(電動(dòng)機(jī)定子鐵芯沖槽模具設(shè)計(jì))

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1、 . . . 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 電動(dòng)機(jī)定子鐵芯沖槽模具設(shè)計(jì) 系部： 機(jī)械電子工程系 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化 班級(jí)：四 姓名：王運(yùn)澤 學(xué)號(hào)：0708140414 指導(dǎo)教師：敖曉春 完成時(shí)間：2011年5月1日 東北石油大學(xué)華瑞學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 題目 汽車變速箱體工藝與銑床夾具設(shè)計(jì) 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 0808140120

2、 紀(jì)宏強(qiáng) 主要容： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作容是完成箱體工藝規(guī)程編制與銑床夾具的設(shè)計(jì)，并完成A0圖紙3以上的模具裝配圖與各零件的零件圖，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行答辯。 基本要求： 1．查閱與本課題相關(guān)的中外技術(shù)資料并進(jìn)行外文閱讀和翻譯。 2．熟悉和掌握應(yīng)用SolidWorks軟件。 3. 電動(dòng)機(jī)定子鐵芯沖槽模具設(shè)計(jì)。 4. 完成沖模的零件圖和裝配圖。 5. 模具的零件和裝配體的建模與動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)。 6. 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 主要參考資料： [1] 蔡春源，機(jī)械設(shè)計(jì)零件手冊(cè)．：冶金工業(yè)．1994 [2] 可锽，實(shí)用沖壓模具

3、設(shè)計(jì)手冊(cè)．：中國(guó)宇航．1990.5 [3] 方日杰，電機(jī)制造工藝學(xué)．：機(jī)械工業(yè)．1999.10 [4] 玉英，實(shí)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)．：機(jī)械工業(yè)．2005.11 完成期限： 2011年6月15日 指導(dǎo)教師簽章： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 2011 年 3 月 10 日 58 / 65 摘 要 在目前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品投入市場(chǎng)的遲早往往是成敗的關(guān)鍵。用模具生產(chǎn)所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工方法所不能比擬的。

4、因此客戶對(duì)模具開(kāi)發(fā)周期要求越來(lái)越短，不少客戶把模具的交貨期放在第一位置，然后才是質(zhì)量和價(jià)格。因此，如何在保證質(zhì)量、控制成本的前提下加工模具是值得認(rèn)真考慮的問(wèn)題。模具加工工藝是一項(xiàng)先進(jìn)的制造工藝，已成為重要發(fā)展方向，在航空航天、汽車、機(jī)械等各行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。模具加工技術(shù)，可以提高制造業(yè)的綜合效益和競(jìng)爭(zhēng)力。研究和建立模具工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，為生產(chǎn)企業(yè)提供迫切需要的高速切削加工數(shù)據(jù)，對(duì)推廣高速切削加工技術(shù)具有非常重要的意義。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是在SolidWorks平臺(tái)上對(duì)電動(dòng)機(jī)定子鐵芯沖槽模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)了解和掌握沖壓模具材料與定子鐵芯沖槽模具設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，主要完成了模具

5、的工作零件、定位零件、導(dǎo)向零件和裝配零件的設(shè)計(jì)，并利用SolidWorks軟件進(jìn)行三維造型與工作過(guò)程的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)。 本沖壓模具采用的是冷沖壓，冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，與其它加工方法比較，有很多優(yōu)點(diǎn)。在壓床簡(jiǎn)單沖壓下，能得到形狀復(fù)雜的零件，而這些零件用其它的方法是不可能或者很難得到的。如汽車駕駛室的車門、頂蓋和翼子板等這些具有流線型零件；制得的零件一般不進(jìn)一步加工，可直接用來(lái)裝配，而且有—定精度，具有互換性；在耗料不大的情況下，能得到強(qiáng)度高、足夠剛性而重量輕、外表光滑美觀的零件；材料利用率高，一般為70％～85％；生產(chǎn)率高，沖床沖一次一般可得一個(gè)零件，而沖床一分鐘的行程少則幾次，多則幾百

6、次，毛坯相零件形狀規(guī)則，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；沖壓零件的質(zhì)量主要靠沖模保證．所以操作方便，要求的工人技術(shù)等級(jí)不高，便于組織生產(chǎn)；在大量生產(chǎn)的條件下，產(chǎn)品的成本低。冷沖壓模具也有缺點(diǎn)，缺點(diǎn)是模具要求高、制造復(fù)雜、周期長(zhǎng)、制造費(fèi)昂貴。因而在小批量生產(chǎn)中受到限制。另外，沖壓件的精度決定于模具精度。如零件的精度要求過(guò)高、用冷沖壓生產(chǎn)就難以達(dá)到。 關(guān)鍵詞：定子鐵芯；沖壓模具；沖壓工藝；模具設(shè)計(jì)；建模 Abstract In the current fierce competition in the market, the product to market soone

7、r or later, is often the key to success. Shown with the mold high-precision, high complexity, high consistency, high productivity and low consumption, other processing methods can not match. Therefore, customers increasingly demanding shorter development cycle mold, many customers come first deliver

8、y set the mold, then is the quality and price. Therefore, how to ensure quality, cost control, under the premise processing mold is worthy of serious consideration. Mold processing technology is an advanced manufacturing technology, has become an important direction of development in the aerospace,

9、automotive, machinery and other industries are more widely used. Mold processing technology, can improve the overall efficiency of the manufacturing sector and competitiveness. Research and the establishment of the mold process database, provide urgently needed for the production of high-speed machi

