沖壓模具-中型電機(jī)定子沖片模具及制造工藝設(shè)計(jì)-說明書

1、摘 要本文是對(duì)中型電機(jī)定子沖片模具的設(shè)計(jì)。課題主要來源于工廠實(shí)際生產(chǎn)零件。經(jīng)過對(duì)這個(gè)題目的分析與研究，最終確定了以沖孔落料復(fù)合模和高速?zèng)_槽模兩副模具來完成沖槽分切的新工藝。所謂沖槽分切，即是在沖制定子槽的同時(shí)完成定子片內(nèi)圓的分切，實(shí)現(xiàn)定、轉(zhuǎn)子分離的設(shè)計(jì)。本文主要詳細(xì)介紹了模具設(shè)計(jì)構(gòu)想及具體實(shí)施方案，并且講述了模具設(shè)計(jì)工藝方案及工藝過程。關(guān)鍵詞：定子，冷沖模，沖槽分切，電機(jī)ABSTRACTThis article is a medium-sized stator punching mold design. The subject mainly drawing on the factory act

2、ual production parts. Through analysis and study of this subject, this article was finally adopted two dies- punching and blanking compound die and speed punching die- to complete “notching and cutting” which is new process. “Notching and cutting” can achieve stator and rotor separation, which is de

3、parting inner circle of stator film while notching stator slot. This subject mainly introduces mold design concept and specific implementation, and also give an account of mold design and process technology program.Key words: Stator, Cold stamping die, Notching and cutting, Motor目 錄1 緒論-11.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與

4、發(fā)展趨勢-12 定子沖片模具研究方案-32.1 整體思路和工序-32.2 細(xì)節(jié)安排-42.3 方案選定-43 定子沖片模具工藝計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-53.1 復(fù)合模沖裁-53.2 高速?zèng)_槽模-114 其他工藝分析及設(shè)計(jì)-164.1 鑲拼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-164.2 分度定位裝置-175 主要零部件設(shè)計(jì)-195.1 落料沖孔模-195.2 高速?zèng)_槽模-216 小結(jié)-236.1 模具裝配及試沖-236.2 模具設(shè)計(jì)總裝圖-24參考文獻(xiàn)-26致謝-27 1 緒論本課題來源于工廠實(shí)際生產(chǎn)零件。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對(duì)模具的需求量不斷增長。人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性，而模具制造

5、是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間1。為迎接未來的無限挑戰(zhàn)，在畢業(yè)之際選擇一個(gè)沖壓模具方面的設(shè)計(jì)論文，目的是想豐盈自己的翅膀，為將來在工作崗位上有更好的發(fā)展而搶得先機(jī)。在短暫而又重要的十幾周里，通過老師指導(dǎo)和自學(xué)有關(guān)書籍，查閱期刊，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。從而能夠?qū)δ＞哂辛艘粋€(gè)更深刻地認(rèn)識(shí)，對(duì)其工藝分析、分類、結(jié)構(gòu)名稱以及作用等方面有個(gè)嶄新的詮釋。初步達(dá)到了獨(dú)立完成簡單模具設(shè)計(jì)的目的及對(duì)模具的自我理解。1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢從1839年英國成立的schuler公司算起現(xiàn)代沖壓模具制造技術(shù)已經(jīng)有168年的歷史，但

6、我國的沖壓技術(shù)卻一直是發(fā)展緩慢。1984年中國才成立模具工業(yè)協(xié)會(huì)，1986年中國模具工業(yè)產(chǎn)值僅有29億元。當(dāng)時(shí)生產(chǎn)模具的企業(yè)也只有幾千家而已。1993年3月份國務(wù)院頒布了關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的改革政策要點(diǎn)的決定，把模具擺在了機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位，確立了發(fā)展模具工業(yè)是國家的一個(gè)產(chǎn)業(yè)政策2。2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到了610億元，增長率保持在25%的高水平。除了國有專業(yè)模具廠外，廣東的中外合資和外商獨(dú)資模具企業(yè)現(xiàn)有幾千家，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也快速崛起；江蘇昆山建成了模具工業(yè)群；浙江黃巖被譽(yù)為“模具之鄉(xiāng)”。在激烈的競爭中模具的生產(chǎn)技術(shù)及規(guī)模也在不斷提高3。2006年吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽

