高模具壽命，在制造新模具時(shí)應(yīng)把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸。3. 凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理間隙，對(duì)于落料件，凹模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙應(yīng)由減小凸模尺寸來取得。對(duì)于沖孔件，凸模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙應(yīng)由增大凹模尺寸來取得。由于間隙在模具磨損后會(huì)增大，所以在設(shè)計(jì)凸模和凹模時(shí)取初始間隙的最小值Zmin。4. 凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)。而偏差值應(yīng)按入體方向標(biāo)

24、注。5. 尺寸計(jì)算要考慮模具制造的特點(diǎn)。2.5.2凸凹模刃口尺寸計(jì)算方法1凸模和凹模分別加工時(shí)的尺寸的計(jì)算（1）落料 ：（2）沖孔： （3）對(duì)于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證下述關(guān)系：凹+凸 Z maxZ min 2凸模和凹模單配加工時(shí)的尺寸的計(jì)算用單配加工法制造模具常用于復(fù)雜形狀及薄料的沖裁件。在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸模和凹模工作部分的尺寸時(shí)，往往可以發(fā)現(xiàn)在一個(gè)凸模或凹模上會(huì)同時(shí)存在著三類不同性質(zhì)的尺寸需要區(qū)別對(duì)待。三類尺寸的計(jì)算方法（1）對(duì)于落料凹?；驔_孔凸模在磨損后將會(huì)增大的第一類尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸。 （2）對(duì)于沖孔凸?；蚵淞习寄Ｔ谀p后將會(huì)減小的第二類尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的

25、沖孔凸模尺寸。（3）對(duì)于凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的第三類尺寸不必考慮磨損的影響，凸模和凹模的基本尺寸就取沖裁件的中間尺寸，其公差取正負(fù)對(duì)稱公布。 2.5.3 凸凹模刃口尺寸確定1.對(duì)于圓形件沖孔、 落料采用分別加工法。查表得間隙值： 查表得凸凹模制造公差： 校核： 滿足查表得因數(shù)x=0.5查表得凸凹模制造公差： 校核： 滿足查表得因數(shù)x=0.5 查表得凸凹模制造公差： 校核： 不滿足故 不可用分別加工法。2.對(duì)于沖轉(zhuǎn)子鑄鋁槽孔、定子槽孔、定子落料這些復(fù)雜凸凹模的刃口尺寸需按單配加工法。第一類尺寸：、 第二類尺寸： 14洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章 級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)3.1級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法級(jí)

26、進(jìn)模是用多個(gè)零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)是模具的“形”。模具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)對(duì)模具的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。3.1.1級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要遵從以下原則：a盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。b模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求。c結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、實(shí)用，要具有合理的經(jīng)濟(jì)性。d能方便的送料，操作要安全簡便，出件容易。e要考慮廢料的處理。f模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢固。g要有利于模具零件的加工。h模具結(jié)構(gòu)要與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備相協(xié)調(diào)。i模具容易安裝，易損件更換方便。3.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大

27、體可以分為兩步：第一步根據(jù)工序排樣的結(jié)果確定模具的基本結(jié)構(gòu)框架，確定組成級(jí)進(jìn)模的主要結(jié)構(gòu)單元及形式，對(duì)模具制造和使用提出要求；第二步確定各結(jié)構(gòu)單元的組成零件及零件間的連接關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是模具裝配圖和零件明細(xì)表。3.1.3結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì)內(nèi)容概要設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開始，它以工序排樣圖為基礎(chǔ)，根據(jù)產(chǎn)品零件要求，確定級(jí)進(jìn)模的基本結(jié)構(gòu)框架。結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì)包括：（1）模具基本結(jié)構(gòu)：倒裝關(guān)系的確定;導(dǎo)向方式確定;卸料方式確定；（2）模具基本尺寸：模具平面尺寸、模板厚度、模具閉合高度。（3）模架基本結(jié)構(gòu)：模架的外形與尺寸;導(dǎo)柱與導(dǎo)套；模座形式；模柄。（4）壓力機(jī)的選擇：壓力機(jī)的類型；壓力機(jī)規(guī)格。（5）模