10、ning data, the promotion of high-speed machining technology is of great significance. The graduation project is on the SolidWorks platform Notching motor stator core mold design and animation. In the design process, through understanding and knowledge of materials and stamping dies Notching stator

11、core knowledge of mold design, the main working parts to complete the mold, positioning parts, steering parts and assembly parts of the design and use of three dimensional modeling software SolidWorks And working process of the animation. The stamping die is used in cold stamping, cold stamping is

12、an advanced metal processing methods, compared with other processing methods, has many advantages. In simple stamping presses, the parts of complex shape can be, and these parts is not possible with other methods, or hard to get. Such as car cab doors, roof and fenders and other parts of these have

13、streamlined; parts are generally not prepared for further processing, can be directly used for assembly, but also - given precision, with interchangeability; in feed consumption is not Circumstances, can get high strength, sufficient rigidity and light weight, smooth and beautiful appearance of the

14、parts; material utilization high, generally 70% to 85%; high productivity, general availability of a punch punch a part, and press one minute Schedule varies from several times, as many hundreds of times, the rough shape of the rules relative to parts, to facilitate mechanization and automation; sta

15、mping dies mainly by the quality of parts guarantee. So easy to operate, requires low technical level of workers, facilitate organization of production; in the mass production conditions, low cost products. Cold stamping die has its drawbacks, the disadvantage is demanding mold, manufacture of compl

16、ex, long period, high manufacturing costs. Therefore limited in small batch production. In addition, the precision stamping precision depends on the mold. Such as high precision parts, cold stamping production difficult to achieve. Key words：Stator core；Stamping die；Stamping process；Mold design；

17、 Modeling 目 錄 第1章 緒論 1 1.1沖壓的概念、特點(diǎn)與應(yīng)用1 1.2沖壓的基本工序與模具2 1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向2 1.4 現(xiàn)代模具市場(chǎng)分析與分布情況3 1.5 本課題研究的意義 5 第2章 工藝分析6 2.1分析前的基礎(chǔ)性準(zhǔn)備7 2.2工件的材料選擇與結(jié)構(gòu)形狀9 2.3沖裁工藝方案的確定9 第3章 工藝參數(shù)的計(jì)算12 3.1沖壓力的計(jì)算12 3.2卸料力的計(jì)算12 3.3 推件力的計(jì)算13 3.4 壓力中心的計(jì)算14 3.5 沖裁間隙的計(jì)算15 3.6 沖模制造公差的計(jì)算16 第4章模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)20 4.1

18、模具結(jié)構(gòu)形式的確定20 4.2操作與定位方式的確定20 4.3卸料方式的確定20 4.4導(dǎo)向方式的確定21 第5章模具主要零件的設(shè)計(jì) 22 5.1模具的零件與其材料22 5.2模具凹模的設(shè)計(jì)23 5.3模具凸模的設(shè)計(jì)25 5.4定位零件的設(shè)計(jì)26 5.5卸料裝置的設(shè)計(jì)27 5.6凸模固定板的設(shè)計(jì)27 5.7墊板的設(shè)計(jì)27 5.8模柄的設(shè)計(jì)28 5.9模架的設(shè)計(jì)28 第6章沖壓設(shè)備的選擇與校核30 6.1 沖壓設(shè)備的選擇原則30 6.2 沖壓設(shè)備的選擇33 6.3 沖壓設(shè)備的校核34 第7章模具的裝配與動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)35 7.1 模具的裝配原則35 7.2 模具

19、的裝配36 7.3 模具的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)39 結(jié)論43 參考文獻(xiàn)44 致45 附錄46 第1章 緒 論 1.1 沖壓的概念、特點(diǎn)與應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖

20、模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 與機(jī)械加工與塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下： （1）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。 （2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般

21、較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是

22、大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電與輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 1.2 沖壓的基本工序與模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不一樣，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括

23、起來(lái)，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合、級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組

24、合方式。復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級(jí)進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過(guò)定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，

25、在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來(lái)，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 1.3沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 目前，國(guó)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究與坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)國(guó)外已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬金屬的塑性成形過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性與可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)

26、在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝與模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國(guó)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝與無(wú)模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá)IT16～17級(jí)；我國(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)

27、成形技術(shù)可消除材料殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形。無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形。 精密、高效的多工位與多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過(guò)程，還可完成焊接、裝配等工序。我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國(guó)際水平的精度達(dá)2～5微米，進(jìn)距精度2～3微米，總壽命達(dá)1億次。我國(guó)主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國(guó)際水平，

28、但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距。 在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命與多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料與其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以與模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模與其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 1.4 現(xiàn)代模具市場(chǎng)分析與分布情況 我國(guó)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)到了大批量規(guī)模經(jīng)

29、濟(jì)和小批量多品種經(jīng)濟(jì)同時(shí)發(fā)展的時(shí)期。大批量生產(chǎn)和小批量多品種生產(chǎn)對(duì)模具的要求雖然有所不同，但就其對(duì)模具的依賴性來(lái)說(shuō)，則是小異。經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的時(shí)期，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具的發(fā)展能跟上，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩時(shí)期，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想方設(shè)法開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。這同樣會(huì)給模具帶來(lái)強(qiáng)勁的需求。因此，模具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，就總體而言，應(yīng)該是平穩(wěn)向上的。鑒于此，國(guó)行家都稱“現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰亡工業(yè)”。 我國(guó)的模具市場(chǎng)銷售逐年穩(wěn)步發(fā)展。從1988年模具的產(chǎn)值約30億元發(fā)展到1993年的約110億元，再發(fā)展到1997年的200億元左右，基本上是以每年10％-20％ 的速度遞增，沒(méi)有大起大落。在這個(gè)總量中，自產(chǎn)自用一直占多數(shù)

