毕业设计（论文）YBC750G电机定子冲片分割模具设计

摘要模具工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而冲压模具是其中发展最为广泛的一种，因此，研究冲压模具对了解冲压件产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 本设计是冲槽复合模的设计，首先是对工件进行了详细工艺性分析以及冲压方案的确定，明确了设计思路，然后按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具及主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板等。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。通过对冲压模具的设计，从而巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。关键词：凸模, 凹模, 上模座, 下模座。 AbstractMold industry in the world today is one of the fastest growing industrial categories and stamping mould is one of the most widely developing a, therefore, the study to understand the stamping mould stamping production process and improve product quality has great significance.This design is blunt trough, the design of composite modulus of workpiece is carried on the detailed analysis and stamping process design, the design idea, then according to the general procedure of stamping mould design, calculation and design of the mould and the main components, such as: the punch and die, punch fixed plate, plate, etc. So the structure is designed to ensure reliable mould, working with other components.Through the design of stamping mould, thereby strengthening and deepening the knowledge obtained satisfactory effect, achieve the expected design intent.Keywords:：the punch and die, punch fixed plate, the mold base, mold base under.目录绪论1 第一章 冲压设备2 1.1冲压技术简介2 1.2 冲床简介2 1.3 参数计算（选机床型号）2 1.3.1 冲床吨位31.3.2. 闭合高度51.3.3. 台面尺寸(长宽)和台面孔尺寸51.3.4模柄孔尺寸5 1.4冲模的压力中心5第二章 模具间隙72.1概述72.2间隙对冲裁件质量的影响7 2.2.1凸凹模间隙值的确定72.2.2 凸、凹模刃口的计算8 2.3间隙对模具寿命的影响10 第三章 模具结构设计11 3.1 冲模的分类简介113.2冲模的组成113.2.1.概述11 3.2.2.冲模零件分类113.3 复式冲模主要零件123. 3.1凸模123.3.2凹模133.3.3导柱、 导套133.3.4模座、凸模固定板、垫板和模柄153.3.5挡料销、定位和脱料装置15第四章 冲模设计的基本知识174.1设计要点1742冲模零件的设计184.2.1 工艺零件的设计194.2.2结构零件的设计194.3 冲模的安全措施20第五章 冲模制造的基本知识215.1 凸模的加工215.2凹模的加工215.3 凸模常用固定浇注方法225.3.1.环氧树脂浇注225.3.2.低熔点合金浇注225.3.3.无机粘结剂浇注22 参考文献24结束语25致谢26 附录27- 29 -绪论随着我国国民经济的发展和科学技术的迅速发展冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。而与之相关的模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。现代模具制造业对数控加工技术装备和计算机辅助（设计制造份析）技术等高技术的广泛应用，越发表现出它的技术密集型和资金密集型的高技术装备产业的特点。由此可见，当今模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志。