28、具價(jià)格與加工周期（畢業(yè)設(shè)計(jì)可以省略）。3.2 本次模具總體結(jié)構(gòu)圖3-1 模具總體結(jié)構(gòu)圖3.3級(jí)進(jìn)模具的零件設(shè)計(jì) 3.3.1 凸模和凹模設(shè)計(jì)原則凸模和凹模直接擔(dān)負(fù)著沖壓或拉深的工作。由于加工性質(zhì)的不同，凸模和凹模的形狀、結(jié)構(gòu)也不同。凸模和凹模設(shè)計(jì)原則如下： 凸模和凹模要有足夠的剛性與強(qiáng)度。由于在高速連續(xù)作業(yè)的條件下，振動(dòng)極大，凸模、凹模的磨損也比一般的單工序模具大的多；并且在級(jí)進(jìn)模中許多凸模、凹模的受力狀態(tài)是不均勻、不對(duì)稱、不垂直的，模具的損壞可能性也較大，所以在允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)增大其強(qiáng)度。 凸模和凹模必須便于穩(wěn)定安裝和更換。凸模、凹模必須要求安裝后具有穩(wěn)定性，這不僅能保證沖制精度，還可以提

29、高沖壓次數(shù)，從而擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)效果；對(duì)于各種不同沖壓工序的凸模、凹模之間都要保持穩(wěn)定的間隙，而且間隙應(yīng)均勻一致。 多工位級(jí)進(jìn)模的凸模、凹模要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，各種不同沖壓、拉深性質(zhì)的凸模、凹模必須協(xié)調(diào)一致。 余料排除方便及時(shí)。級(jí)進(jìn)模的連續(xù)沖制過程中，絕不允許把余料帶在凸模上，或留在凹模工作面上，以免損壞模具。 便于制造、測量和組裝。3.3.2凸模的設(shè)計(jì)凸模的高度根據(jù)凸模固定板、卸料板和凹模墊板的厚度以及凸模在模具閉合狀態(tài)下進(jìn)入凹模的深度和料厚來決定,由此可以計(jì)算得出沖裁凸模的長度。在本模具中因外形相對(duì)簡單,對(duì)于圓形凸模均作成整體式采用小臺(tái)階固定。這樣提高了模具制造的精度以及安裝精度。如圖3-2圖3-2

30、 沖轉(zhuǎn)子中心孔凸模對(duì)于沖轉(zhuǎn)子鑄鋁槽孔和定子繞線槽孔的凸模距離很近而且凸模外形較復(fù)雜為了降低凸模加工難度，把凸模設(shè)計(jì)成直通式便于線切割加工又能提高凸模的制造精度。凸模的固定采用壓板式固定，這樣既可以便于安裝又便于損壞時(shí)快速更換。凸模的結(jié)構(gòu)圖3-3及固定如圖3-4圖3-3沖定子槽孔凸模圖3-4 沖定子槽孔凸模的固定定子落料凸模尺寸較大，把凸模和凸模固定板做成整體結(jié)構(gòu)的。如圖3-5圖3-5 定子落料凸模的結(jié)構(gòu)與固定圖3-6 凸模的結(jié)構(gòu)3.3.3凹模的設(shè)計(jì)在本模具中，凹模采用整體式，且有小倒角過渡，這樣加工方便，無需將所有面的加工達(dá)成一致精度。凹模外形基本是圓形，均用過盈配合和凹模固定板連接，外形和內(nèi)

31、形孔相對(duì)位置要求較嚴(yán)。刃口形式為：直刃口和斜刃口兩種。由于幾個(gè)沖裁工序中沖裁形狀均較復(fù)雜，故都采用直刃口。刃口高度為5mm,此刃口強(qiáng)度較好，孔口尺寸不隨刃磨而增大，但推件力大。圖3-7凹模刃口形式刃口直壁高度h與被沖材料厚度t有關(guān)：t1mm時(shí)，可取h5mm；因所給材料厚度為0.5mm故，可取h=5mm；凹模外形尺寸的計(jì)算。凹模的外形尺寸應(yīng)該保證凹模的強(qiáng)度，以承受沖裁時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。凹模的外形通常是方形或圓形，其尺寸的計(jì)算方法有兩種：一是根據(jù)凹模的刃口尺寸長度方向和寬度方向的最大值b以及沖裁件的厚度t，查詢數(shù)據(jù)確定凹模的高度和刃口距凹模邊緣的壁厚c；另一種是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲得凹模的厚度與高度，具