30、。但隨著模具專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷開(kāi)拓，進(jìn)入社會(huì)作為商品流通的模具比例逐年提高，使市場(chǎng)銷售結(jié)構(gòu)也發(fā)生了相應(yīng)變化。 由于模具產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)較晚，專業(yè)化和商品化程度較低，技術(shù)價(jià)值在價(jià)格上體現(xiàn)不夠等因素，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)模具產(chǎn)品的價(jià)格一直偏低。長(zhǎng)期偏低的模具價(jià)格不利于我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，模具產(chǎn)品市場(chǎng)的價(jià)格走勢(shì)，排除漲價(jià)因素以外，一直在緩慢上升。其中，大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具上升得快一些，一般中、低檔模具產(chǎn)品價(jià)格上升得慢一些 模具市場(chǎng)共有l(wèi)0大類46小類，其中有些產(chǎn)品如粉末冶金模具等，基本上自產(chǎn)自配，市場(chǎng)上作為商品流通的很少。鍛模也是以自產(chǎn)自配為主。鑄造模具中，只有沖壓模商品化程

31、度較高。模具為各種工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)，其市場(chǎng)分布大都隨有關(guān)工業(yè)產(chǎn)品而分布。就模具產(chǎn)品市場(chǎng)的總體來(lái)看，其分布大致與工業(yè)分布相匹配。、、、等工業(yè)相對(duì)集中的省市，模具市場(chǎng)也相對(duì)集中。省的模具外供量大，是模具標(biāo)準(zhǔn)件與模具材料相對(duì)集中的一個(gè)市場(chǎng)。下面介紹一下部分模具產(chǎn)品市場(chǎng)分布情況。 （1）沖壓模具 沖壓模具是10大類模具中使用數(shù)量最大的一種，分布極為廣泛。上萬(wàn)個(gè)生產(chǎn)企業(yè)中，很難判別各家的市場(chǎng)分布。沖壓模具中精度最高的當(dāng)數(shù)多工位級(jí)進(jìn)模，這類模具的制造廠家不多，但都具有精良的設(shè)備。 （2）汽車覆蓋件模具 一汽模具制造、東風(fēng)汽車模具廠、成飛汽車模具中心和汽車模具是我國(guó)的四大汽車

32、覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)，市場(chǎng)占有率排行在前，已得到了行業(yè)公認(rèn)。哈飛模夾具制造廠、躍進(jìn)汽車集團(tuán)公司工具公司、沖壓廠、華北模具廠和興林集團(tuán)等汽車覆蓋件的年銷售額均己超過(guò)1000萬(wàn)元，有一定的市場(chǎng)占有率。 （3）塑料模具 塑料模具的種類繁多，以大型注塑模具來(lái)說(shuō)，年銷售量達(dá)2000萬(wàn)元以上的有模具廠、科龍模具、海爾模具公司和黃巖模具二廠等。以省市來(lái)說(shuō)，和等省的塑料模具年銷量都在10億元以上?？傮w來(lái)看，南方的塑料模具市場(chǎng)比北方發(fā)達(dá)，市場(chǎng)占有率遠(yuǎn)高于北方。 （4）沖壓模具 隨著汽車、摩托車的發(fā)展，沖壓模近幾年發(fā)展較快。在這一市場(chǎng)中，型腔模具廠和興光沖壓模具工業(yè)等市場(chǎng)占有率名列前茅。

33、的聯(lián)盟五金塑料模具廠擁有50000m2廠房，3200名員工，近千臺(tái)設(shè)備，一年能生產(chǎn)沖壓模具與塑料模具1萬(wàn)多套，可以說(shuō)是我國(guó)規(guī)模最大的模具廠。 1.5 本課題研究的意義 沖壓模具設(shè)計(jì)是否正確合理、先進(jìn)和適用, 對(duì)于沖壓生產(chǎn)中沖壓件合格率的高低, 作業(yè)循環(huán)的快慢, 模具的制造難易程度與模具的使用壽命等都具有重要的影響。本課題正是考慮到以上的因素，選擇了沖壓模具設(shè)計(jì)。這也正是符合當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和市場(chǎng)的需求。不論在科研還是實(shí)際生產(chǎn)中都有著深刻的現(xiàn)實(shí)意義。 第2章 工藝分析 電動(dòng)機(jī)定子鐵芯是電機(jī)磁路的重要組成部分，它和轉(zhuǎn)子

34、鐵芯、定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙一起組成電機(jī)的磁路，鐵芯制造工藝對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能影響很大。鐵芯制造工藝包括沖片制造和鐵芯壓裝兩個(gè)部分。本設(shè)計(jì)分析的是沖片制造部分，以下是電動(dòng)機(jī)定子鐵芯沖片的簡(jiǎn)圖，如圖2-1。 圖2-1 工件簡(jiǎn)圖 2.1 分析前的基礎(chǔ)性準(zhǔn)備 沖壓生產(chǎn)時(shí)，沖壓工藝方面的各種工藝參數(shù)的正確采用，是獲得優(yōu)質(zhì)沖壓件的決定因數(shù)，而沖壓模則是正確選擇和調(diào)整有關(guān)工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。沖壓模在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中所起的重要作用是：決定沖壓件的形狀和尺寸精度；模具成型表面的質(zhì)量既影響沖壓件質(zhì)量，又影響涂料噴涂周期，更影響取出件的難易程度。 由此可見(jiàn)，沖壓件的形狀、精度、表面要求、部質(zhì)量和生產(chǎn)操作