第一章 冲压设备1.1冲压技术简介冲压是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状，尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲模，冲压设备和料板是构成冲压加工的三要素。冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力（或拉力），使其产生分离或变形，从而获得一定形状，尺寸或性能的制件的加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料（或带料），薄壁管，薄型材等，板厚方向的变形一般不测重考虑，因此也称为板料冲压，且通常是在室温状态下进行（不用加热）。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。所谓冲模就是加压将金属或非金属板料或型材分离，成形和接合而得到制件的工艺装备。没有设计和制造水平均很先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。 1.2 冲床简介用以冲压加工的设备与其他机械加工设备比较，有以下明显特点：工作机构只需作简单的往复运动，复杂的冲压工序主要靠模具完成：传动系统灵敏可靠，规律性强，易实现机械化和自动化。 根据传动方式不同，冲压设备有曲柄压力机，闭式单点压力机、液压机，气动压力机，电磁压力机等，其中曲柄压力机应用最广泛。曲柄压力机的组成部分：机身，工作机构，操作系统，传统系统，能源系统。根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何形状和尺寸精度要求来选定设备类型。开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件、拉深件的生产中。闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。综合考虑，采用开式曲柄压力机。1.3 参数计算（选机床型号）为了正确选用冲床，必须了解它的一些主要数据。1.3.1 冲床吨位压力机的主要技术参数是反映一台压力机的工艺能力，所能加工零件的尺寸范围以及有关生产率等的指标。这些参数也是模具设计中选择冲压设备，确定模具结构的重要依据，其中公称压力是表现压力机规格的主要参数。我国的压力机公称压力已经系列化了，例100kN，160kN，250kN，400kN，630kN，800kN，1000kN（见表1.1）。表1.1 J23 系 列 开 式 可 倾 压 力 机 主要技术参数单位型号 J23-16J23-25J23-40J23-63J23-80J23-100公称力kN1602504006308001000公称力行程mm22545555滑块行程mm6080100100120130行程次数 spm12510060555050最大装模高度mm250300320360410415装模高度调节量mm507075758090滑块中心至床身距离mm160200220260310350滑块底面尺寸（前后X左右）mm180200220250260300290330340400360430模柄孔尺寸(直径/深度)mm30/5040/10050/7050/8060/7060/85工作台尺寸（前后X左右）mm320460360520420620490650500780550850工作台板厚度m5075809095110工作台面离地面高度mm8008658909309401000电机功率kW152255757511机身最大倾斜角度deg303030303030外型尺寸（左右X前后X高度）mm92011501920105013502150140016852700150019503060155019853160175025003390机床重量kg1250235041005500795010500冲压工艺所需的行程力范围必须处于压力机许用许用负荷的安全区之内。冲片冲制时所需要的冲裁力P按下式计算：PK（t） （1-1）式中 t硅钢片的厚度（mm）；l冲制轮廓线的长度（mm）；材料的抗剪程度（Nm2）经过淬火的硅钢片450MNm2；K考虑弹性脱料装置的压缩力，硅钢片厚度公差，冲模间隙的变化，刃口变钝等因素使冲裁力增大的系数，可取K1.3.我设计的YBC-750G电机定子冲片分割模的冲裁力为:P(Ktl)/9810(1.30.5178450)/98105.3(t) =51.94（kN）故应选用100 kN的冲床设备，但由于实际生产情况，考虑扩大模具使用范围，故该产品使用160 kN的冲床冲制。表1.2 J23-160型、160kN闭式单点压力机使用说明书基本参数与尺寸型号JG23-16单位公称压力160kn压力行程2mm滑块行程60mm滑块行程次数100次/分最大封闭高度220mm滑块调节量60mm工作台尺寸前后360mm左右520mm直径200mm滑块行底平面尺寸前后180mm左右200mm模柄孔尺寸直径30mm深度50mm机身两立柱间距220mm机身可倾角度30mm电动机 功率1.5千瓦转速1440转/分型号Y132S-4 外形尺寸 长920mm宽1150mm高1920mm总机重量1250kg由于计算出来的冲裁力小于选用冲床的冲压力，所以选用160kN冲床符合要求。1.3.2. 