32、體計(jì)算方法為： 凹模高度： h=kb 凹模厚度： c=(1.52)h 表2-3系數(shù)k的值t/mmb/mm0.512332000.100.120.150.180.22因此，由上面公式以及表格可以得出各凹模外形尺寸。凹模的鑲拼形式。在多工位級(jí)進(jìn)模中，對(duì)于大一點(diǎn)的凹模，為了便于加工，也為了提高各工位孔形位置精度，常采用分段拼合凹模結(jié)構(gòu)。在采用分段拼合凹模的同時(shí)，根據(jù)本凹模的特點(diǎn)，對(duì)沖定子、轉(zhuǎn)子的槽孔部分和軸孔，導(dǎo)正銷孔等采用了鑲套式凹模結(jié)構(gòu)。以便于加工刃磨和更換。3.4導(dǎo)向及卸料板的設(shè)計(jì)在本副模具中，將卸料板做成一整塊，以后的每個(gè)工序中，整體卸料板在沖裁、拉深完結(jié)之后，在彈簧力的作用下，將零件半成品

33、從凸模上推出，起到了卸料作用。其上升的最大高度為零件半成品的最大高度，用卸料螺釘限制行程。圖3-8 導(dǎo)向及卸料板的結(jié)構(gòu)3.5 定位零件 3.5.1 擋料銷擋料銷其定位作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料送進(jìn)距離。它可分為固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷。由于此副模具為連續(xù)模，所以選用始用擋料銷。由于此副模具中共有四個(gè)工位，按照原理應(yīng)當(dāng)設(shè)置四個(gè)始用擋料銷，考慮到模具的制造困難等其它因素綜合考慮只在第一工位設(shè)置一個(gè)始用擋料銷。結(jié)構(gòu)形式如圖3-8圖3-9 始用擋料銷結(jié)構(gòu)3.5.2 導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷多用于連續(xù)模中沖裁件的精確定位，沖裁時(shí)為了減少條料的送進(jìn)誤差，保證工件內(nèi)孔與外形的相對(duì)位置精度，導(dǎo)正銷

34、先插入已沖好的孔中，將坯料精確定位。3.5.3誤送檢測裝置在多工位級(jí)進(jìn)模中送料不到位是最常見的故障，為了防止級(jí)進(jìn)連續(xù)沖壓中出現(xiàn)送料步距失誤，在級(jí)進(jìn)模中加入誤送檢測裝置。如果出現(xiàn)故障檢測銷就會(huì)上升接觸到微動(dòng)開關(guān)，這樣機(jī)床就會(huì)立即停止。設(shè)置誤送檢測裝置這樣就替代了人員監(jiān)視沖壓過程，這樣不僅安全而且快速。誤送檢測裝置如圖3-圖3-10 誤送檢測裝置29第4章 輔助裝置4.1固定板模具中的固定板，有稱安裝板，它的主要任務(wù)是對(duì)凸模固定，并通過它安裝在模座上。在兩副模具中，凸模固定板采用整體式結(jié)構(gòu)，安裝大多數(shù)的凸模，凹模固定板亦采用整體結(jié)構(gòu)。固定板由慢走絲線切割加工，制造比較簡單，容易達(dá)到精度要求。固定板

35、為了使安裝之零件能正常穩(wěn)定工作，就要求有足夠的強(qiáng)度和剛度即可，參照經(jīng)濟(jì)性，選用45鋼制造，無熱處理要求。4.2墊板墊板主要是防止凹模在沖壓過程中，由于沖壓力集中而把模座的接觸面壓壞。在高速?zèng)_壓時(shí)，最容易損傷凹模，所以在本次模具設(shè)計(jì)中，固定板與模座之間增設(shè)了墊板，采用45鋼制造，成一整體，淬火熱處理后硬度43-48HRC，且兩平面光滑。墊板的另一個(gè)功用是安裝傳動(dòng)結(jié)構(gòu)零件，它主要是起支撐這段空間。在多工位級(jí)進(jìn)模中這樣的墊板也是常用到的，單工序模中其高度一般為4-12mm，級(jí)進(jìn)模中視實(shí)際應(yīng)具體而定。4.3模架模架是用來保證凸模與凹模的相對(duì)位置，對(duì)模具進(jìn)行導(dǎo)向，并且要有足夠的強(qiáng)度和剛度。在一般情況下，

