模具设计说明书

模具设计说明书 毕业论文(设计)说明书 题目 磁轭转子冲片模具设计 班级 08122 姓名 文静 学号 01 指导老师 江秉华 成都电子机械高等专科学校 2011年05月26日 目录 , 摘要 , 正文 1. 绪论 1.1 模具工业的概况 1.2 冲压模具的发展方向 2. 制件的工艺分析 2.1 产品公差的确定 2.2 制件的工艺性分析 2.3 制件的经济性分析 3. 冲压工艺及模具结构的确定 3.1 方案种类 3.2 方案比较 3.3 方案的确定 3.4 模具结构的确定 4. 级进模排样设计 4.1 排样的设计原则 4.2 工序顺序安排 4.3 排样设计 4.6 压力中心的平衡 5. 压力中心的确定 5.1 冲压力的计算 5.2 压力中心的确定 6. 主要零件的尺寸计算 6.1 冲裁凸凹模刃口尺寸的计算 6.2冲孔凸凹模刃口尺寸的计算 6.3落料凸凹模刃口尺寸的计算 7. 多工位级进模工艺零件的设计 7.1 工艺零件的设计原则 7.2 工作零件的结构设计 7.2.1凸模的结构设计 7.2.2凸模的工作长度设计 7.2.3凹模尺寸设计 7.2.4凹模的结构设计 7.3 定距与定位装置的设计 7.3.1工位间距的定距方式 7.3.2工位定位方式 7.4 卸料装置的設計 7.4.1卸料装置的结构形式与尺寸计算 7.4.2卸料装置的导向形式 7.4.3卸料装置的安装形式 8.多工位级进模结构零件设计 8.1 模架设计 8.2 模架导向零件设计 8.3 支承零件设计 8.4 限位装置设计 9. 模具总体结构 9.1 冲模的闭合高度 9.2 模具的工作原理 .压力机的选择与校核 10 10.1压力机的选择 10.2压力机的校核 11.模具的装配与调试 11.1模具的装配 11.2模具的调试 , 结束语 , 致謝 , 参考文献 , 附录(工艺卡) , 摘要 本次设计零件为转子磁轭冲片模具设计，是家用电器使用的微电机的零件， 其质量直接影响家用电器的使用，材料选用硅钢片，是一种含碳极低的硅铁软磁 合金，一般含硅量为0.5,4.5%。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率,降低矫 顽力、铁芯损耗(铁损)和磁时效。此零件为冲裁件，用一副模具来完成转子和磁 轭的落料，采用多工位级进模结构降低了模具的生产成本，并设置了模具安全检 测装置，凸模主要采用台肩固定和吊装固定，小异形凸模与固定板采用过盈配合 固定，凹模采用嵌块式，节约了模具生产成本，降低了加工制造难易度。 关键词 :冷冲压 多工位级进模 转子磁轭冲片 Abstract: This design parts for rotor flux yoke blunt piece mold design, it is household appliances used, its quality of parts for micro-motor directly influence the use of household electrical appliances, material selection of silicon steel, is a kind of carbon is extremely low silicon magnetic alloys containing silicon amount, usually for 0.5 ~ 4.5%. Join silicon can improve the iron resistivity and maximum magnetic conductivity, reduce coercive force, core loss (iron loss) and magnetic limitation. This part as blanking pieces, use a pair mould to complete the rotor and magnetic yoke, using the blanking multi-position into the mold structure reduces the mold production costs and set the mold safety testing devices, the punch mainly adopts fixed and hoisting fixed platform shoulder the punch and small abnormity by retaining plate with fixed interference，Concave die adopt embedded block type, save the mold production costs, reduce the processing manufacturing difficulty degrees . Key words:Cold stamping Multi-position into the mold Rotor flux yoke blunt piece , 正文 第一章 绪论 1.1 模具工业的概况 模具是现代工业的重要工艺设备，随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔。模具技术水平在很大程度上决定了人才的整体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力，因此模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 1.2 冲压模具的发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下: (1) 冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元(FEM)等有值分析模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 (2) 冲模是实现冲压生产的基本条件. 在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米，进距精度2~3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量(主轴转速一般为15000到40000r/min),加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra?1微米)，而 且与传统切削加工相比具有温升低、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料(60HRC)加工;电火花铣削加工(又称电火花创成加工)是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造昂贵的成形电极，模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术(RPM)与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率;在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%;公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。 (4) 冲压化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%~80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高(一般在40%以下)，标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 第二章 制件的工艺分析 2.1 产品介绍 图2.1所示为转子磁轭冲片产品图，材料为硅钢片，料厚0.5mm.是家用电器使用的微电机地零件，质量直接影响家用电器的使用。零件表面不允许有划痕、拉伤、点状埑伤。零件尺寸多，生产批量大，一致性精度要求高。要求零件生产 成本低，模具便于拆卸、维修、刃磨，故决定采用多工位级进模在普通冲床上进行冲压生产。 图2.1产品图 2.2 制件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。 由图2.1知，冲裁件外形结构一般，尺寸不大，但产量较大，零件尺寸精度要 0求不高，未注公差按IT143级标注。经查公差表，各尺寸公差为:φ36,φ,0.62，0.30，0.36，0.125，0.125，0.254,φ10,R1.7,R1.3,φ16.5?0.215，,φ2，φ22?0.26，φ00000 ，0.25，0.125，0.30，0.25，0.25000003,R1.5,6,1.5,1.2,28,φ40,18.5,38,74 0000,0.52,0.62,0.52,0.62,0.740 ，0.25Φ3. 0 2.3 制件的经济性分析 所谓经济性分析,就是分析在冲压加工过程中,如何采用尽可能少的生产消费获得尽可能大的经济效益.在进行冲压工艺设计时,应该运用经济分析的方法找到降低成本,取得优异经济效果的工艺途径.冲压件的制造成本包括: ,C,C材，C工，C模 由图2.1可以看出,该产品的生产纲领为大批量生产,从冲压加工的经济性角度考虑,适合采用级进模进行冲压生产.另外,可以通过多件同时生产,提高材料的利用率,工艺合理化等措施来进一步提高制件的经济性. 第三章 工艺方案及模具结构的确定 3.1 方案种类 分析此产品，其成型工艺主要是冲裁，包括冲孔和落料，可以选择以下几种工艺方案: 方案一:直接按照冲孔，落料的顺序，采用单工序模生产。 方案二:采用冲孔-落料复合模生产。 方案三:采用冲孔落料多工位级进模生产。 3.2 方案比较 方案一:模具结构简单，制造方便，但需要三副模具，成本较高，生产效率低，劳动强度大，且更重要的是在第一道工序完成后，进入下道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大大下降，达不到相关的技术要求，难以满足生产需要。且凸模易产生干涉，不易安装。故而不采用此方案。 方案二:需要至少两副模具，成本相对还是高，但相比于方案一，冲裁的工件公差等级有所提高，避免了多次冲裁的定位误差，并且在冲裁过程中工件较平整。但是误差也不小，工件尺寸精度，质量还是难以满足生产要求。故而也不采用此方案。 方案三:级进模是一种多工位，高效率的生产方法。能满足工件尺寸公差等级要求，且操作安全方便，能实现自动生产加工。