闭合高度闭合高度是冲模设计和冲模在冲床上安装时都必须考虑的重要因素，闭合高度有两种： (1) 冲模闭合高度：冲模闭合高度是指上、下模在最低工作位置时和冲模高度。 (2) 冲床闭合高度：冲床上的连杆，可以通过螺纹调节其长度调节量为M。 冲床闭合高度是指冲床在M=0时，从台面至下止点时滑块下平面间的距离。选择冲床时，须使冲床的闭合高度大于冲模的闭合高度，否则, 滑块在上止点时将冲模装在冲床上，冲床开动后将会使冲模损坏。上述的冲床闭合高度，为最大闭合高度，以H1表示。考虑连杆拧出量M后，它的最小闭合高度为： H2=H1-M (mm) 冲模闭合高度H和H1、H2之间的关系是： H H15 (mm) H H210 (mm)考虑冲模使用后H要不断减小，因此冲模设计时，闭合高度H通常都接近H1值。在本设计中其最大闭合高度H为： 闭合高度= 上模座上冲凹模下模座即： H=53504063 = 206 (毫米)因为2205H 16010 ； 所以冲床符合要求。1.3.3. 台面尺寸(长宽)和台面孔尺寸 在冲模设计和安装时，必须考虑台面尺寸和台面孔尺寸，前者应能保证模具在台面上压紧，后者应能保证冲孔的余料或工件能从台面孔落下。1.3.4模柄孔尺寸 在冲模设计和安装时，必须考虑冲床滑块模柄孔的尺寸。通常模柄外径和模柄孔的配合采用H7/d11。1.4冲模的压力中心冲压力合力的的作用点称为冲模的压力中心。模具的压力中心应尽量与压力机滑块的中心线重合。否则滑块工作时会受到偏心载荷作用而导致导轨和模具的不正常磨损，降低模具寿命，还可能由于导向不准影响冲压件质量甚至损坏模具。压力中心的确定有解析法、图解法和实验法。由于本设计的冲件基本对称，故其压力中心定位于冲件轮廓图形的几何中心。第二章 模具间隙2.1概述模具间隙是指凸、凹模刃口间缝隙的距离。若用符号C来表示，称为单边间隙。而双边间隙用Z表示。选择一个合理的冲裁间隙，可获得冲裁件断面质量好，尺寸精度高，模具寿命长冲裁力小的综合结果。生产实际中，一般是以观察冲裁件断面状况来判定冲裁间隙是否合理。2.2间隙对冲裁件质量的影响冲裁件质量是指切断面质量、尺寸精度及形状误差。切断面应平直、光洁，即无裂纹、撕裂、毛刺等缺陷。零件表面应尽可能平整。尺寸应保证不超出图样规定的公差范围。影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙的大小，模具刃口尺寸等。2.2.1凸凹模间隙值的确定确定合理冲裁间隙主要有理论计算法、查表法、经验记忆法。本次间隙值的确定选用查表法，如表2.1表2.1 冲裁模初始双面间隙值Z材料名称45、T7、T8(退火)65、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、铝母线力学性能HBS1901401907014070600MPa(40600) MPa(30400) MPa300 MPa板厚t初始间隙Z0.30.040.060.030.050.040.040.010.030.50.080.100.060.080.060.060.0250.045表中所列和只是指新制造模具初始间隙的变动范围，并非磨损极限。从表中可以发现，当板料厚度t很薄时，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。由表可知： mm ； mm 。取凸凹模的间隙值为： Z=0.06mm 。2.2.2 凸、凹模刃口的计算在凸、凹模刃口的计算过程种，决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则： 1） 落料制件尺寸有凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸有凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凹模上。2） 考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸范围内的较小尺寸；设计冲孔模具时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围内较大的尺寸。这样，凸、凹模虽磨损到一定程度，仍然冲出合格零件。3） 由于凸、凹模均要与冲裁件或废料发生摩擦，从而导致模具磨损，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，因此在设计新模具时，凸、凹模间隙应取最小合理间隙值。（a） （b）图2.1 定子冲片示意图由于模具加工和测量方法的不同，凹模和凸模的刃口部分尺寸的计算公式与制造工差的标注也不同，基本可分为以下两种：凸模与凹模分开加工,凸模与凹模配合加工。根据冲裁间隙分析 Zmin=0.06mm Zmax=0.08mm。 表2.3规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模，凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差18-0.020+0.0203080-0.020+0.030表2.4 磨损系数X材料厚度t/mm非圆形x值圆形x值10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.020.210.410.420.200.20冲孔凸模刃口尺寸计算如下：图(b)令 a=13.4, b=56, c=7.5, e=3.5, f=1 。