36、通常采用滑動(dòng)導(dǎo)向模架，就可滿足要求。在級(jí)進(jìn)模中，如果沒有合適的模架選用，可以參考標(biāo)準(zhǔn)件自行制造一四導(dǎo)柱滑動(dòng)導(dǎo)向模架，模座用HT200鑄造；導(dǎo)柱、導(dǎo)套則選用標(biāo)準(zhǔn)件；在單工序模中,采用標(biāo)準(zhǔn)件4.4標(biāo)準(zhǔn)件的選用模具各零部件都是用螺釘和銷釘緊固在一起的。螺釘用以固定，銷釘用以定位。在高速連續(xù)沖壓下，所有零部件的裝配必須牢固可靠。螺釘必須能夠承受沖擊振動(dòng)的最大拉、壓負(fù)荷和各種扭矩。緊固常用內(nèi)六角螺釘（GB7076），螺釘擰入模體的深度不要太深，銷釘常用圓柱銷（GB11976），其直徑與螺釘直徑相近，每個(gè)模具上只需兩個(gè)銷釘，其長度不要太長4.5模具材料的選用本次模具設(shè)計(jì)過程中，主要選用的材料有：Cr12M

37、oV，45，YG15等。4.6安裝與配合本模具中的凹、凸模外行大多是圓形，且均做成一整體，精度較高，都以相同配合安裝于固定板上。為了使條料在成形時(shí)始終保持在同一水平面上，凸、凹模的安裝位置確定一定要慎重。在多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意整體的變形協(xié)調(diào)性，使坯料在下行時(shí)保持平整。4.6.1凸模和凹模的裝配間隙為了提高模具使用壽命,合理調(diào)整零件配合關(guān)系。根據(jù)精密多工位級(jí)進(jìn)模的特征表明,主要工作零件之間配合關(guān)系的合理選擇十分重要。在本模具中，絕大多數(shù)凸模和凹模采用臺(tái)階形式固定，若按一般模具設(shè)計(jì),凸模與其固定板可采用過渡配合。但如果這樣，當(dāng)上下模刃口之間的間隙不均勻時(shí),勢必凸模受到彎曲力矩的作用，若在

38、這種彎曲力矩作用下工作,凸模極易折斷。因此,本設(shè)計(jì)中圓形凸模、異形凸模與凸模固定板之間采用H7/m6配合,最好能加工成零間隙的配合狀態(tài),而不希望有過盈配合，這樣可避免承受彎曲力矩,保證凸模的使用壽命。4.6.2卸料板與凸模的裝配間隙卸料板與凸模之間的配合,查表可知應(yīng)采用單邊0.025mm，并使凸模工作過程中不離開卸料板,運(yùn)動(dòng)自如,使之工作壽命提高。其余各工序中所用的整體卸料板采用也采用極小間隙，保證卸料板的運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)。4.7卸料裝置在級(jí)進(jìn)模中，彈壓卸料板設(shè)計(jì)成整體，沖壓、拉深工作時(shí)，可同時(shí)下行。卸料板不僅有卸料作用，對(duì)凸模還起保護(hù)作用，保證沖壓、拉深平穩(wěn)，對(duì)于改善零件質(zhì)量有一定的效果。卸料板各工

39、作形孔應(yīng)當(dāng)與凸模同心。這種要求要從模具設(shè)計(jì)及工藝上加以保證。另外，卸料板的各形孔與對(duì)應(yīng)凸模的配合間隙采用極小間隙，這樣才能起到對(duì)凸模的導(dǎo)向和保護(hù)作用，而且間隙愈小，導(dǎo)向效果愈高，模具的壽命也就愈高，然而制造的難度就愈大。(2)為了保持卸料力平衡，兼之考慮板上其他固定零件的分布，卸料螺釘盡量布置在全部工作形孔的外圍，設(shè)置了4個(gè)卸料彈簧，彈力稍大，起到較好的卸料作用4.8 裝配采用H7/m6的部分1、凸模與固定板之間的配合；2、凹模與固定板之間的配合；3、模柄和壓力機(jī)模柄孔的配合；結(jié)論在這幾周時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過我們這一小組的同學(xué)經(jīng)過共同的努力，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，由于時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的原因使得我們?cè)谠O(shè)計(jì)這副模具的時(shí)候出現(xiàn)了很多挫折和困難。也許是由于經(jīng)驗(yàn)的不足，在設(shè)計(jì)模具的過程中我們對(duì)設(shè)計(jì)的某些方案產(chǎn)生過一些分歧。如：在設(shè)計(jì)排樣的時(shí)候，針對(duì)零件的結(jié)構(gòu)和形狀，有些同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該采用直排方法排樣較合理，模具結(jié)構(gòu)較簡單，而有的同學(xué)則認(rèn)為采用斜排的方法排樣，材料的利用率較高，但模具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜。最