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1、宁夏理工学院毕业设计一落二分割模具设计说明书绪论近年我国模具技术发展迅速，模具的设计水平和质量有了很大的提高，已接近国际先进水平。特别是“十一五”以来，在汽车行业快速发展的引领下，极大地促进了模具技术的发展，使我国的模具技术由原来服务于低档小批量生产转向服务于高档轿车的新车型开发以及各类新产品开发。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低等一系列优点，使得模具的使用范围日益广泛，已成为现代工业生产的重要工艺装备和发展方向。我国模具企业多为中小企业，自我发展能力较弱，虽然在技术上接近国外先进水平，但在技术改造投入方面能力有限，还保证不了高档次产品的快速开发。与发达国家的模具工业相比，在
2、模具技术上仍有差距。今后，我国模具行业应在注重开发大型、精密、复杂模具；加强模具标准件的应用；推广CAD、CAM、CAE技术；重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期等方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。经过我国国民经济长期持续高速发展，机械行业在信息社会和经济全球化进程中也在不断发展，模具将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方向发展；向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。模具对国民经济和社会发展将起越来越大的作用，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。冲压加工一般不需要加
3、热毛坯，也不像切削加工那样大量切除金属，不但节能而且节约金属。冲压加工的制件是靠冲模完成，制件一致性好，尺寸稳定，互换性好，完全适应现代化大生产量的需要。冲压是在常温下利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离、成型或接合，从而获得所需要制件的一种压力加工方法，是机械制造中先进的加工方法之一。冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。冲压生产过程依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率高，操作简便。冲压大多数采用薄板加工，冲压成型的制件质量轻，刚性好，可加工形状非常复杂的制件。冲压工艺在电子、汽车、电器、仪表、航空、电机及日常生活用品的生产中占据十分重要的地位。第
4、1章冲裁工艺设计冲裁工艺设计包含冲裁件的工艺分析、冲裁模刃口尺寸计算、冲裁工艺方案的确定等内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模具寿命高，最终获得稳定的合格工件。1.1设计的课题及原始数据1.1.1设计题目设计题目：一落二分割模具设计1.1.2原始数据零件名称：YBC750G电机定子冲片冲压件材料：硅钢片冲压件厚度：t=0.5mm电机定子冲片如图1.1:图1.1YBC750G电机定子冲片1.2零件的工艺性分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压加工工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位偏差与尺寸基准等是否符合冲裁加工的工艺
5、要求。因此冲裁件的工艺性是否合理对冲件的质量、模具寿命和生产效率都有很大影响。 电机定子冲片外形结构、形状简单、对称，完全适合于冲裁加工工艺。1.3确定工艺方案电机定子冲片包括落料、冲孔两道基本工序，可采用下述四种方案。方案1 用两道工序进行冲制。工序1）落料模落外形。工序2）冲孔模冲孔。方案2 用两道工序进行冲制。工序1）冲孔模在条料上冲孔。工序2）落料模落外形。方案3：用两工位级进模一次冲孔和落料完成两道工序。方案4：用复合模在一个工位上完成两道工序冲孔和落料。比较分析各种方案：方案1用两副模具，模具简单，但冲压时需两台压力机，冲孔模生产率低。方案2用两副模具，模具简单，但冲压时同样需两台