查表2.3得： mm ； mm 。查表2.4得： 尺寸b取0.75； 其余取X=1。因为该制品属于冲孔，所以尺寸随凸模的磨损变小，故 （2-1）=（13.4+10.08）=13.48（mm） =（56+10.35）=56.35（mm）=（7.5+10.04）=7.54（mm）=（3.5+10.04）=3.54（mm）=（1+10.16）=1.16（mm）冲孔凹模刃口的计算： （2-2）=（13.48+0.06）= 13.54（mm）=（56.35+0.06）= 56.41（mm）=（7.54+0.06）=7.60（mm）=（3.54+0.06）=3.60 （mm）=（1.16+0.06）=1.22（mm）凸、凹模刃口尺寸图2.2如下图2.2 刃口尺寸2.3间隙对模具寿命的影响冲裁凸、凹模的损坏有磨损、崩刃和折断等形式。模具寿命系以冲出合格制品的冲裁次数来衡量。冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲裁料的反作用力，由于材料的弯曲，模具表面与材料的接触面仅局限在刃口附近狭小区域，使刃口受着极大的垂直压力，故将引起刃口磨损，甚至崩刃。由于垂直力，摩擦力均随间隙减小而增大，摩擦发热严重，所以采用小间隙将使磨损增加，甚至发生粘连。大间隙可提高模具寿命，但是间隙过大，不仅使工件端面质量下降，毛刺和弯曲度增大，而且凸模和凹模端面磨损上升为主要矛盾。使刃边快速磨损变钝，降低了模具的寿命。生产中一般采用较大间隙，但若考虑到保证冲裁件断面质量，则应采用较小间隙，此时就必须提高模具硬度与减小模具工作表面粗糙度、精度、改善润滑条件，以减少刃口磨损。第三章 模具结构设计 为了保证冲压工艺的顺利实施，必须用到各种类型的冲模，欲适应不同性质的冲压工艺。不同性质尺寸与不同精度的制件、不同生产批量、不同生产效率、不同冲压设备、不同冲模制造条件，从而取得预期的技术经济效益，在冲模结构设计上必须区别对待。3.1 冲模的分类简介冲压件的品种式样无穷无尽，导致冲模种类非常繁多，但通常可按以为下方法分类： 1、按完成的冲压工序性质分类：按完成的冲压工序性质可分为冲裁模，弯曲模，拉深模，胀形模，翻边模，扩口模，缩口模，整形模，等等。 2、按完成的冲压工序的数量级组合程度分类：单工序模、级进模、复合模。 3、按模座运动导向装置分类：无导向模、 导向模。 4、按制作模具工作零件的材料分类：钢模、硬质合金模。 5、按卸料方式分类：按卸料方式可分为刚性卸料模，半刚性卸料模和弹性卸料模。 6、按进、出料的操作方式分类：手动模，半自动模和自动模。3.2冲模的组成3.2.1.概述 尽管冲模的种类很多，但一般可分解为上模和下模两个部分。上模与压力机滑块连接并随之一起运动；下模则固定在压力机的工作台面上。3.2.2.冲模零件分类 按照所发挥的功能，冲模零件一般可分类如下 1、工作件：即直接参加冲裁工作的零件，如凸模，凹模。 2、定位件：它是控制板料工工件冲裁位置的零件，如导正钉。 3、脱料件：每完成一次冲裁后,用来退出工件或余料的零件.如带弹簧或橡皮的脱料装置，各种由凸模上面卸下冲件的卸料器，由凹模、内顶出冲片的顶料器等。 4、装配件：包括模具的其它零件。主要的有控制冲裁时凸模和凹模正确位置的导柱和导套的所谓导向零件，安装和固定用的上模座，下模座，凸模固定板，垫板，模柄等。 5、导向零件：保证冲压过程中凸凹模间隙均匀，保证模具各部分运动精度的零件。如导柱导套等。 6、紧固零件：各类连接与紧固，一般为标准件。 7、其他零件：便于搬运、操作，保障安全等作用的零件。 在YBC-750G电机定子冲片的冲模设计中总装图如下所示：图3.1 装配图上模主要由：1上模座、2对模块、3固定板、4上冲、7上冲柄、10导柱、11导套等主要部件组成。下模主要由：16圆柱销、17上下模定位销、18下模、19退料板、26下模座等主要部件组成。这套冲裁模采用的是双导柱导向，导套在模座中靠的是低熔点合金浇注固定，这是因为低熔点合金有泠却膨胀的特性，使浇注后的导套有可靠的定位保证。退料采用退料螺钉打料。上冲与上模座的固定采用环氧树脂浇注固定，由于环氧树脂在浇注固定板上不需要加温，避免因为加温而使上冲产生变形。3.3 复式冲模主要零件复合冲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。按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正（顺）装式复合模和倒装式复合模。一般把凹模装在下面的称为正装式复合模，反之则为倒装式复合模。本次设计的模具是正装式。3. 3.1凸模 凸模是由工作部位和安装部位组成，又称冲头。其工作端的截面形状根据模形确定，刃口通常为平的，优点上便于修磨, 凸模的另一端固定于凸模固定板上，他常用的固定方法有铆接，台阶固定，螺钉连接粘接剂浇注固定等。为增强机械强度，在凸模固定端两侧开有小槽。工作部位的刃口改成成形所需的圆弧或曲面形状避免工作出现毛刺。 凸模的材料经热处理后远远大于被加工材料的硬度，所以一般不需要进行强度校核。但对于细长凸模还需注意不允许产生纵向弯曲，故应进行失稳校核。必须时细长凸模可叫护套。