35、的順利程度等方面，常常與沖壓模的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造質(zhì)量有直接關(guān)系的。更重要的是模具設(shè)計(jì)并制造好以后，可以再修改的程度就不大了，上述的作用與沖壓件質(zhì)量的關(guān)系也就相對(duì)地固定了，這就是模具的設(shè)計(jì)和制造一定要建立在與沖壓工藝要求相適應(yīng)的基礎(chǔ)上的緣故。因此，從某種程度上說(shuō)，沖壓模與沖壓工藝、生產(chǎn)操作存在著極為密切而又互為制約，相互影響的特殊關(guān)系。其中，沖壓模的設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)上是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種因數(shù)的預(yù)計(jì)的綜合反映。所以，設(shè)計(jì)沖壓模時(shí)，必須全面分析沖壓件結(jié)構(gòu)，熟悉沖壓機(jī)操作過(guò)程特性與工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)的圍，分析金屬材料的沖壓特點(diǎn)，此外，還要考慮經(jīng)濟(jì)效果和制造條件等，只有這樣，才能設(shè)計(jì)出符合實(shí)際，滿足生產(chǎn)要求

36、的沖壓摸。 沖壓模設(shè)計(jì)的基本要求： （1）所產(chǎn)生的沖壓件，應(yīng)符合沖壓零件圖上所規(guī)定的形狀尺寸以與各項(xiàng)技術(shù)要求，特別是要設(shè)法保證高精度和高質(zhì)量部位達(dá)到要求，要盡量減少機(jī)械加工部位和加工余量。 （2）模具應(yīng)適應(yīng)沖壓生產(chǎn)工藝的要求，并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合理。 （3）在保證沖壓件質(zhì)量和安全生產(chǎn)的前提下，應(yīng)采用合理先進(jìn)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，減少操作程序，使動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，構(gòu)件剛性良好，易損件拆卸方便，便于維修，并有利于延長(zhǎng)模具工作壽命。 （4）模具上各種零件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝的要求。選材適當(dāng)，配合精度選用合理，達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)要求。 （5）掌握沖壓機(jī)的技術(shù)特性，充分發(fā)揮沖壓機(jī)的技術(shù)功能和生產(chǎn)能力。準(zhǔn)確

37、選定安裝尺寸，使模具與沖壓機(jī)的連接與安裝既方便又準(zhǔn)確可靠。 （6）在條件許可時(shí)，模具的零部件應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化，以縮短設(shè)計(jì)和制造周期。 沖壓模的總體設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下的主要容： 沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)首先要根據(jù)沖制零件的生產(chǎn)批量，考慮采用單沖還是復(fù)沖。對(duì)單件小批量生產(chǎn)的零件可以采用單沖；而對(duì)大批量生產(chǎn)，可采用復(fù)沖或級(jí)進(jìn)模。正確的考慮這一因素可以降低生產(chǎn)成本。然后根據(jù)沖制的零件圖，考慮起加工工序，選擇沖模形式可結(jié)構(gòu)。這是設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要階段。同時(shí)還要考慮很多因素，其中有；零件形狀、尺寸精度、材料、沖模制造條件，車間設(shè)備條件，技術(shù)條件等。 在確定了沖模的形式后，就可以對(duì)沖模作具體的設(shè)計(jì)

38、。此時(shí)應(yīng)考慮下列問(wèn)題： （1）必須保證沖制零件的質(zhì)量。 （2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，容易修磨，容易拆裝。 （3）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和避免不必要的加工精度。 （4）沖模的安裝尺寸應(yīng)該符合沖床的規(guī)格，與沖模的閉合高度和沖床的閉合 高度想適應(yīng)；沖模相應(yīng)尺寸與沖床臺(tái)面尺寸、臺(tái)面孔尺寸，模柄孔尺寸相適應(yīng)。 （5）對(duì)形狀不對(duì)稱的沖模，要使其壓力中心與模柄的軸線重合。 （6）沖模中的主要零件如上、下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套、模柄、導(dǎo)正釘?shù)?，可根?jù) 《常用冷沖模具零件標(biāo)準(zhǔn)》選用。 （7）沖模中各主要尺寸的公差配合和表面粗糙度可從表2-1中選用。 表2-1 模具制造公差配合 零部件配合名稱 采用配

39、合 表面粗糙度Ra(um) 模柄外徑與沖床滑塊孔 H7/d11 1.60 模柄凸緣直徑與模座模柄安裝孔徑 H7/n6 1.60 熱套圈外徑與換座上口徑 H7/K6 1.60 熱套圈徑與凸凹模外徑 U8/h7 1.60/0.40 凹模外徑與模座止口徑 H7/js6 1.60/0.80 導(dǎo)套外徑與模座導(dǎo)套孔徑 H7/r6,s6 0.40/0.80 導(dǎo)柱外徑與導(dǎo)套徑 H6/h5,H7/h6 0.20 銷釘孔與銷釘 H7/n6 1.60、0.80 確定沖壓?？傮w設(shè)計(jì)方案，應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： （1）沖壓件成型可靠，質(zhì)量能滿足產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)要求