6、压力机，生产率高于方案1。方案3模具结构比方案4简单，制造周期短，制造成本低，生产率高。但冲裁件质量没方案4高。方案4冲裁件质量高，精度好，制造成本高，模具结构复杂。经过上述分析，因此采用方案4冲孔落料复合模。1.4排样图设计制件在条料、带料上的布置方法叫排样。排样的正确与否将影响到材料的合理利用、制件质量、生产率、模具结构与寿命及生产操作安全等。1.4.1材料利用率材料利用率是指制件的实际面积与所用材料面积的百分比。材料利用率通常以一个步距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分比表示，查1 P25式（2-35）有材料利用率计算公式： （1.1） 式中 A为1个步距内制件的实际面积（mm2）；A
7、0为1个步距内所需的材料面积（mm2）； B为条料宽度（mm）； S为步距（mm）。1.4.2搭边排样时，制件与制件之间及制件与条料侧边之间留下的工艺废料称为搭边和侧搭边。搭边虽然是废料，但在冲裁工艺中却有很大的作用。它补偿了条料的剪切误差、送料步距误差、定位误差，确保冲出合格的制件。搭边值的大小通常由经验确定，可查 1P2627表2.11和表2.12。图1.2圆形及矩形制件表1.1弹性卸料搭边与侧搭边材料厚度t圆形或类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩形或类似矩形制件长度50aa1aa1aa10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21
8、.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.61.01.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.72.53.01.82.22.02.42.53.53.04.0注：1.矩形制件，其长度L在50100mm，a、a1取下限值；L在100200mm，取中间值；L200mm，取上限值。2.对硬纸板、硬橡皮、布胶板、纸胶板应乘系数1.3。3.a、a1如图1.2。表1.2固定卸料搭边与侧搭边材料厚度t圆形或类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩
9、形或类似矩形制件长度50aa1aa1a 与a10.251.21.51.52.22.23.20.250.51.01.21.52.02.03.00.51.00.81.01.21.51.52.51.01.51.01.21.21.81.82.81.52.01.21.51.52.02.03.02.02.51.51.81.82.22.23.22.53.01.82.02.22.52.53.5注：说明同表1.1。1.4.3条料宽度查1P32式（2-37）有条料宽度计算公式： （1.2）式中Lmax为条料宽度方向制件最大尺寸（mm）；为侧搭边（mm）；为条料宽度偏差（mm），查1 P33表2.14；B为条料宽度
10、偏差（mm）；表1.3条料宽度偏差（mm）条料宽度B材料厚度t0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1520300.100.150.201.4.4排样图条料宽度由式（1.2）计算：步距为：S=720+a=720+0.8=720.8mm材料利用率按式（1.1）计算：排样图如图1.3；图1.3排样图1.5工艺设计计算工艺设计计算包括冲裁力的计算、压力中心的计算，通过冲裁力的计算结果选择冲压设备，并进行冲模闭合高度和压力机有关参数的校核。1.5.1冲裁力计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入板料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁
11、力的最大值，它选择压力机的主要依据，也是设计模具所必需的数据。查1P21式（2-22）有冲裁力的计算公式为：F=KLt （1.3）式中F为冲裁力（N）；L为冲裁件周长（mm）； t 为材料厚度（mm）；为抗剪强度（MPa）； K为系数。经查淬火的硅钢片的抗剪强度 =450MPa。系数K是考虑到实际冲压中，凸、凹模刃口钝化、间隙不均、材料力学性能和厚度的波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取K=1.3。F=KLt =1.3（3.147203.14180）0.5450=826.605kN1.5.2冲压设备的选择我国目前规定的吨位为冲床的额定吨位。额定吨位的大小，反映冲床的冲裁能力。在我国，偏心冲
12、床和曲轴冲床都已经成系列生产，共有11级，即16、25、40、63、80、100、125、160、200、250、400t。选择冲床时，冲床的公称压力必须大于工件所需要的冲裁力。在冲压生产中，为了适应不同的冲压工作需要，采用各种不同类型的压力机。压力机的类型很多，按传动方式的不同，主要有机械压力机和液压压力机两大类。其中机械压力机分为曲柄压力机和偏心压力机。 压力机的主要技术参数是反映一台压力机的工艺能力、所能加工制件尺寸的范围以及有关生产率的指标，也是模具设计中选用冲压设备、确定模具结构的重要依据。选择冲床时，冲床的公称压力必须大于工件所需要的冲裁力；压力机的工作台面尺寸应大于冲模下模座的尺
13、寸，一般每边最小应大于5070mm，便于安装固定模具用的压板和螺钉。根据计算的冲裁力F=826.605kN，则要选择公称压力大于826.605kN 的压力机，为了提高压力机的利用率和节约经济成本。故选用JA31400压力机。JA31400闭式单点压力机技术参数如表1.4：表1.4JA31400闭式单点压力机参数序号项目数值单位1公称压力400t2公称压力离下死点距离13mm3滑块行程230mm4滑块每分钟行程次数25次5滑块(连杆)调整距离160mm6封闭高度(滑块在下死点时至台面的距离)最大660mm最小500mm 7工作板尺寸前后1060mm左右990mm8工作板厚度150mm9工作台通口
14、尺寸620620mm10滑块底面尺寸前后810mm11滑块中推料孔尺寸110mm12立柱间距离1010mm13导轨间距离850mm表1.4（续）14工作台至导轨底面的距离670mm15主传动件电动机型号JHD3-200M-6功率30kW16调正滑块(连杆)长度用电动机型号JD3-1125-6-T2功率3kW17外形尺寸前后2276mm左右2250mm地面上高5480mm18机床重量约33.000kg1.5.3压力中心的确定冲压力合力的作用点为模具的压力中心。模具的压力中心必须通过打料杆轴线且与压力机滑块的中心线相重合。否则滑块会受到偏心载荷，导致滑块导轨和模具的不正常磨损，还会使合理的间隙得不
15、到保证，从而降低冲裁件质量和模具寿命，甚至损坏模具。该工件是简单冲裁件，其压力中心就是它的几何中心。1.5.4冲模闭合高度模具的闭合高度应与压力机的装模高度相适应，模具的闭合高度H是指模具在最低工作位置时，上模座的上平面与下模座的下平面之间的距离。压力机的装模高度是指压力机滑块在最低工作位置时，滑块的底平面与压力机工作台上的垫板上平面之间的距离。模具的闭合高度必须在压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，查1P21式（2-79）有其关系式为：（Hmax-H1）-5mmH（Hmin-H1）+（510mm） （1.4）式中Hmax为压力机最大装模高度(mm)；Hmin为压力机最小装模高度(mm)；