本次设计凸模材料为Cr12，其强度足够，所以不用校核。3.3.2凹模根据用途的不同，凹模刃口有刃壁和斜刃壁两种基本形式。当孔壁垂直顶面时称为直刃壁凹模。刃口修磨后型腔尺寸不变，故制件的尺寸不易改变，刃口强度好，但由于工作时刃口的磨损，孔口处易形成倒锥形，因此每次修磨量较大，影响模具总寿命。当孔壁不垂直顶面时称为直斜刃壁凹模，在制件/废料向下落的模具中广泛应用。由于刃口角度不大，修模时孔口的增大量对一般的冲裁件尺寸影响并不大。这种结构冲裁里较小凹模的厚度可以减薄，很适用于小批量生产。凹模的有效高度凸模一般为812 mm，总厚度一般为25 mm左右。凹模一般也采用合金工具钢Cr19632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，并要求较高的硬度(5862) HRC。凹模的外形常用的有圆形和方形两种，结构有整体式和镶拼式。如果是整体结构的可以直接用螺钉，销子固定和定位于垫板或下模座。如果是镶拼结构，则用钢圈热套办法将拼块紧固，再通过钢圈将凹模固定于垫板或下模座。本次设计凹模为整体式，用螺钉固定在下模座上，凹模材料为Cr12。3.3.3导柱、 导套 导柱和导套的结构与尺寸可直接由标准中选取。它是决定冲模质量和寿命的很重要的零件，它们在模座上的布置常见的有对称布置和对角布置两种。较小的冲模有时也采用后导柱布置。导柱和导套可采用优质碳素工具钢T8A或T10A制造，进行淬火处理，硬度为 (5660) HRC。 也可采用优质碳素结构钢20制造，表面渗碳深度0.81.2mm,再淬硬至 (5660) HRC，使它们在冲制过程中不致因磨损而影响精度.配合表面粗糙度要求达到以上。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，导柱和导套的配合面上开有油孔和油槽，以便在工作中加油润滑。（a）导柱 (b)导套图3.2导柱、导套结构示意图表3.1导套的加工工艺过程卡 序号工序内容定位基面设备1锻造刨六个平面2粗车外圆至70，长度48及端面外形轮廓（圆形）车床3粗车外圆至56长度37及端面70外圆车床4钻34mm内孔54外圆车床5粗车孔36，3854外圆车床6精车孔36，3854外圆车床7车圆锥面36内孔车床8热处理5660HRC9磨肩面36内孔磨床10磨36内孔38内孔磨床11车内、外圆各凹槽38外圆 38内孔车床导柱和导套在模具中的位置除了对称布局外，实际生产中，也常常采用不对称布局，或在对称位置是哪个设计直径大小不一的导柱、导套，目的是防止方向装配。3.3.4模座、凸模固定板、垫板和模柄模座一般采用灰铸铁(HT200400)制造，型式按常用冷冲模零件标准选用大型冲模往往采用球墨铸铁(QT45-5) 制造。硬质合金冲模必须用45号钢或铸钢(ZG25ZG45) 制造。一般的复式冲模有时受冲床闭合高度的限制而需要降低冲模的闭合高度时，也可采用Q235-A钢板制造。当采用Q235-A钢板制造时，模座厚度可适当减小，上下平面间的平行度不能超过0.001，表面粗糙度要求达到0.6。用来安装导向件的孔中心线的距离的偏差不大于0.02 mm，并且与其平面垂直,垂直度偏差不大于0.001，这也是导柱安装后的垂直度偏差要求。凸模固定板用来装配凸模，复式冲模的凸模固定板与凸模间用低熔点合金浇注或环氧树脂浇注。模孔与凸模间的双面间隙一般为23 mm，为了保证凸模有足够的稳定度，凸模固定板不宜过薄。实际上一般为25 35 mm，采用Q235-A钢制造,对凸模固定板的加工要求是：上下平面间的平行度不超过0.006，表面粗糙度 。为了减少手工劳动，凸模固定板目前已广泛采用电火花穿孔，工具电极一般采用石墨电极，效率高，成本低，容易制造。垫板装在凸模固定板与上模座之间，它的作用是避免凸模在工作时所产生的强大冲击力直接作用于模座而使模座受到损伤，同时避免冲模使用稍长时间以后由于模座与凸模接触面的变形而使凸模松动。垫板一般用45号钢制造，并经过淬火硬度达到 (4045) HRC，加工要求是：表面粗糙度，上下平面间的平行度不超过0.006，生产实践表明，当上模座采用厚钢板制造时，如果凸模的横断面积较大，可以不用垫板。模柄套子冲床的滑块孔内是冲床和冲模之间的联接件。模柄一般采用45号钢或35号钢制造，模柄与上模座之间采用H7/n6配合,粗糙度，由定位销定位,或采用螺钉装配。模柄外径与冲床滑块上的模柄固定孔采用H7/d11配合。3.3.5挡料销、定位和脱料装置 挡料销可划分为固定挡料销，活动挡料销，始用挡料销。在先冲孔,后落料方案中条料送进冲模进行冲制的时侯，使用挡料销使条料保持一定的前进距离，由于挡料销经常与工件磨擦和碰击，为避免磨损，常采用45优质碳素钢结构钢制造，并经过淬火，硬度达到 (4550) HRC。挡料销一般以静配合，固定在下模座的承料板上，在先落料，后冲孔方案中，以工艺孔定位复冲轴孔和转子槽时，要有一个对准工艺孔而使转子冲片定位的零件，这就是转子复式冲模中的导正钉，以内圆定位复冲定子槽时，要有一个对准内圆而使定子冲片毛坯定位的零件，这就是定子冲片复式冲模中的定位盘。由于它们经常与冲片磨擦，故都采用T8A或T10A优质碳素工具钢制造，并经过淬火，硬度达到 (5660) HRC。定位板和定位销主要用于单个坯料/半成品的定位。定位方式是根据坯料/工序件/半成品的形状复杂性尺寸大小冲压工序性质等具体情况决定。