虽然制造成本相对前两种方案较高，但是考虑到此产品生产纲领为大批量生产，综合其成型特点和经济性条件，该方案的可行性比较高。 3.3 方案确定 综合以上各因素分析，最终确定采用多工位级进模具对该产品进行大批量的生产。 3.4 模具结构确定 由产品图分析可知，该制件总体尺寸精度要求不太高，形状不是很复杂，但产量比较大，根据材料及其厚度一般的特点，为保证冲孔等位置的精度，冲模有较高的生产率，初步采用自动送料机送料定距，导正销导正定位，弹压卸料装置卸料和自然漏料的级进模。 第四章 级进模排样设计 4.1 排样的设计原则 条料排样的主要内容是在冲压刃口外形设计的基础上，将各工序内容进行优化组合形成一系列工序组，并对工序组排序，确定工位数和每一工位的加工工序内容，确定载体类型，毛坯定位方式。条料排样图的设计是多工位级进模设计的重要依据，是决定级进模优劣的主要因素之一。在排样设计时要考虑以下原则: (1)要保证产品零件的精度和使用要求及后续工序冲压的需要。 (2)高速冲压的级进模用自动送料机构送料时，用导正销精确定距，手工送料 用导正销精确定距。为保证条料送进的步距精度，第一工时则多用侧刃粗定位， 位安排冲导正孔，第二工位设置导正销，在其后的各工位上优先在易窜动的工位上设置导正销。 (3)要注意冲压力的平衡。合理安排各工序以保证整个冲压加工的压力中心与模具中心一致，其最大偏移量不能超过L/6或B/6(其中L、B分别为模具的长度和宽度)，对冲压过程出现侧压力，要采取措施加以平衡。 4.2 工序順序安排 根据已经确定的排样方式,在开始端安排冲孔,切废料等分离工序,再向另一端依次安排成型工位,最后安排载体和制件的分离.此时应当考虑排样方案的加工可行性和稳定性,后一工位不能对前一工位的成型有破坏作用,或者后一工位无法成型,凸模或者凹模的强度是否足够等问题,具体如下: (1) 在工序顺序安排方面,一般先冲导正孔,侧刃,压印,后冲孔,落料,成形,最后 . 分离 (2)第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔.第二工位设置导正销对带料进行 导正,在以后的工位中,根据工位数和易发生窜动的工位设置导正销,也可 在以后的工位中每隔2~3个工位设置导正销. (3)冲压件上落外形经分解导致冲裁工位较多,且各冲裁的位置太近时,可分 布在不同工位上冲出,但不能因为后续成形工序的影响而变形. (4)工位设置应保证凹模有足够的强度,凸模容易安装固定.在空间条件不足 的情况下,可以设置必要的空工位,空工位的数量根据模具结构的要求而 定,一般不宜设置过多,以免造成工位间积累误差过多,影响制件的成型 精度. (5)成型方向的选择(向上或者向下)要有利于模具的设计和制造,有利于送 料的顺畅.若有不同于冲床滑块冲程方向的冲压成形动作,可采用斜滑块, 杠杆和摆块来转换成形方向. 综合以上各工序安排的原则,结合该产品的外形和成形过程,大体确定此 制件成形顺序,先冲小孔，再冲大孔，为避免有形状复杂的凸模，避免形孔 有尖的凸角、窄槽、细腰等薄弱环节。将复杂的形孔分解成若干个简单的孔 形，并分成几步进行冲裁，使模具形孔容易制造。最后再落料。 4.3 排样设计 根据上述的工序安排,设计了如图4-1,4-2,4-3所示排样图。 转子磁轭冲片排样图 图4-1 图4-2 图4-3 图4-1排样图共设六个工位，设计出的模具形状简单，手工送料，用侧刃粗定位，导正销精确定距，但第三工位凸模安装时要发生干涉，且第六工位存在清角，凸模不易加工。图4-2设了十一个工位，做到了分离工序，凸模不发生干涉 ，把形状复杂的形孔分解成简单的形孔，采用自动送料机构，用导正销精确定距。图4-3将产品旋转了90度来排样，增加了模具的长度，同时降低了条料利用率，不考虑使用这种排样。又由于制件外形较大，若采用斜排或对排，增大了模具的加工制造难度。 综合考虑采用图4-2排样方案。共设十一个工位: ? 冲导正孔及转子轴中孔 ? 导正，冲转子四叠铆槽 ? 冲转子槽 ? 冲转子槽 ? 冲转子槽 ? 冲转子槽 ? 冲转子分离片叠铆槽 ? 转子落料 ? 冲磁轭外形部分材料 ? 冲磁轭外形部分材料 11 磁轭落料 4.4 压力中心的平衡 级进模在生产过程中,因多种工序内容的组合冲压加工,使得产生侧压力是不可避免的.由于级进模的压力中心一般都不在模具的工作中心上,在实际生产中,级进模的压力中心应保证在(或者调整到)模柄的投影位置上,以保证冲压的正常进行和模具的使用寿命.此次设计考虑到侧向压力对总压力的影响，采取了抵消侧向压力的措施，增设了辅助内导柱。详细说明见装配图和下面章节。 第五章 计算工艺力，确定压力中心 5.1 冲压力的计算 (1)冲裁力的计算 计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。平刃口模具冲裁时，冲裁力F(N)可按下式进行计算 F,KtL,PP 冲裁件周边长度(mm); 式中 L— t —材料厚度(mm); —材料抗剪强度(M Pa); , K—系数。(考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3) 此制件所需的冲裁力由冲孔力，落料力两部分组成。 查《冲压工艺与模具设计》得,=190MPa，经过计算，制件各部分冲裁力如下所示: 部位 L/mm F/N 2?