40、。 （2）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、先進(jìn)、合理、動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，維修方便。 （3）制造成本低、省工、省料。 （4）能充分發(fā)揮沖壓機(jī)的生產(chǎn)能能力。 沖壓模由凹模和凸模組成,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下方面:工作零件設(shè)計(jì)；定位零件設(shè)計(jì)；卸料零件的設(shè)計(jì)；導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)；裝配零件的設(shè)計(jì)。 2.2 工件的材料選擇與結(jié)構(gòu)形狀 定子鐵芯是電機(jī)磁路的重要組成部分，它和轉(zhuǎn)子鐵芯、定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙一起組成電機(jī)的磁路。在感應(yīng)電機(jī)中，定子鐵芯中的磁通是交變的，因而產(chǎn)生鐵芯損耗。鐵芯損耗包括兩部分：磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗是由于鐵芯在交變磁化時(shí)磁分子取向不斷發(fā)生變化引起的能量損耗。渦流損耗是由于鐵芯在交變磁化時(shí)產(chǎn)生渦流

41、所產(chǎn)生的電阻損耗。為了減少鐵芯損耗，交流電機(jī)的定子鐵芯需用電阻系數(shù)大，磁滯回線面積小的薄板材料，經(jīng)沖制和絕緣處理后疊壓而成。 硅鋼片是電阻系數(shù)大，磁滯回線面積小的薄板材料，含硅量大，電阻系數(shù)大。但是，硅鋼片中含硅量越大，電阻系數(shù)越大，使材料變脆，硬度增加，給沖裁和剪切工藝帶來(lái)了困難。硅的含量很大時(shí)，則無(wú)法進(jìn)行軋制和加工，通常含硅量一般不超過(guò)5%。 不同牌號(hào)和規(guī)格的硅鋼片，機(jī)械性能是不同的。含硅量低的硅鋼片韌性較好，宜于冷沖加工。隨著含硅量的增加，硅鋼片的硬度也增加，而且變脆，容易磨鈍沖模的刃口，沖件的沖斷面不光滑，甚至在沖剪處產(chǎn)生裂紋。所以硅鋼片DR510—50～DR405—50主要用于制

42、造電機(jī)的鐵芯。所以，該電動(dòng)機(jī)定子鐵芯的材料選為電工硅鋼片D23，鋼板厚度0.50mm，具有良好的沖裁性能和電磁性能。硅鋼片在出廠時(shí)，已經(jīng)經(jīng)過(guò)退火處理。退火處理的主要目的，是改善硅鋼片的電磁性能，并降低其抗剪強(qiáng)度。 工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，是由圓弧和直線組成，各項(xiàng)工藝符合要求，可以沖裁加工。 2.3 沖裁工藝方案的確定 常見(jiàn)的模具形式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模三種。單沖，是每次沖出一個(gè)連續(xù)的（最多有一個(gè)斷口）的輪廓線。單沖的優(yōu)點(diǎn)是單式?jīng)_模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，通用性號(hào)；生產(chǎn)準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單；要求沖床的噸位小。它的缺點(diǎn)是沖制過(guò)程是多次經(jīng)行，不可避免地會(huì)帶來(lái)定子沖片外圓同心度的誤差，以與定子槽和轉(zhuǎn)

43、子槽的分度誤差。復(fù)沖，是每次沖出幾個(gè)連續(xù)的輪廓線。復(fù)沖的優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)生產(chǎn)率高，沖片質(zhì)量好。缺點(diǎn)是復(fù)式?jīng)_模制造工藝比較復(fù)雜，工時(shí)多，并要求噸位大的沖床。進(jìn)級(jí)沖，是將幾個(gè)單式?jīng)_?；驈?fù)式?jīng)_模組合起來(lái)。進(jìn)級(jí)沖的優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)生產(chǎn)率較高，缺點(diǎn)是進(jìn)級(jí)式?jīng)_模制造比較困難。 確定模具形式，應(yīng)以沖裁工件的要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件為主要依據(jù)。根據(jù)以下表格選取模具形式，單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比較見(jiàn)表2-2，沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式見(jiàn)表2-3。 表2-2 單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比較 比較項(xiàng)目 單工序模 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 工件尺寸精度 較低 一般,IT11級(jí)以下 較高,IT9級(jí)以下 工

44、件形位公差 工件不平整,同軸度、對(duì)稱度與位置度誤差大 不太平整，有時(shí)要較平，同軸度、位置度誤差較大 工件平整，同軸度、對(duì)稱度與位置誤差大 沖壓生產(chǎn)率 低，沖床一次行程只能完成一個(gè)工序 高，沖床在一次行程能完成多個(gè)工序 較高，沖床在一次行程可完成兩個(gè)以上工序 實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化、自動(dòng)化的可能性 較易，尤其適合多工位沖床上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 難，工件與廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化操作 對(duì)材料的要求 對(duì)條料寬度要求不嚴(yán)，可用邊角料 對(duì)條料或帶料寬度要求嚴(yán)格 對(duì)條料寬度要求不嚴(yán)，可用邊角料 生產(chǎn)安全行 安全性較差 比較安全 安全