脱料板是工件冲成后由凸模上脱出的装置，它一般用Q235-A普通碳素钢制造，厚1015 mm板上开有槽，按双面间隙0.200.30mm(对冲槽模)或0.300.50 mm(对落料模)与凸模配合加工，间隙太大，工件不平整，间隙太小，安装和调整困难，脱料板可以装在下模座上，也可以装在上模上，当装在下模上时，一般是固定的，条料从脱料板下送进冲区。冲制时，凸模经过脱料板进入凹模。在回程时，冲件被脱料板挡住而从凸模上脱掉，当装在上模上时。冲制时，凹模同样经脱料板进入凹模。在回程时，有两种型式推动脱料板使工件从凸模上脱掉：一种是借弹簧或厚橡皮的弹力；另一种是借打棒，打板等一套零件.后者的动作是机械冲击式的，当凸模冲制后回升时，滑块的零件扁担碰击了冲床上的可调挡铁，使扁担下落,打在由模柄中伸出的打棒上，从而使装于上模座背面挖空部分里的打板下落，打板通过螺钉与脱料板联系，因而使脱料板动作把套附在凸模上面的冲件打掉下来，打棒和打板一般用3545号钢制造。第四章 冲模设计的基本知识4.1设计要点在冲裁方案确定后，模具类型采用复合正装式冲裁模。因此便可以再选择模具的结构。在进行模具结构的选择时，还应考虑模具维修、保养和吊装的方案，同时还需要在各个细小的环节尽可能考虑到操作者的安全等。良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低，主要决定于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进，又直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全方便性等。在冲模设计之前，需掌握以下资料：冲压件图样及技术要求，了解被冲零件的形状、尺寸大小、形位公差、表面粗糙度、材质与厚度、有无后续热处理及表面处理要求等信息。零件的批量大小，模具结构的确定、模具材料的选取、冲压设备的选择、送料方式的选定等都受零件批量大小的影响。产品工艺文件，如工艺规程卡等。模具制造车间的设备加工能力，如所加工零件的大小、精度等。冲压生产车间的冲压设备资料 ，如设备吨位、台面尺寸、行程、送料方式、模具安装固定方式等。有关冲模标准化的资料。在选择了冲模结构方案时，除了考虑冲压件的质量、技术要求外，还要结合批量大小与现有冲压设备类型，对冲压件的生产成本进行综合分析。一般情况下，单工序模造价低于复合模，复合模造价低于连续模。当冲压产品的质量要求较高、批量又较大时，应尽量选用连续模。对于形状简单、精度要求低的冲件，应选用单工序模。冲模中的主要零件如上,下模座,导套,模柄,导正钉等,可根据常用冷冲模零件标准选用,零件的材料可参考表4.1选用。表4.1 冲模中主要零件的材料零件名称材 料热 处 理硬 度凸 模钢Cr12淬 火HRC5862凹 模钢Cr12淬 火HRC5862凸模固定板钢Q235-A-模 柄钢A5或35-垫 板钢 45 淬 火HRC4550模座(一般)灰铸铁HT2040消除内应力-模座(大型)球墨铸铁TQ45-5消除内应力-模座(大型精密复杂)铸钢ZG2545消除内应力-模座(特殊情况)钢 Q235-A-打梆、打板钢 35或 45-脱 料 板钢 Q235-A-导 柱钢 T8A或T10A淬 火HRC5660导 套钢 T8A或T10A淬 火HRC5660导 柱钢 20渗碳淬 火HRC5660导 套钢 20渗碳淬 火HRC5660位 盘钢 T8A或T10A淬 火HRC5660导 正 钉钢 T8A或T10A淬 火HRC5660导料板,止料板钢 Q235-A-冲模中各主要零件的公差配合和表面粗糙度，可从表4.2选用表4.2 模具制造公差配合零部件配合名称采用配合光洁度模柄外径与冲床滑块H7/d11导柱导套外径与模座内径H7/r6,u6或导柱与导套内径H6/h5 H7/r6,u6销钉孔与销钉H7/n6或42冲模零件的设计模具的零部件，有很大一部分已实现了标准化，这对于简化设计工作、稳定模具质量、简化模具的制造维修等，都具有重大意义。在设计模具时，对于标准化的零部件，只需在标准化的资料中正确的选择，大量的设计工作是对非标准件的设计。根据在模具中的功能和特点，可以分成两类：1、 工艺零件：这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用。2、 结构零件：这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用。4.2.1 工艺零件的设计1凸模为保证能够正常工作，凸模结构设计时必须满足以下条件：（1）精确定位 安装时凸模在模具中能准确定位，工作过程中轴线与母线不允许发生任何移动，否则冲裁间隙不均匀。（2）防止拔出 卸料时凸模受拉伸力的作用，结构上应防止凸模从固定板中拔出。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。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。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。2 凹模凹模的类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式时；刃口有平刃和斜刃。本次设计的凹模是板形、整体式，刃口两种都有。 