16、H1为压力机工作台上垫板厚度；H为冲模闭合高度(mm)。我所设计的一落二分割模的闭合高度为：H=上模座+上模垫板+上模+下模座+下模垫板+下模即：H=105+55+45+100+55+45=405mm查表1.4可有Hmax=660mm Hmin=660-160=500mm H=150mm则有（Hmax- H1）- 5mm=660-150-5=505mm（Hmin- H1）+（510mm）=500-150+（510）=355360mm有505mm405mm355360mm即满足式（1.4），所以所选的JA31400闭式单点压力机满足要求。第2章冲裁模工作部分设计计算冲裁模工作部分设计计算包括冲裁
17、模间隙的确定及凸模与凹模刃口尺寸计算。2.1冲裁模间隙冲裁模间隙是指凹模工作部分尺寸与凸模工作部分尺寸之差，查1P11式（2-1）有冲裁模间隙计算公式：Z=DA - DT （2.1）式中 Z为冲裁模间隙（mm）；DA为凹模刃口尺寸（mm）；DT为凸模刃口尺寸（mm）；冲裁模间隙不仅对冲模件的质量有影响，还影响模具的寿命、冲裁力等。因此它是一个非常重要的工艺参数。2.1.1间隙的确定在实际生产中，主要根据冲裁件的断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素给间隙规定一个范围的值，以满足冲裁件设计的要求。确定间隙值的方法有理论计算法和经验查表法两种。由于理论计算方法在生产中使用不方便，因此采用经验查表法
18、确定间隙值。间隙值见表2.1出自2P41表3.2。表2.1冲裁模初始双面间隙值Z（mm）材料名称45、T7、T8（退火）65Mn、磷青铜（硬）、铍青铜（硬）10、15冷轧钢、硅钢片、硬铝30钢板、H62、H68（硬）Q215、Q235钢板、纯铜（硬）、08、10、15钢板H62（软）、软铜、3A21、5A02、1060、1050A、1035、2A12（退火）、铜、铝母线板厚t/mm初始间隙Zzminzmaxzminzmaxzminzmaxzminzmax0.10.0150.0350.010.030.20.0250.0450.0150.0350.010.030.30.040.060.030.05
19、0.040.040.010.030.50.080.100.060.080.060.060.0250.0450.80.130.160.100.130.070.100.0450.0751.00.170.200.130.160.100.130.0650.095表2.1中所列zmin和zmax只是指制造模具初始间隙的变动范围，并非磨损极限。从表2.1中可以发现，当板料厚度t很薄时，zmax-zmin的值很小，以至于模具加工设备难以达到，因此很薄的板料的冲裁工艺是很差的，对模具的制造精度要求也是很高。但是，在实践中可以在模具结构和模具加工工艺上采取一些特殊措施来满足无（小）间隙冲裁的要求。该工件材料为硅
20、钢片，厚度为0.5mm，查表2.1可有：zmin=0.06mm zmax =0.08mm。取凸、凹模的间隙值为：Z=0.06mm。2.2凸模与凹模刃口尺寸计算在冲模设计中，凸模、凹模刃口尺寸和公差的确定是一个重要环节。它不仅影响到冲裁件的加工精度，断面质量和模具使用寿命，而且还关系到模具的加工方法。模具的合理间隙也是靠凸模、凹模刃口尺寸及公差保证。2.2.1凸模与凹模刃口尺寸计算原则从使用方面考虑，测量尺寸应以光亮带部分为基准。（1）、落料件的光亮带由凹模决定，落料时应以凹模为基准进行计算。冲孔件的光亮带由凸模决定，冲孔时应以凸模为基准进行计算。（2）、凸、凹模在使用过程中都会磨损，凹模磨损后
21、会增大落料件尺寸，凸模磨损后会减小冲孔件尺寸。为了提高模具使用寿命，在模具设计时，应把凹模尺寸取在接近最小极限尺寸处，把凸模尺寸取在接近最大极限尺寸处。（3）、在实际生产中，凸、凹模大多数采用配合加工。一般把凹模尺寸计算好后换算到凸模上去。（4）、模具是精加工，制造公差一般都很小，可选用IT6IT8级精度。2.2.2凸模与凹模刃口尺寸计算凸模与凹模刃口尺寸计算方法有按凸模与凹模图样分别加工和凹模按凸模配作法。凹模按凸模配作法是目前普遍采用的方法，在实际生产中，凹模按凸模配作使设计和制造变得方便。一般都是把落料凹模尺寸计算后换算到凸模上。本次凸模与凹模刃口尺寸计算按凹模按凸模配作法计算。（1）、