45、性較差 模具制造的難易程度 較易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低 形狀簡(jiǎn)單件，比用復(fù)合模制造難度低 形狀復(fù)雜件，比用級(jí)進(jìn)模的制造難度低 應(yīng)用 通用性好，適合中、小批量生產(chǎn)和大型件的大量生產(chǎn) 通用性較差，適合于形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生產(chǎn) 通用性較差，適于形狀復(fù)雜、尺寸不大、精度要求較高件的大批量生產(chǎn) 表2-3 沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式 批量/（千件/每年） 項(xiàng)目 單件 小批 中批 大批 大量 大件 中件 小件 <1 <1 <1 1~2 1~5 1~10 2~20 5~50 10~100 20~300 50~

46、1000 100~5000 >300 >1000 >5000 模具形式 單工序模、簡(jiǎn)易模 單工序模、簡(jiǎn)易模 級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模、單工序模 級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模 設(shè)備形式 通用壓機(jī) 通用壓機(jī) 高速壓機(jī)自動(dòng)和半自動(dòng)通用壓機(jī) 機(jī)械化高速壓機(jī)與 自動(dòng)機(jī) 專用壓機(jī)與自動(dòng)機(jī) 通過(guò)以上關(guān)系比較，此工件是大批量生產(chǎn)，故采用沖孔落料復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工，且一次沖壓成行。 所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程，完成兩道以上的沖壓工序。在完成這些工序過(guò)程中，沖件材料無(wú)需進(jìn)給移動(dòng)。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)（1）制件精度高。由于是在沖床的一次行程，完成數(shù)道沖壓工序。因而不存在

47、累積定位誤差。使沖出的制件外形相對(duì)位置與各件的尺寸一致性非常好，制件平直。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料。（2）生產(chǎn)效率高。（3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的選用原則：只有當(dāng)制件精度要求高，生產(chǎn)批量大，表面要求平整時(shí)，才選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。 第3章 工藝參數(shù)的計(jì)算 3.1 沖壓力的計(jì)算 計(jì)算沖壓力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖壓力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力P一般可以按下式計(jì)算。沖壓力計(jì)算公式（3-1）:

48、 （3-1） 式中 ——沖裁件周長(zhǎng)（mm）； ——料厚（mm）； ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）； ——考慮彈性脫料裝置的壓縮力、硅鋼片厚度公差、沖模間隙的變化與刃口變鈍等因素而使沖壓力增大的系數(shù)。 經(jīng)過(guò)計(jì)算和查表，得出： 3.2 卸料力的計(jì)算 為退下緊箍在凸模上的廢料（或制件）所需的力，叫卸料力。卸料力不僅是設(shè)計(jì)卸料板時(shí)的重要參數(shù)，它還是沖小孔時(shí)，影響凸模使用壽命的一個(gè)主要因素。合理地確定卸料力可使模具結(jié)構(gòu)湊和保證沖裁生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定。 影響卸料力的因素很多，其中最主要的為：相對(duì)沖裁間隙，沖裁件的形狀和尺寸，其次為

49、：材料機(jī)械性質(zhì)、料厚、搭邊情況、潤(rùn)滑和粘附情況等。材料抗拉強(qiáng)度高、厚度大、搭邊大、都將使卸料力增大；沖裁間隙增大，卸料力趨向減少，當(dāng)達(dá)17%時(shí)，卸料力最小，當(dāng)再增加時(shí)，則卸料力又將回升。就沖裁件形狀尺寸而論，方形的比圓形的卸料力小，用級(jí)進(jìn)模沖孔落料和用多個(gè)沖頭沖孔，其相應(yīng)卸料力比單個(gè)沖裁的卸料力又大出較多。用機(jī)油潤(rùn)滑，因粘性大，卸料力反不比滑潤(rùn)大，用冷卻劑潤(rùn)滑，卸料力可降低15~30%，因它即可防止材料粘附于凸模，又起滑潤(rùn)作用。為了減少粘附，凸模不必加工得很光，拋光還不如車削，但如沖裁時(shí)冷卻和滑潤(rùn)條件好，還是以表面加工較光為合理。 生產(chǎn)上常以經(jīng)驗(yàn)公式（3-2）來(lái)估算卸料力： （3-2）

50、式中 ——沖裁力 （N）； ——卸料力系數(shù)，見(jiàn)表（3-2）。 將數(shù)據(jù)代入公式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出： 表3-1 卸料力、推件力與頂件力的系數(shù) 材料厚度 （mm） Ks Ke Kk 單個(gè)凹模沖裁 級(jí)進(jìn)模沖孔落料 多凸模沖孔 ＜1 1～5 5 0.02～0.06 0.06～0.08 0.08～0.10 0.05～0.08 0.10～0.12 0.12～0.15 0.10～0.12 0.12～0.15 0.15～0.20 0.05～0.10 0.07～0.14 3.3 推件力的計(jì)算 這是順著沖裁力方向，從凹模腔中推出制件（或廢料）所需的力，叫推件力

51、。除了搭邊寬度外，其它影響卸料力的各種因素也都影響推件力，推件力常按式（3-3）估算： （3-3） 式中 ——沖裁力（N）； ——長(zhǎng)在凹模洞口制件（或廢料）數(shù)，； ——凹模圓柱形洞口高度（）； ——材料厚度（）； ——推件力系數(shù)，見(jiàn)表（3-1）。 將數(shù)據(jù)代入公式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出： 選擇沖床時(shí)，要根據(jù)不同模具結(jié)構(gòu)，計(jì)算所需的總壓力。本模具采用下出料方式，此方式的總壓力計(jì)算公式（3-4）如下： （3-4） 把上面所求得的數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算，得： 3.4 壓力中心的計(jì)算 模具壓