φ4导正销孔 12.566 3106.8 φ10转子轴中孔 31.42 3879.9 转子叠铆槽4个 14.843 7332.44 转子槽20个 17.465 43138.55 蹄形槽4个 11.661 5760.53 转子落料孔φ36 113.097 13967.5 2-φ3孔 9.425 2327.975 槽2个 10.537 2602.639 矩形槽2个 15 3705 磁轭落料槽 204.81 25294.035 F所以,总冲裁力=111115.369(N) P总 总卸料力F,KF=0.05Χ111115.369(N)=5555.768(N) Q总p总 总推件力=5/0.5Χ0.07Χ111115.369(N)=77780.76(N) F,nKF1Q1总p总 由于此副模具采用弹压卸料装置和下出件的方式: F=F++=111115.369+5555.768+77780.76(N) FF总P总Q总Q1总 451.8(N) =194 5.2 压力中心的计算与确定 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。计算压力中心的坐标定在第一工位冲预孔的中心，压力中心的位置按照下列公式算出: 由于是多凸模冲裁加工，计算压力中心时需要先确定各部分各冲裁部分的中心，对此，可以采用CAD软件中[查询-中心]功能来实现，然后标出各重心点，再使用[查询-坐标]得到各重心点的相对坐标，代入上面的公式中进行计算，由于排样在y方向是对称的,故y=38.5,重心就在排样中心。 0 经计算得x=210,由于压力中心的位置和模具中心的位置相差不太大，因此0 可以忽略在冲压加工中因压力中心的偏移带来的侧压力，同时，此次设计考虑到侧向压力对总压力的影响，采取了抵消侧向压力的措施，增设了辅助内导柱。 第六章 主要零件的尺寸计算 6.1 冲裁凸凹模刃口尺寸的计算 在决定模具刃口尺寸及制造公差时需要考虑以下原则 (1) 落料件尺寸由凹模尺寸决定.冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定.故设计落 料模时,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模时,以凸模为基准,间 隙取在凹模上. (2) 考虑到冲裁中凸模,凹模的磨损,设计落料模具时,凹模基本尺寸应取尺寸 公差范围内的较小尺寸;设计冲孔模时,凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸 公差范围内的较大尺寸. (3) 确定冲模刃口制造公差时,应考虑制件的公差要求.如果对刃口精度要求 过高(即制造公差过小),会使模具制造困难,增加成本,延长生产周期;反之 生产出来的之间可能不合格,会使模具的寿命降低.一般取模具制造精度 为IT6~IT7级. (4) 间隙值的确定:冲裁间隙值的确定一般有理论确定法和经验确定法.由于 制件材料为硅钢片,t=0.5mm,按照经验一般取间隙c=(3%~4%)t,或者查相 关推荐间隙值,确定2C=0.06,2C=0.08.2C2C minmaxmax-min=0.02 6.2冲孔凸凹模刃口尺寸的计算 ，0.30 (1)冲孔(Ф4)导正孔,分別加工 0 ,=-0.008(凸模下偏差,可按照IT6级选用) ,,=+0.012(凹模上偏差,可按照 pd IT7级选用) ，000d,(d，xΔ)=(4+0.5Χ0.30) mm =4.15mm ,,0.008,0.008pmin,p ，,，,ddd,(d，2c),(d，xΔ，2c)ddmin0minmin0 ，0.012，0.012=(4+0.15+0.06) =4.21mm 00 校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin ,0.008+0.012=0.22c,2c=0.02(满maxmin 足间隙公差条件) ，0.36，0.25(2)冲孔(Ф10、Ф3)，分別00 加工 ,=-0.009(凸模下偏差,可按照IT6p ,级选用) ,=+0.015(凹模上偏差,可按d 照IT7级选用) ，0d,(d，xΔ)=(10+0.5Χ,pmin,p 000.36) mm=10.18mm ,0.009,0.009 ，,，,ddd,(d，2c),(d，xΔ，2c)ddmin0minmin0 ，0.015，0.015=(10.18+0.06)mm =10.24mm 00 校核: |,|，|,|,2c,2c dpmaxmin 2c,2c 0.009+0.015=0.024>=0.02(不满足间隙公差条件) maxmin 由此可知，只有缩小、，提高制造精度，才能保证间隙在合理的范围,,pd 内，由此可取: =0.4×()=0.4×0.02=0.008mm ,2c,2cpmaxmin ,=0.6×()=0.6×0.02=0.012mm 2c,2cdmaxmin 0，0.012故=， DD,10.1810.24dp,0.0080 ，000d,(d，xΔ)=(3+0.5×0.25)mm=3.125mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd =(3.125+0.06)=3.185mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0 校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin 0.0 06 +0. 