22、落料凹模磨损后尺寸变大，查1P16式（2-7）按一般落料凹模刃口尺寸公式计算，即查1P16式（2-8）换算到凸模上有：式中AA为相应的凹模刃口尺寸（mm）；AT为相应的凸模刃口尺寸（mm）；Amax为冲裁件最大极限尺寸（mm）；为冲裁件公差（mm）；为系数，为保证冲出合格冲件的系数。冲裁件精度IT10以上，=11.2；冲裁件精度IT11IT13，=0.750.8；冲裁件精度IT14，=0.50.6。Zmin为最小双面间隙（mm）；A、T为凸模和凹模制造偏差（mm），A、T可选用IT6IT8。凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，并保证最小合理间隙值Zmin。（2）、冲孔凸模磨损后尺寸变小，查1P18式（
23、2-17）按冲孔凸模刃口尺寸公式计算，即 式中bT为相应的凸模刃口尺寸（mm）；bmin为冲裁件孔的最小极限尺寸（mm）；为冲裁件公差（mm）；为系数，为保证冲出合格冲件的系数。冲裁件精度IT10以上，=11.2；冲裁件精度IT11IT13，=0.750.8；冲裁件精度IT14，=0.50.6。T为凸模制造偏差（mm），T可选用IT6IT8。落料时按落料凹模刃口尺寸按式（2.2）计算：换算到凸模上按式（2.3）计算：冲孔时按冲孔凸模刃口尺寸按式（2.4）计算：第3章模具结构设计冲模结构是确定实现冲压工艺方案所需模具的功能结构，以及组成功能结构的零件及其安装关系。冲压模具结构的合理性，对冲裁件的
24、质量与精度、冲裁加工的生产率与经济效益、模具的使用寿命等都有密切的关系。模具结构设计包括模具总体结构的设计和模具主要零部件的设计与选用。3.1模具总体结构的设计冲模总体结构设计就是根据所采用的模具类型、制件的精度要求、形状特点及冲压工艺方案等来确定模具的结构形式、模具的总体尺寸及模架类型，以便设计各零部件的具体结构。根据工艺方案采用冲孔落料复合模。复合模是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道和两道以上的冲压工序的冲模。3.1.1模具的基本结构形式的确定模具的基本结构形式是由条料的送进方式、卸料方式、导向方式及模具的正倒装关系所确定。1、条料送进方式的选择条料送进方式主要有手工送
25、料和自动送料两种。当采用手工送料时，在模具结构设计时要特别注意操作安全问题。而采用自动送料方式时，则要考虑自动送料机构对模具结构的影响。本次条料送进方式采用手工送料。2、卸料方式的选择卸料方式分为弹性卸料和固定卸料两种。固定卸料是通过将卸料板固定在下模的凹模上以阻碍条料随凸模上移的一种卸料方式，一般用于条料较厚的情况。弹性卸料是在凸模抬起过程中，通过弹性元件的回弹力将条料从凸模上脱离的一种卸料方式，用于冲裁薄料及精度要求高的制件。本次为冲孔落料复合模采用弹性卸料方式。3、模具导向方式的确定模具的导向是指模具上、下模间的导向，一般都是采用安装在模架上的导柱、导套进行导向的。根据零件的结构尺寸，所
26、设计的一落二分割模具为大型模具，应采用四角导柱模架，其导向精度好，强度和刚度高，稳定性好。4、复合模正装与倒装区别的确定复合模根据落料凹模装的位置不同，分为倒装复合模和顺装（正装）复合模。倒装复合模落料凹模装在上模，顺装复合模落料凹模装在下模。复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。倒装复合模冲孔废料直接从压力机工作台当中的孔落下，制件从凹模洞口推出后落在下模上，一般用工具取出，操作比较方便安全。模具结构比顺装复合模简单，生产效率比顺装复合模高，所以一般采用倒装复合模。本次设计采用倒装复合模。3.1.2模具总体尺寸确定模具的总体尺寸主要指平面轮廓尺寸、各模板厚度、模具
27、闭合高度等。这些尺寸是进一步进行模具结构及零件设计的基础。模具的平面轮廓尺寸是根据工序件轮廓或条料排样图上所有工序轮廓的最小包络形来确定的，它主要包括模座和各模板尺寸。通常各模板尺寸是一样的，并以凹模板为基准来确定。模具各模板的外形尺寸及厚度可根据7P56图4.7模具总体尺寸关系图确定：上模座厚度=（11.5）H凹 (3.1) 下模座厚度=（11.5）H凹 (3.2) 卸料板厚度=1020mm 凸模固定板厚度=（0.40.7）H凹 (3.3) 一般保证模座的外形尺寸大于凹模板尺寸4070mm。各模板厚度要根据情况作相应调整，由于所选的压力机的公称压力比计算的冲裁力大许多，为了使各模板承受更大的