7、車覆蓋件沖壓分析KMAS軟件、華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD /CAE / CAM軟件、上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。國內(nèi)的模具企業(yè)也在充分抓住了汽車工業(yè)所帶來的發(fā)展契機(jī)，加大了設(shè)備、產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模的升級(jí)步伐，積極開拓國內(nèi)外市場4。然而，與國際先進(jìn)水平相比，中國的模具行業(yè)的差距不僅表現(xiàn)在精度差距大、交貨周期長等方面，模具壽命也只有國際先進(jìn)水平的50%左右，大型、精密、技術(shù)含量高的轎車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，每年都需要花費(fèi)大量資金進(jìn)口，具體如下：（1）沖壓模具CAD/CAE/CAM技

8、術(shù)的開發(fā)手段比較落后、技術(shù)的普及率不高，應(yīng)用不夠廣泛，僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD技術(shù)，距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應(yīng)用CAE進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面，也才剛剛起步，在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面，由于缺乏先進(jìn)適用的制造裝備和工藝設(shè)備，只有5%左右的模具制造設(shè)備被應(yīng)用于這項(xiàng)工作。（2）精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中所占的比重較低，工藝設(shè)備較落后，直接影響了國產(chǎn)模具質(zhì)量的提高。由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，對(duì)模具的需求量加大。但是，我國模具工業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)能力只能滿足需求量的60%左右，大部分模具廠的模具加工設(shè)備陳舊，在役期長、精度差、效率低，還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

9、5。（3）生產(chǎn)沖壓模具的專用技術(shù)尚未成熟，大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段。如模具的表面涂層、表面熱處理技術(shù)、導(dǎo)向副潤滑技術(shù)、型腔傳感及潤滑技術(shù)、去應(yīng)力技術(shù)、抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成完全的生產(chǎn)能力，走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。（4）模具標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)化程度及使用覆蓋率較低。在汽車制造業(yè)中被大量使用的模具是沖壓模。近年來，汽車模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋率盡管有了較大增長，已從20世紀(jì)末的25%30%提高到目前的45%左右。但這種增長距國際先進(jìn)水平(一般在70%以上，中小模具在80%以上)差距還很大。這使的汽車模具設(shè)計(jì)交貨期很長，也是我國成為模具進(jìn)口大國的重要原因之一。但是經(jīng)過幾十年的

10、發(fā)展，我國的沖壓模具總量位居世界第三位，加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平逐漸同步。近年來我國汽車工業(yè)的超高速發(fā)展，更是給模具行業(yè)帶來了無限商機(jī)。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具制造企業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來提升競爭實(shí)力，以滿足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。展望未來，趕超世界模具制造技術(shù)的先進(jìn)水平尚需我們做出不懈的努力。2定子沖片模具研究方案圖2-1 零件圖2.1整體思路和工序：（1）由于該零件比較大,最大直徑近1米，所以考慮采用2副復(fù)合模沖裁成型。又模具尺寸很大，所以采用鑲拼結(jié)構(gòu)。先復(fù)合模沖孔(50基孔、60個(gè)槽外形及標(biāo)記)落料（990的外形）