01 =0. 016 , 2c,2cmaxmin =0. 02( 满 足 间 隙 公 差 条 件) (3) ，0.25，0.25冲转子叠铆槽, 分別加工，1.5、φ2 00 ,=-0.006(凸模下偏差,可按照IT6级选p 用) ,=+0.01(凹模上偏差,可按照IT7级选用) ,d ，000=(1.5+0.5Χ0.25)mm=1.625mm d,(d，xΔ),,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(1.625+0.06)mm=1.685mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin , 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) 2c,2cmaxmin ，000 d,(d，xΔ)=(2+0.5×0.25)mm=2.125mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd =(2.125+0.06)=2.185mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin , 0.006+0.01=0.0162c,2c=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，0.125，0.125，0.30(4)冲转子槽，分别加工，R1.3、R1.7、4 000 ，000d,(d，xΔ)=(1.3+0.5×0.125)mm=1.3625mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(1.3625+0.06)=1.423mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2c dpmaxmin , 0.006+0.01=0.0162c,2c=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，000d,(d，xΔ)=(1.7+0.5×0.125)mm=1.7625mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(1.7625+0.06)=1.823mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2c dpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，000d,(d，xΔ)=(4+0.5×0.30)=4.15mm ,,0.008,0.008pmin,p ，,，,，0.012，0.012dd=(4.15+0.06)=4.21mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)ddmin0minmin000 校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin , 0.008+0.012=0.2=0.02(满足间隙公差条件) 2c,2cmaxmin ，0.25，0.25，0.43，0.25(5)冲槽，分别加工，1.5、φ3、R18、1.2 0000 ，000d,(d，xΔ)=(2.5+0.5×0.25)mm=2.625mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(2.625+0.06)=2.685mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，000d,(d，xΔ)=(3+0.5×0.25)mm=3.125mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(3.125+0.06)=3.185mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2c dpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，000d,(d，xΔ)=(18+0.5×0.43)=18.215mm ,,0.011,0.011pmin,p ，,，,，0.018，0.018dd=(18.215+0.06)=18.275mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)ddmin0minmin000 校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin 0.011+0.018=0.029>=0.02(不满足间2c,2cmaxmin ) 隙公差条件 由此可知，只有缩小,、,，提高制造精pd 度，才能保证间隙在合理的范围内，由此可取: ,=0.4×()=0.4×2c,2cpmaxmin 0.02=0.008mm ,=0.6×(2c,2c)=0.6×dmaxmin 0.02=0.012mm 0，0.012故D=18.215，18.275 D,dp,0.0080 ，0d,(d，xΔ)=(1.2+0.5×,pmin,p 