冲裁凹模真正的工作部位仅仅是刃口部分，其余部分只是起支承作用，在正常使用情况下，凹模的实效形式为刃口部分磨损。磨损量在一定范围内，通过刃磨可以修复，每次修磨量一般在0.20.4之间。4.2.2结构零件的设计1 退料螺钉退料是指把冲件或废料从凸模中卸下来。可分为刚性和弹性卸料装置两种形式，视模具的结构选择。设计中为倒装复合模，易采用弹性卸料装置。弹性卸料装置卸料力较小，所得质量较好，平直度较高。弹性元件一般选用橡胶。本设计中上模座上有一个孔，用来安装退料螺钉。采用简单的刚性推件装置，由打杆、推板、连接推杆和推件块组设。2 上冲模柄模柄的基本要求是与压力机滑块上的模柄孔配合正确；与上模座连接正确可靠。以H7/h6配合，模柄装入模座后，止动口一般不允许突出模座平面，它主要用于上模座较厚而又没有开设推板孔或上模比较重的场合。3 导柱、导套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），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。4 模架模架是由上模座、下模座、模柄及导向装置组成。对模架的基本要求：应有足够的强度与刚度应有足够的精度上下模之间的导向应精确。一般模架型号规格均已列入标准，设计时可选用模架选用适用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架从右向左送料，操作方便。4.3 冲模的安全措施冲压生产由于工作环境中的振动与噪音、操作频繁、动作机械重复，使操作者容易出现精神紧张疲劳，因而容易发生工伤事故。除了相关软件方面和装备方面要采取安全措施外，在模具设计方面也要尽量考虑宜人化设计，一般应注意以下及方面：1 安全理念第一安全问题应由于冲压工序数、模具制造成本、加工时数。2 模具结构方面（1）模具零件要有足够的强度，材料选择不能有误。单侧受力的凸模，尽量设计导向挡块，确保工作中不折断/不破损。（2）模具零件连接尽量可靠，结构上应有放松动、防弹出、防破裂、防脱落等粗措施。（3）模具尽避免有与机能无关的外部的凸凹部分，凡与机能无关的外露边缘应设防护罩。 （4）上、下模导向构件尽量配合在操作者手不经过的位置，不得已是应设防护罩。（5）导向、定位等重要部位要使操作者看得清楚。（6）模具长、宽尺寸不要超出工作台垫板和滑块之外。（7）需要靠近的地方必须安全，这样的区域应确保足够的安全空间。（8）对于中型或大型模具，为便于搬运存放，应设计必要的起重吊环或起重柄，设计存放垫块。第五章 冲模制造的基本知识5.1 凸模的加工凸模的结构由于加工方法不同分为两大类：一类是等截面，另一类是带凸缘的。线切割和成形磨削加工的图凸模为等截面，仿形刨和滚铣加工的凸模带凸缘，外圆磨合电火花可加工上述两种结构的凸模凸模是由工作部分和安装部分组成。对于工作部分本次设计的模具由于精度要求较高，所以采用线切割和电火花来加工凸模的工作部分加工时,其工艺过程为:1. 锻造 将选好的材料(例如Cr12圆钢)下料后，加热到锻造温度11401160(这时钢色由大红刚刚转白)，进行锻造，单面放2.53毫米加工余量，锻成所需要的长度。锻完温度约为800850(这时钢色为紫红)。锻打时如果温度过高，则材料变质，成枯渣状态。如果温度过低,又容易产生裂纹，故必须严格按规定温度锻打。2. 退火 待锻件温度冷却到300400时，再加热到600650，于草灰中缓缓冷却，进行退火。其目的是消除坏料中由于锻打产生的残余应力，以及降低材料的硬度，增加其可加工性。3. 刨床加工 刨六面成长方形,留加工余量约1毫米。4. 在铣床上割料 按凸模长度放0.8毫米的加工余量。5. 粗磨六面 互成90，留加工余量约0.6毫米。6. 钳工加工 在坯料上相应的钻孔，为线切割做准备。7. 线切割加工 按坯料上钻的孔, 穿线，编成，进行电火花线切割。8. 按样板凸模, 由于线切割精度高，不需在平面磨床上精磨。5.2凹模的加工凹模的外形常见的有圆形和方形两种，结构有整体式和镶拼式。 如果是整块的,方范采用电火花机床加工，在暂时无电火花机床时，才采用钳工配做。如果凹模是拼块结构，则凹模拼块采用机械成型磨削。凸模加工时，其加工过程为：1备料、2锻造、3热处理、4铣（刨）削、5磨削、6钳工加工、7铣削、8热处理、9平磨、10线切割、11钳工加工、12检验。5.3 凸模常用固定浇注方法凸模的上端固定在凸模固定板上, 固定的浇注方法有环氧树脂浇注、低熔点合金浇注、无机粘结剂浇注。5.3.1.环氧树脂浇注 环氧树脂的配方如下：6101环氧树脂、铁粉(填料)、磷苯二甲酸二丁(吸湿剂)、乙二胺(固化剂)。环氧树脂加热到3040，加入磷苯二甲酸二丁酯,均匀搅拌后，再加入铁粉，再搅拌均匀.在一切工作准备好的情况下，加入乙二胺，进行搅拌，在气泡完全消失后进行浇注.自然固化24小时后分模，进行下一步加工。5.3.2.低熔点合金浇注 低熔点合金又名冷胀合金，它具有在冷却凝固时体积膨胀的特性。这种特性可用于复式冲模冲头的紧固和导套的装配，既保证模具的制造精度，又节省大量的机钳工工时。同时模具损坏后，修理更换冲头也很方便。低熔点合金的配制方法如下：将四种金属：锑、铅、铋、锡。根据需要量，按比例称好重量。然后按各种金属的熔点顺序进行熔化，即在坩埚加热到680780时，先放入锑，等锑熔化后，将坩埚从炉中移至炉口进行搅拌。