28、压力并有足够的强度及刚度，因此在设计时，各模板的厚度应相应的加厚。3.1.3模架选用模架是上、下模座、导柱、导套的组合，它是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在模架上面，并承受冲压过程中全部载荷。模具的上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模运动，保证冲裁过程中间隙均匀。模架有四种基本形式：后侧导柱模架（一般用于精度不高的小型模具）、中间导柱模架（用于冲压圆形制件的冲模）、对角导柱模架（模架受力平衡，常用于复合模）、四角导柱模架（模架受力平衡，导向精度高，适用于大型制件、精度高的冲模）。该工件为大型制件且要求精度高，因此选用四角导柱模架形式。综上所选模具总体结构采用手工送料、
29、弹性卸料、四角导柱模架形式的倒装复合模，总体结构如图3.1。当上模下行时，落料凸模进入落料凹模洞口落料，冲孔凸模进入冲孔凹模洞口冲孔。即在一次行程中，同时完成冲孔和落料工作。图3.1模具总体结构1上模座 2弹簧垫圈 3六角头螺栓 4六角头螺栓 5顶料杆 6轴孔冲固定板 7轴孔冲 8打料杆 9定位套柄 10打料板 11六角头螺栓 12上退料板13上模垫板 14上模拼块 15导套 16垫套 17导柱 18六角薄螺母 19垫圈20下退料板 21六角头螺栓 22弹簧垫圈 23下模垫板 24下模内 25下模中 26下模外拼块 27六角头螺栓28下模退料小套29下模座3.2模具主要零部件的设计与选用根据模
30、具零件的不同作用可分为工艺零件和结构零件。工艺零件直接参与完成冲压工艺过程，并与被冲材料直接发生作用，包括工作零件、定位零件、卸料、推件等。结构零件不直接参与完成冲压工艺工作，也不与被冲材料发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括导向零件、固定零件等。3.2.1工作零件设计直接对毛坯和板料进行冲压加工的模具零件称为工作零件。1、 凸模在冲压过程中，冲模中被制件或废料所包容的工作零件称为凸模。轴孔冲（冲孔凸模）材料Cr12，淬火处理，硬度为5862HRC。轴孔冲采用台阶式凸模，即工作部分和固定部分的形状与尺寸不一致。并将轴孔冲固定在凸模固定板中，其配合为H7/m6。
31、冲孔凸模刃口尺寸按式（2.4）计算：取凸模长度尺寸根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需求来确定。根据图3.1模具总体结构可有冲孔凸模长度为：L=上模垫板厚度+上模拼块厚度+（12）mm=55+45+（12）=101102mm取凸模长度L=102mm只有特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度很厚时，则必须进行承压能力和和抗纵弯曲能力的校核。在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。此轴孔冲（冲孔凸模）不细长，其强度及刚度足够，因此不需要进行强度和刚度校核。轴孔冲如图3.2：图3.2轴孔冲2、 凹模在冲压过程中，与凸模配合直接对制件进
32、行分离或成型的工作零件称为凹模。凹模的有效高度一般为812mm，凹模一般采用合金工具钢Cr12或Cr12Mov制造，上下两平面之间的平行度要求不超过0.003。凹模工作表面的粗糙度要求Ra0.8mRa3.2m，并要求硬度5862HRC。落料凹模（上模）材料Cr12，淬火处理，硬度为5862HRC。上模为大型凹模，往往给锻造机械加工及热处理带来很大的困难，而且当发生局部损坏时，会造成整个凹模报废，因此采用镶拼结构。落料凹模（上模）由六块上模拼块镶拼而成，并通过螺栓将上模固定在上模座上。落料凹模（上模）刃口尺寸按落料凸模（下模外）配间隙0.080.10mm。下模外拼块如图3.3：图3.3下模外拼块