000.25)mm=1.325mm ,0.006,0.006 ，,，,dd=(1.325d,(d，2c),(d，xΔ，2c)ddmin0minmin0 ，0.01，0.01+0.06)=1.385mm 00 校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，0.25，0.25，0.25(6)冲槽，分别加工，R1.5、1.5、3 000 ，000d,(d，xΔ)=(1.5+0.5×0.25)mm=1.625mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(1.625+0.06)=1.685mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0 校核: |,|，|,|,2c,2c dpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，000d,(d，xΔ)=(3+0.5×0.25)mm=3.125mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01dd=(3.125+0.06)=3.185mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，0.25，0.30(7)冲磁轭槽，分别加工，1.5、6 00 ，000d,(d，xΔ)=(1.5+0.5×0.25)mm=1.625mm ,,0.006,0.006pmin,p ，,，,，0.01，0.01ddd,(d，2c),(d，xΔ，2c)=(1.625+0.06)=1.685mm 00ddmin0minmin0校核: |,|，|,|,2c,2c dpmaxmin ,2c,2c 0.006+0.01=0.016=0.02(满足间隙公差条件) maxmin ，000=(6+0.5Χ0.30) mm =6.15mm d,(d，xΔ),,0.008,0.008pmin,p ，,，,，0.012，0.012dd=(6+0.15+0.06) =6.21mm d,(d，2c),(d，xΔ，2c)ddmin0minmin000校核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin , 0.008+0.012=0.2=0.02(满足间隙公差条件) 2c,2cmaxmin 6.3落料凸凹模刃口尺寸的计算 0(1) 落φ36分別加工 ,0.62 ,,=-0.016(凸模下偏差,可按照IT6级选用) ,=+0.025(凹模上偏差,可按照pd IT7级选用) ，0.025，0.025，,d=(36-0.5Χ0.62) mm=35.69mm D,(D,xΔ)dmax000 0000=(35.69-0.06)mm=35.63mD,(D,2c),(D,xΔ,2c),,,,,0.016,0.016pdminmaxminppm 较核: |,|，|,|,2c,2cdpmaxmin 0.016+0.025=0.041>0.02 由此可知,只有缩小,,,,提高制造精度,才能保证间隙在合理的范围内,此时pd 可取: =0.4Χ0.03mm=0.012mm ,,0.4(2c,2c)pmaxmin =0.6Χ0.03mm=0.018mm ,,0.6(2c,2c)dmaxmin ，0.0120故 D=35.69 mm, 35.63mm D,dp0,0.008 (2)落磁轭外形槽, 采用配制加工计算刃口尺寸 000凹模磨损后变大的尺寸(φ28)、(18.5)、(38)、AAAd1,0.52d2,0.52d3,0.62 00000(74)、(φ4)、(φ)、(φ3)、(35)、AAAAA2d4,0.74d5,0.30d6d7,0.25d8,0.62,0.25000(7.9)、(φ40)、(10.5),半磨损尺寸取制造偏差的AAAd9,0.36d10,0.62d11,0.43 一半，查磨损系数，得: ，0.25,，0.25,，0.13 =(28-0.5×0.52)=φ27.74mm ，，A,A,x,0d01max0 ，0.25,，0.25,，0.13 ==(18.5-0.5×0.52)=18.24mm A，，A,x,d200max0 ，0.25,，0.25,，0.155 ==(38-0.5×0.62)=37.69mm A，，A,x,d300max0 ，0.25,，0.25,，0.185 ==(74-0.5×0.74)=73.63mm A，，A,x,d400max0 ，0.25,，0.25,，0.075 ==(4-0.75×0.3)=φ3.775mm A，，A,x,d500max0 ，0.25,，0.25,，0.0625 ==(2-0.75×0.25)=φ1.814mm A，，A,x,d600max0 ，0.25,，0.25,，0.0625 ==(3-0.75×0.25)=φ2.814mm A，，A,x,d700max0 ，0.25,，0.25,，0.155 A==(35-0.5×0.62)=34.69mm ，，A,x,d800max0 11，0.25,，，0.25,，，0.04522 A==(7.9-0.5×0.36)=7.72mm ，，A,x,d900max0 ，0.25,，0.25,，0.155 