稍微降低温度后，加入铅，搅拌熔化后，再依次加入铋和锡，待全部熔化并充分搅拌后，浇注成方块或条料，以便随时使用。使用合金时，当温度达到浇注温度时进行浇注，冷却凝固后，体积胀大，使凸模紧固在固定板上。合金浇注前，凸模和固定板须先用酒精清洗干净，然后以凹模定位，把凸模按装起来。装夹完毕后，预热固定板，一般用电炉加热或用喷灯直接烘烤，温度为120150。预热温度不能高，以避免凸模回火软化。当温度均匀后，用铁勺将熔化的合金徐徐浇入，从上面观察，全部浇注饱满为止。浇注过程中可用细铁丝沿沟槽轻轻拖动合金，使其中气泡逸出。如有各别凸模浇注不够饱满，可局部直接补浇一些。浇注完毕后，在室温下静放1224小时，等合金充分冷却凝固后，方可分模，继续进行下一步加工。采用低熔点合金浇注的最大缺点，是天热的时候，它的冷胀特性减弱，凸模在工作时可能松动。为了克服这个缺点，可采用环氧树脂浇注，无机粘结剂浇注。5.3.3.无机粘结剂浇注 无机粘结剂的成分为：氧化铜-黑色粉末,粗度要求320目左右,保持干燥，磷酸-无色透明稠厚液体，氢氧化铝-白色粉末。先将磷酸和氢氧化铝配成液体。配制的方法如下：将68克氢氧化铝与10毫升磷酸先搅拌成白色均匀乳状，再倾入90毫升磷酸加热,不断搅拌，使混有氢氧化铝的磷酸中无沉淀并呈甘油状。然后升温至100120，有气泡出现即可.然后使之自然冷却。无机粘结剂固体(氧化铜)和液体(配制好的含有氢氧化铝的磷酸)的配比对粘结性能有直接性的影响，固液配比K为固体的克数比液体的毫升数。K大则粘结强度高，但凝固块.在室温下倘使K5，粘结剂的调制工作便很难进行，往往在调制中，就已干固.反之K小， 粘结时使用时间长, 但粘结强度低.通常取K=5:1.配好后不断搅拌至成为棕黑色胶状体，便成为无机粘结剂，即可进行浇注。浇注后放入烘箱内，保持温度在4050烘干。参考文献1 周开勤主编.机械零件手册M.北京：高等教育出版社，2006.2 牟林主编.冲压工艺与模具设计M.北京：北京大学出版社，2006.3 李云程主编.模具制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2008.4 杨占尧主编.冲压模具图册M.北京：高等教育出版社，2008.5 陈国香主编.机械制造与模具制造工艺学M.北京：清华大学出版社，2006.6 卢险峰主编.冲压工艺模具学M.北京：机械工业出版社,2006.7 卢秉恒主编.机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社,2008.8 张如华主编.冲压工艺与模具设计M.北京：清华大学出版社,2006.9 孙玉芹主编.机械精度设计基础M.科学出版社，200410 邓明编著.现代模具制造技术M.化学工业出版社，200511 李建军主编.模具设计基础及模具CAD M.北京：机械工业出版社，2005 结束语通过三个月对冲压模具的设计，我对冲压模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了解在这个不段设计，学习，再设计的反复操作过程中，我潜移默化的学习到了一种科学的设计思路和方法。对于模具的设计，首先要确定设计方案，它是整个模具设计的关键所在，因此必须进行方案的分析论证，确定最佳方案，接下来要选择冲床，计算冲裁力，封闭高度等。本次设计的模具是简单模。有两个导柱、导套来定位，从而达到高精度的冲压件。而导柱、导套采用后侧式安装。在设计的过程中我遇到了很多问题，尤其在凸凹模的设计，费了很多周折也走了很多弯路。而在装配图的绘制中，又遇到了设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较多。经过长时间的思考和查阅资料，才成功的完成了本套模具的设计过程。这次毕业设计不仅使我的机械设计基础和模具结构设计有了更深的了解，对整个零件的选用有了全面的了解及认识，而且也实现了自己对大学四年所学知识的系统复习，子啊以后的工作中，也将使我受益匪浅。但是自己在设计中还存在很过的问题和不足，从而了解了自己在专业知识以及非专业知识方面的匮乏，从而可以更加勉励自己今后加倍努力，成为一个多才且对社会有用的人。致谢本次毕业设计的课题，对于我是一次新的大胆的尝试。虽然，本专业对于冷冲模具知识有一些基本的了解，但是我们毕竟没有系统地学习过模具设计。本课题为我提供了一个系统地学习冷冲模具设计的机会，使我更加深刻地了解和初步掌握了模具设计知识。通过本次设计，我把自己大学四年学习的丰富的机械理论知识与设计的实践相结合，融会消化。在设计中应用二维、三维软件，加深了自己对设计的理解和运用。结合二维、三维设计技术的冷冲模具设计，对我来说是一个全新的挑战。在本论文完成之际，谨向给予我指导、关心和帮助的老师、同学致以由衷的感谢。感谢学院给我们一个这样的机会来对四年所学到的东西进行综合和系统的理解，并在这个基础上通过自己的学习拓展了知识的范围；我还要感谢我同组的其他成员以及身边的同学朋友，感谢他们在我毕业设计中遇到困难时所给予我的鼓励和支持；感谢学院图书馆为毕业设计提供相关的参考资料。特别要感谢我的指导老师孟天祥老师所给予我的帮助和支持，今天之所以有这个毕业成果，与他们严谨的治学态度、广博的知识和丰富的实际经验是分不开的。最后，再一次致以我深深的谢意！附录定子冲片分割模工装制造工艺过程卡YBC-750G电机定子