33、3、凸凹模凸凹模是复合模中的关键零件，凸凹模工作端的内外缘均为刃口，一般内缘与凹模刃口结构形式相同，外缘与凸模刃口结构形式相同，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。凹凸模的最小壁厚与冲模的结构有关，对于倒装复合模，孔内会积存废料，最小壁厚要大些。由于电机定子冲片尺寸大，凸凹模也大，往往给锻造机械加工及热处理带来很大的困难，而且当发生局部损坏时，会造成整个凸模报废，因此采用镶拼结构。本次设计的凸凹模由下模内、下模中、下模外镶拼而成，并用螺栓将凸凹模（下模）和下模垫板固定在下模座上。冲孔凹模（下模内）材料Cr12，淬火处理，硬度为5862HRC。冲孔凹模（下模内）刃口尺寸按冲孔凸模（轴孔冲）配间隙
34、0.050.07mm。冲孔凹模（下模内）采用平刃、整体式的圆凹模，冲裁凹模型孔选用如图3.4：图3.4凹模型孔此类型凹模刃边强度较好，孔口尺寸不随刃磨而改变，用于冲裁件精度较高的情况。刃口高度h值不宜过大，否则积料较多，厚度t=0.5mm，查2P67表3.18取h=15mm。凹模厚度计算公式可查1P47式（2-49）即：H=Kb （3.4）凹模壁厚计算公式可查1P47式（2-50）即：C=（1.52）H（3.5）式中 K为系数，查表3.1出自1P47表2.19； b 为凹模孔的最大宽度（mm）。表3.1系数K的数值（mm）凹模孔的最大宽度b材料厚度t11336K50501001002000.3
35、0.40.20.30.150.20.350.50.220.350.120.220.450.60.30.450.220.3厚度t=0.5mm，凹模孔的最大宽度b=180.06mm，查表3.1取K=0.2，根据式（3.4）则有凹模厚度：H=Kb=0.2180.06=36mm由于所选的压力机的公称压力较大，为了满足强度，H值相应的加大，取H=45mm。根据式（3.5）则有凹模壁厚：C=（1.52）H =（1.52）45=67.590mm取凹模壁厚C=80mm，根据凹模结构，则有冲孔凹模（下模内）外型尺寸：L=b+2C=180.06+280=340.06mm取冲孔凹模（下模内）外型尺寸L=340mm冲
36、孔凹模（下模内）如图3.5：图3.5冲孔凹模（下模内）落料凸模（下模外）材料Cr12，淬火处理，硬度为5862HRC。下模外为大型凸模，往往给锻造机械加工及热处理带来很大的困难，而且当发生局部损坏时，会造成整个凸模报废，因此采用镶拼结构。落料凸模（下模外）由六块下模外拼块镶拼而成，并通过螺栓将下模外固定在下模座上。落料时按落料凹模刃口尺寸按式（2.2）计算：换算到凸模上按式（2.3）计算：落料凸模（下模外）的厚度与冲孔凹模（下模内）厚度相同，取H=45mm。下模外拼块如图3.6：图3.6下模外拼块下模中材料Q235-A，下模中的外形尺寸根据落料凸模（下模外）和冲孔凹模（下模内）的结构确定，下模
37、外的厚度与冲孔凹模（下模内）厚度及落料凸模（下模外）相同，均取H=45mm。下模中如图3.7：图3.7下模中3.2.2卸料装置零件设计从广义来讲，卸料装置包括卸料、推件和顶料装置。其作用是当冲模完成一次冲压之后，把条料、制件或废料从凸模上卸下或从凹模中推出或顶出，以便冲压工作继续进行。通常卸料是把条料或制件从凸模上卸下来，顶件和推件一般指把制件或废料从凹模中顶出或推下。1、 卸料装置卸料装置有弹性卸料装置和固定卸料装置。复合模中的卸料装置为弹性卸料装置，目的是从凸凹模上卸下条料或卷料。倒装复合模卸料装置装在下模。卸料装置中常用的弹性卸料板一般用Q235或45号钢制造。卸料装置（下退料板）材料选