A==(40-0.5×0.62)=φ39.69mm ，，A,x,d1000max0 11，0.25,，，0.25,，，0.053822 A==(10.5-0.5×0.43)=10.285mm ，，A,x,d110max00 ，0.25，0.30凹模磨损后变小的尺寸有BB(φ3)、(φ4) d10d20000B =，，=(3+0.75×0.25)=φ3.186mm B，x,d1min,0.25,,0.25,,0.0625 000B =，，=(4+0.75×0.30)=φ4.225mm B，x,d2min,0.075,0.25,,0.25, 第七章 多工位级进模工艺零件的设计 多工位级进模工位多，细小零件和镶块多，机构多，动作复杂，精度高，其零部件的设计，除应满足一般冲压零部件的设计要求外，还应根据多工位级进模的冲压成形特点和成形要求，分离工序和成形工序差别，模具主要零部件制造和装配要求来考虑其结构形状和尺寸，认真进行系统协调和设计。 7.1 工艺零件的设计原则 (1)工艺零件应有足够的强度和刚度 由于多工位级进模是高速，连续的冲压加工，工艺零件的磨损比一般冲压模具大地多，受力状态也是不平衡，不对称，不垂直的，模具损坏的可能性也比较大。所以，在多工位级进模设计中应认真进行受力分析，工艺计算以及工艺零件的刚度，强度校核等。 (2)工艺零件应有统一的基准 在设计多工位级进模时，应遵循基准统一的原则，以冲压件的尺寸基准作为各凹模型孔间坐标位置的统一基准，以该统一基准作为凹模，卸料装置，固定板等模具零件的型孔坐标基准，及各凸模的安装位置基准，这样既可以减少累积误差和减少设计中的计算差错，又便于模具的加工，测量，组装。 (3)工艺零件间应有合理的间隙 多工位级进模工作零件，卸料零件，定位零件间都要保持合理的间隙要求 (4)废料的排除应方便，可靠 在多工位级进模的连续冲裁过程中，产生的废料较一般冲模要多的多，因此必要时应考虑要在凸模上设置废料顶杆，凹模上设置高压气孔，以及时清除废料。 7.2 工作零件的结构设计 7.2.1凸模的结构设计 常见的凸模的固定方式台肩固定，螺钉固定，销钉吊装，小压板固定等形式, -2。台肩固定给模具的制造会带来一些难度，且在工位数较多的多工位级见图7 进模中拆卸，维修也不方便，但是由于其安装稳定性比较好，因此常常采用这种固定方式。本次设计中绝大部分凸模的固定方式均采用这种方式。对于细小的凸模，考虑到其在冲压加工中强度和刚度的问题，一般采用增加护套结构或者凸模采用台阶分段式结构来加强其强度和刚度，此次设计中细长凸模较多,考虑到其强度和刚度问题,采用了多台阶结构.从而保证了它在冲压加工中的工艺性能. 图7-2-1凸模常用的固定方法 7.2.2凹模板尺寸设计 凹模板采用矩形板状结构.考虑凹模的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,刃口高度根据前面计算冲裁力时所取h=7mm,漏料部分刃口轮廓适当扩大.可以扩大0.5,1mm,取0.5mm,(为便于加工,落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状),凹模轮廓尺寸计算如下: 凹模轮廓轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(长X宽)及厚度尺寸H.从凹模外边缘的最短距离称为凹模壁厚C. 凹模厚度 H=Kb (>15mm) 凹模壁厚 C=(1.5~2)H (>30~40mm) 式中,b为冲裁件的最大外形尺寸,此处按照送料料宽取77mm;K是考虑板料厚度的影响系数,可查相关获得.查阅后取K=0.3.代入相关数据,求得 H=0.3Χ77mm=23.2mm ,考虑到凹模的形状和结构因素,此处凹模板取25mm C=(1.5~2)H=(1.5~2)Χ25mm=37.5mm~50mm,凹模壁厚在此范围内任意取一数值即可。 凹模长度L的确定: L=步距+工件长×10=40.7+38×10=420.7mm 凹模宽度B的确定: t=0.5mm,冲件b=74mm,c=32mm B=b+2c=74+64=138mm 综合排样图尺寸,确定凹模的外形尺寸为500mmΧ160mmΧ25mm. 7.2.3凸模的工作长度设计 在同一多工位级进模中,由于各凸模冲压加工的性质和工作内容不同,各凸模的长度尺寸也不同,结合冲件的料厚,模具的工作面积大小,模具工作零件的强度等因素综合考虑. 凸模长度计算为: = Lh，h，h，Y凸123 其中，导料板厚=8mm,卸料板厚=22mm,凸模固定板厚=25mm,凸模修磨hhh312 量Y=27mm ==8+25+22+27=82mm Lh，h，h，Y凸123 7.2.4凹模结构及安装 凹模的外形尺寸500mmΧ160mm比较大,直接通过螺钉,销钉与下模座固定,为了保证其在冲压加工中的强度和损坏后便于维护和修正.凹模的设计制造有以下几种方案: (1)凹模采用整体式结构。该方案机械加工余量很大,平面磨削也不方便,磨 损后不可修复,必须整块凹模更换。整体式凹模由于受到模具制造精度和制 造方法的限制，在多工位级进模中使用较少. (2)凹模采用嵌块式如图7-2-4a.嵌块式凹模的特点是:嵌块套制造成圆形， 且可以选用标准件。嵌块套损坏后可迅速更换备件。但当嵌块套工作孔为非 圆形孔，固定部分为圆形时必须考虑防止嵌块套的转动。如图7-2-4b.部分 凹模嵌件嵌入到凹模孔中,该方案加工工艺性比较好,工件冲裁工艺性也比 较好.