52、力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。 模具的壓力中心，可按以下原則來(lái)確定： （1）對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 （2）工件形狀一樣且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 （3）各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。 因?yàn)樵摿慵侵行膶?duì)稱圖形，所以其壓力中心位于輪

53、廓圖形的幾何中心O點(diǎn)，如圖3-1所示。 圖3-1 壓力中心 3.5 沖裁間隙的計(jì)算 在沖裁模的設(shè)計(jì)中,凸凹模間隙的合理選取,是保證模具正常工作、提高沖片質(zhì)量、延長(zhǎng)模具壽命的一個(gè)關(guān)鍵因素。理想的間隙應(yīng)該是板料沖裁斷裂時(shí),凸凹模刃口邊所產(chǎn)生的裂紋在一條直線上,否則沖片邊緣將出現(xiàn)不允許的毛刺,使得刃口粘結(jié)嚴(yán)重,磨損加快,進(jìn)而影響模具的壽命。間隙是影響模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一，沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁

54、力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的5~20%左右時(shí)，沖裁力的降低不超過(guò)5~10%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力，當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15~25%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃螅謱⒁鹦读狭?、頂件力迅速增大。所?如何選取合理的凸凹模間隙,是模具設(shè)計(jì)時(shí)不容忽視的問(wèn)題。 厚度為0.5mm 的硅鋼片,推薦的間隙為0.06 ～0. 08mm（見(jiàn)表3-2）,約為材料厚度的8 %～14 %。按照這個(gè)間隙,沖出的定、轉(zhuǎn)子片毛刺雖能控制在規(guī)定圍。但由于間隙偏小,使得凸模與被沖的孔之間、凹模與落料之間的摩擦嚴(yán)重

55、,造成凸模和凹模側(cè)壁產(chǎn)生粘結(jié),卸料力增大,影響沖片斷面的質(zhì)量,刃口容易變鈍,沖片易出毛刺,且毛刺增長(zhǎng)過(guò)快,甚至發(fā)生凹模脹裂現(xiàn)象,致使模具壽命下降。且取小間隙時(shí),由于彈性回跳作用,落料件尺寸大于凹模,沖出的孔徑小于凸模,從而造成沖片的尺寸精度出現(xiàn)誤差。 表3-2 落料、沖孔模刃口始用間隙 （單位mm） 厚度 硅鋼片 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.0 Zmin 0.01 0.015 0.03 0.06 0.10 0.13 Zmax 0.03 0.035 0.05 0.08 0.13 0.16 為提高沖

56、片質(zhì)量,延長(zhǎng)模具壽命,根據(jù)國(guó)外資料信息,在實(shí)踐中對(duì)模具間隙做了試驗(yàn)摸索,證明放大間隙是非常有效的。經(jīng)過(guò)多次對(duì)0.5mm 厚硅鋼片沖裁的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)間隙值在材料厚度的20%左右圍,即間隙值為0.09～0.11mm 最為合適。 采用這個(gè)間隙,可以獲得如下效果:（1）提高了沖片質(zhì)量。刃口鋒利時(shí)毛刺小,沖裁過(guò)程中毛刺增長(zhǎng)緩慢。（2） 沖片表面平整度大大改善,特別是相鄰孔之間。（3） 凸凹模側(cè)壁無(wú)粘結(jié),減小了卸料力。（4）延長(zhǎng)了模具壽命。刃磨一次可以保證較的沖次,從而減少刃磨次數(shù),提高了生產(chǎn)效率。實(shí)踐證明,合理地放大間隙,可使沖裁質(zhì)量得到有效的保證,且模具壽命能提高2～3倍。 3.6 沖模制造公差的計(jì)

57、算 沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸與制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸與制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： （1）由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 （2）在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 （3）沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來(lái)越大。 由此在決定模具刃口尺寸與其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： （1）落料件尺寸由凹模尺寸

58、決定，沖孔尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，凹模尺寸等于圖紙上要求的料的尺寸，凸模尺寸等于凹模尺寸減去間隙；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，凸模尺寸等于圖紙上要求的空的尺寸，凹模尺寸等于凸模尺寸加上間隙。 （2）在沖模使用過(guò)程中，沖模模刃受到磨損。凸模模刃由于磨損而逐漸減少，凹模模刃由于磨損而逐漸增大。這樣，沖孔件的孔就逐漸縮小，落料件的外形尺寸就逐漸增大。所以，為了保證工件符合公差要求，沖孔時(shí)，凸模尺寸應(yīng)按孔的最大極限尺寸確定；落料時(shí)，凹模尺寸應(yīng)按落料件的最小極限尺寸確定。 （3）板料在沖裁后，材料部金屬顆粒由于強(qiáng)大的突然消失而有彈性