38、用Q235，模具工作时下退料板与下模座间用橡胶垫起。下退料板如图3.8：图3.8卸料装置（下退料板）2、 推件装置推件装置是从落料凹模和冲孔凸模上推下制件，由打杆（打料杆）、推板（打料板）、连接推杆（顶料杆）和推件块（上退料板）组成。打杆（打料杆）材料选用45号钢，热处理硬度4348HRC。打料杆如图3.9：图3.9打杆（打料杆）推件块（上退料板）材料选用Q235-A。它与落料凹模及冲孔凸模配合，其型孔按轴孔冲配间隙0.150.3mm，外型按上模配间隙0.150.3mm。上退料板如图3.10：图3.10上退料板连接推杆（顶料杆）材料选用45号钢，4348HRC。连接推杆（顶料杆）是推板（打料板
39、）和推件块（上退料板），一般24根，长度必须一致。顶料杆如图3.11：图3.11顶料杆推板（打料板）材料选用T8A。推板（打料板）是在打杆（打料杆）和连接推杆（顶料杆）间传递力的板件。在复合模中，为了保证冲孔凸模的支承刚度和强度，推板的平面形状和尺寸只要能覆盖到连接推杆，保证本身有足够的强度和刚度，不必设计得太大，以便安装推板的孔不至太大。打料板如图3.12：图3.12打料板3.2.3导向零件设计导柱和导套材料均选用T8A。导柱与导套的结构与尺寸都可以直接由标准中选取。在选用时要注意导柱的长度应保证冲模在最低位置工作时，导柱上端面必须低于上模座顶面（一般不下于1015mm），而下模座底面与导柱
40、底面的距离应为0.51mm，并保证有足够的导向长度。滑动式导柱与导套之间的配合根据冲模的要求选取，对于冲裁模，其间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间隙小的一般选用H6/h5配合；间隙较大的选用H7/h6配合。导柱与上模座上的导套之间可以采用H7/r6，s 6配合。此时，下模座上的导柱座孔和上模座上的导套孔尺寸相同，将上、下模座夹在一起同时加工，但考虑装配方便，导套与上模座导套孔之间一般采用低熔点合金浇注或环氧树脂浇注。为了保证浇注质量，两者之间的间隙一般为每边35mm，浇注时冲模处于闭合状态，以保证工作时的良好导向。3.2.4固定零件设计1、上、下模座上模座用来固定上模部分的零件，并通过燕尾槽把上模固
41、定在压力机滑块上，同时又起传递并承受冲裁力的作用。下模座用来固定下模部分的零件，用螺栓和压板固定在压力机工作台上，并起着承受和分散冲裁力到工作台上的作用。模座要有足够的厚度，一般取凹模厚度的11.5倍，且采用四角导柱模架的模座厚度为普通模具的1.5倍以上。模座的外形尺寸必须大于冲床工作台（或垫板）落料孔尺寸，一般保证模座的外形尺寸大于凹模板尺寸4070mm。模座上下平面间的平行度不能超过0.001mm，表面粗糙度要求达到Ra1.6m。用来安装导向件的孔中心线的距离的偏差不大于0.02mm，并且与其平面垂直，垂直度偏差不大于0.001mm。上模座材料采用HT250。下模座材料采用HT250。3、
42、 凸模固定板（轴孔冲固定板）用于安装固定凸模的板称为凸模固定板，其作用是将凸模连接固定在正确位置上。凸模固定板有圆形和矩形两种。固定板与凸模配合一般为过渡配合（H7/m6）或（H7/n6）。当卸料板起导向作用时，应采用间隙配合。凸模固定板（轴孔冲固定板）采用材料Q235-A。凸模固定板（轴孔冲固定板）的外形尺寸和结构要根据模具的具体结构来确定，如其与上模座通过螺栓连接孔及轴孔冲（冲孔凸模）外形等。凸模固定板（轴孔冲固定板）的厚度根据式（3.3）计算：凸模固定板厚度=（0.40.7）H凹=（0.40.7）45=1831.5mm取凸模固定板厚度=20mm。4、垫板（上模、下模垫板）如果凸模与上模座
43、接触面上的压力超过了模座材料的许用应力时，则需要在凸模与模座之间加上一块强度较高的垫板。垫板的形状应与凸模固定板一致，其厚度一般为3-15。上模垫板材料选用Q235-A。上模垫板结构根据模具总体结构、上模外拼块及上模座等决定。下模垫板材料选用Q235-A。下模垫板结构根据模具总体结构、下模外拼块及下模座等决定。5、其他固定零件其他一些固定零件如螺钉及销等都可以选用标准零件。将冲模中主要零件选用的材料、热处理及硬度绘制如表3.2：表3.2主要零件选用的材料、热处理及硬度零件名称材料热处理硬度表3.2(续)凸模钢Cr12淬火5862 HRC凹模钢Cr12淬火5862 HRC凸模固定板钢Q235-A垫板钢45淬火4550 HRC定位套柄钢Q235-A上