故本副模具采用嵌块式凹模. 7-2-4a 7-2-4b 7.3定距与定位方式 7.3.1工位间的定距方式 自动送料机:在多工位级进模具中,常常使用自动送料装置将条料按所需要的步距,正确的送如模具工作位置,在各个不同的冲压工位完成预先设定的冲压工序.此次设计中,因为产品材料为硅钢片,厚度为0.5mm,可以采用卷料以自动送料方 式进行送料和定距,送料步距基本尺寸为40.7mm. 7.3.2工位定位方式 导正销:使用导正销的目的是消除送料时用导料板等定位零件作粗定位的误差,保证冲件在不同工位上冲出的内形与外形之间的相对位置公差要求.导正销主 -3-2a 要用于级进模当中,导正销的形状有A,B,C,D四种形状,如图7 7-3-2a 根据其固定方式和使用场合有不同的选择,本次设计选用B型导正销对卷料进行导正,导正销的基本尺寸为d=4mm.对称布置在卷料的两恻,第二工位进行首次导正,第三工位设置安全检测装置，对送料步距失误检测，如图7-3-2b 7-3-2b 冲压时，因某种原因影响到模具正常工作时，检测的传感元件能迅速把信号反 给压力机的制动部位，实现自动保护，检测凸模结构如图7-3-2c. 之后根据情况隔设置导正销导正。 7.4卸料装置的设计 7.4.1卸料装置的结构形式与尺寸计算 常见的卸料装置有固定卸料和弹压卸料,由于多工位级进模在带料(卷料)连续送进的冲压过程中必须浮离凹模平面一定的高度,因此一般采用弹压卸料板.由于凹模板采用的是拼板拼接而成,故卸料板也采用两块板子组装而成.其外形尺寸和凹模尺寸相同,高度尺寸取H=30mm. 7.4.2卸料装置的导向形式 由于此副模具局部工位有翻边,弯曲,成形等冲压加工工序,加工时会产生一定的单向侧压力,加之模具的压力中心和模具的几何中心不在同一位置,为了减少和抵消这部分单向侧压力,同时也为增加模具上下两部分的导向精度,故在卸料板和凸模固定板间设置内导柱,内导柱数量为八个,在模具中心两侧以对称形式设置.常见的内导柱与卸料装置的布置方式如下图: 第八章 多工位级进模结构零件设计 7.4.3卸料板的安装 卸料板采用卸料螺钉吊装在上模上。卸料螺钉应对称分布，工作长度要严格一致。卸料螺钉外螺纹式、内螺纹式、组合式，前者工作段长度刃磨困难，后两者有一个很重要的特点，当冲裁凸模经过一定冲压次数后进行刃磨，刃磨后对卸料螺钉工作段得长度必须磨去同样的量值，才能保证卸料板得压料面与冲裁凸 -3. 模的相对位置。综合考虑本副模具卸料螺钉采用组合式如图7-4 7-4-3 第八章 多工位级进模结构零件设计 8.1 模架设计 多工位级进模模架要求刚性好,精度高,因此通常将上模座加厚5~10mm，下模座加厚10~15mm.综合凹模外形尺寸和导向零件的安装位置等因素,确定上下模座的外形基本尺寸为: 上模座 500mmΧ320mmΧ40mm 下模座 500mmΧ320mmΧ45mm 8.2 模架导向零件设计 级进模常采用四导柱钢板模架。采用滚珠型导柱导套(GB/T2861.8—1990或JB/T7187—1995)导向，滚珠(柱)与导柱、导套之间无间隙。导套与导柱采用可拆卸结构,分别用压板压紧在上下模座上. 模架与导向零件基本构架图 8.3 支承零件设计 凸模固定板 选用分块式固定板,所有的型孔的坐标点及加工基准必须与凹模板,卸料板 k6,厚度取凹模厚度的60%~80%,此处取H=25mm. 一致,与凸模零件的配合为H7/ 垫板零件 上模垫板的厚度取凸模固定板厚度的1/3~2/3,取14mm,卸料板尺寸取H=30mm 8.4 限位装置设计 级进模结构复杂,凸模较多,在存放,搬运,试模过程中,若凸模过多进入凹模,容易损伤模具,为此在设计的过程中加装了四个限位块.具体结构和安装位置见零件图和装配图. 第九章 模具总体结构 9.1 冲模的总体高度 H冲模的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度H之间,maxmin H其高度关系为 -5mm?H?H+10mm maxmin 通过前面章节的计算,确定了该模具各模板的高度尺寸如下: 上模座 :40mm 上模垫板:14mm 凸模固定板:25mm 卸料板 :30mm 凹模板 :25mm 下模座 :45mm 故该模具闭合高度H=204mm,有了上述的计算数据和确定的工艺方案,便可对级进模进行总体的设计并画出草图.本次设计的级进模总体结构图如下: 模具的总装图 第十章 压力机的选择与校核 10.1压力机的选择 由前面的章节算的总的冲压力为194.5KN 初选压力机的型号为J23-25. 压力机的有关参数如下表所示 公称压力 250 闭合高度调节量 55 (KN) (mm) 最大闭合高度270 滑块行程次数(次55 (mm) /MIN) 工作台尺寸前后 370 滑块中心至床身距离 200 (mm) 左右 560 (mm) 滑块行程(mm) 65 立柱距离 270 (mm) 床身最大倾角 30 垫板尺寸 厚度 50 (mm) 10.2压力机的校核 (1).公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为J23-25,它的压力为250KN>194.5KN,所以压力得以校核; (2).滑块行程 滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度t=0.5,开模最大距离30,即S1=0.8+30=30.5