59、回彈現(xiàn)象，這樣就使落料件尺寸比凹模尺寸大一些，沖孔件孔的尺寸比凸模尺寸小一些。在沖模設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)要考慮這個(gè)因素，即落料時(shí)，凹模尺寸要比落料件的最小極限尺寸在小一些。沖孔時(shí)，凸模尺寸要比孔的最大極限尺寸再大一些。 （4）沖模在制造時(shí)必須有制造公差。模具公差通常這樣考慮：沖孔時(shí)，凸模尺寸按孔的最大極限尺寸確定，其公差為孔的公差的25～30%，取負(fù)號(hào)；落料時(shí)，凹模尺寸按落料的最小極限尺寸確定，其公差為工件公差的25～30%，取正號(hào)；上述考慮的根據(jù)是：沖模的精度等級(jí)必須比工件的精度等級(jí)高，隨著工件精度等級(jí)的降低，沖模的精度等級(jí)也可以降低。 根據(jù)上述因素，沖模制造公差的計(jì)算如下： 由于電動(dòng)機(jī)定子槽

60、形尺寸太小，而且尺寸精度要求不高，彈性回彈值可以忽略，不考慮彈性回彈值。已知，從定子沖片零件圖可以得到，槽形尺寸公差按GB1801—79的H10,槽口寬度尺寸公差按GB1801—79的H12，扣片槽形尺寸公差按GB1801—79的H11，槽形尺寸如圖3-2所示。 圖3-2 槽形尺寸 定子槽形尺寸如下： 定子槽凸模的尺寸為： 尺寸L1按下式確定： 式中E是為了沖片落料（或車加工）后槽口能敞開(kāi)而考慮的系數(shù)，對(duì)于現(xiàn)落料、后沖槽方案其值為0.05～0.70mm。 以上各式中的制造公差值，系根據(jù)產(chǎn)品公差由沖模制造公差查得，見(jiàn)表3-3。 表3-3

61、 沖模制造公差 （單位mm） 產(chǎn)品公差 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 沖模公差 0.005 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 產(chǎn)品公差 0.050 0.055 0.060 0.070 0.080 0.090 0.100 0.120 沖模公差 0.020 0.022 0.025 0.027 0.030 0.035 0.035 0.040 產(chǎn)品公差 0.150 0.1

62、80 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450 沖模公差 0.050 0.050 0.060 0.060 0.070 0.070 0.080 0.090 產(chǎn)品公差 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.200 1.500 沖模公差 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.200 0.220 0.250 鳩尾槽寬度為，鳩尾凸槽寬度為 槽孔分布的直徑公差如圖3-3所示。 圖3-3 槽孔分布的直徑公差 定子沖片復(fù)式?jīng)_模按公式

63、（3-5）和公式（3-6）計(jì)算： （3-5） （3-6） 式中 ——定子沖片徑基本尺寸； ——定子沖片槽底圓直徑基本尺寸； ——沖模間隙； ——沖片基本尺寸的公差； ——為了使沖片落料時(shí)槽口能敞開(kāi)而考慮的系數(shù)； ——沖片槽孔位置直徑制造偏差； ——沖?；境叽?。 因?yàn)槎ㄗ記_片的沖裁工藝方案為先落料、后沖槽，所以只考慮DM1就可以了。 式中 為槽底直徑公差 根據(jù)槽底直徑，由定轉(zhuǎn)子沖片槽孔分布位置的直徑制造偏差表可查得，沖片槽孔位置直徑制造偏差,還可知沖模間隙(Z)可不考慮。

64、 第4章 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 模具結(jié)構(gòu)形式可分為正裝式和倒裝式。正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)比較：正裝式復(fù)合模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。倒裝式復(fù)合模不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，所以應(yīng)用十分廣泛。 由零件分析知：制件的精度要求較低，孔邊距較大，平直度較高為提高經(jīng)濟(jì)效益，適宜采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。根據(jù)以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復(fù)合模具生產(chǎn)。 4.2

65、 操作與定位方式的確定 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，提高經(jīng)濟(jì)效益。零件的定位是通過(guò)定位零件定位的，定位零件是用來(lái)確定板料或工件沖裁位置的零件。定位零件的作用，是使條料或毛坯在精沖在確定正確的位置，從而保證沖出合格的制件，根據(jù)毛壞和模具不同的特點(diǎn)，必須采用不同形式的定位裝置，沖模中常見(jiàn)的定位零件有定位板、定位銷、擋料銷、導(dǎo)料銷，側(cè)壓板等。如現(xiàn)沖槽、后落料方案中復(fù)沖周孔和轉(zhuǎn)子槽時(shí)控制板料位置的擋料銷；以軸孔定位復(fù)沖定子槽的導(dǎo)正釘；以與先落料、后沖槽方案中以圓定位復(fù)沖定子槽的定位盤等。 根據(jù)工藝分析，我們采用的就是先落料、后沖槽方案，是以圓定位復(fù)沖定子槽的，所以定位方式是

66、采用定位盤。 4.3 卸料方式的確定 零件的卸料是通過(guò)卸料零件從而實(shí)現(xiàn)的，卸料零件是指每完成一次沖裁后用來(lái)退出工件或余料的零件。如彈性或剛性的脫料裝置（脫料板）；各種由凸模上面卸下工件的卸料器（如先落料、后沖槽方案中復(fù)沖定、轉(zhuǎn)子沖片的打棒、打板和托、脫料板等一套零件）；由凹模頂出沖片的頂料器等。設(shè)計(jì)卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓正常進(jìn)行。常用的卸料方式有：剛性卸料、彈壓卸料板。 考慮零件尺寸較大，采用剛性卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。壓力機(jī)滑塊上的打料橫梁通過(guò)打棒、上打板、脫料螺桿、脫料板將制件從打出。 4.4 導(dǎo)向方式的確定 關(guān)于導(dǎo)向方式的確定有以下四種方案： 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模