11、，再用另一副復(fù)合模沖孔(660內(nèi)圓)。主要工作量在于鑲拼的安排和設(shè)計(jì)，又因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)大（A0圖紙畫總裝圖比例要1：4以上），所以圖紙安排較多。（2）采用多工序，先復(fù)合模沖基孔、外形和工藝鍵槽，再使用高速?zèng)_槽機(jī)進(jìn)行單槽沖并切內(nèi)圓。復(fù)合模尺寸較大，采用鑲拼結(jié)構(gòu)。高速?zèng)_槽機(jī)的送料機(jī)構(gòu)采用端齒盤分度送料裝置。重點(diǎn)在于鑲拼結(jié)構(gòu)的安排，難點(diǎn)在于高速?zèng)_槽機(jī)、分度送料裝置及兩者間的時(shí)間配合問題。 圖2-2 端齒盤分度2.2細(xì)節(jié)安排：根據(jù)任務(wù)書要求，材料為0.5mm硅鋼板DW400-50，精度要求很高，中批量生產(chǎn)，最大直徑990mm，所以在沖裁時(shí)沖擊力分散，單元沖擊較小，不易引起變形，所以綜合考慮后采用：帶彈性

12、卸料板的沖孔落料倒裝復(fù)合模并設(shè)置機(jī)械手接住由上而下頂出的工件以提高效率。對(duì)于1方案的后一步工序采用正裝復(fù)合模，以中心基孔定位，人工取出定子沖片及中間的余料（可用于轉(zhuǎn)子的沖裁）。該工件未注明公差的按IT8級(jí)選擇。工件形狀簡單、規(guī)則，很適應(yīng)沖裁加工。鑲拼結(jié)構(gòu)采用拼接法，凹模與凸模的拼塊接縫應(yīng)錯(cuò)開，以避免或減少?zèng)_裁件上的毛刺。由于是大型的拼塊落料模，為減少?zèng)_裁力和使壓力機(jī)工作平穩(wěn)，可將凹模拼塊做成波浪形刃口，分段線在轉(zhuǎn)折處位置，并使拼塊呈對(duì)稱形狀。對(duì)于1方案中內(nèi)圓的凸、凹模拼塊接縫可以放在槽的中心線處（槽以沖裁），就可以避免了接縫的不利影響。方案2中送料機(jī)構(gòu)擬采用圓珠筆型端齒盤分度裝置。通過曲柄滑塊

13、機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上齒盤的上下，由導(dǎo)向推板使上齒盤沿斜面轉(zhuǎn)位，繼而在上齒盤下行時(shí)與下齒盤接觸，并在彈簧的壓力作用下沿斜面下滑至直槽，轉(zhuǎn)位結(jié)束。其精度取決于端齒盤制造精度。采用彈性結(jié)構(gòu)，沖擊較小。間隙轉(zhuǎn)位送料通過不完全齒輪實(shí)現(xiàn)。2.3方案選擇：方案1的缺點(diǎn)在于無法用于其他尺寸、形狀的工件，成本較高，在中批量生產(chǎn)中一般不采用。相對(duì)而言方案2利用高速?zèng)_槽機(jī)，不僅在成形效率上更勝一籌，而且只需更換沖槽機(jī)的凸模即可實(shí)現(xiàn)其他槽形的沖裁。所以綜合選定方案2作為設(shè)計(jì)方案。即采用一副復(fù)合模（沖孔：30基孔、工藝鍵槽及標(biāo)記；落料：990的外形）和高速?zèng)_槽機(jī)（60個(gè)槽外形及內(nèi)圓落料）完成定子的沖裁。3定子沖片模具工藝計(jì)算及結(jié)

14、構(gòu)設(shè)計(jì)3.1復(fù)合模沖裁（外形、基孔和標(biāo)記）：該工序由兩部分組成，分別是沖孔：30基孔、工藝鍵槽及標(biāo)記；落料：990的外形。沖裁形狀簡單、對(duì)稱，完全由圓弧和直線組成，沖裁方便，精度容易保證。綜合考慮后采用彈性卸料和下出料方式的倒裝復(fù)合模設(shè)計(jì)。3.1.1 排樣及材料利用率計(jì)算圖3-1 復(fù)合模排樣查表3-10得：最小搭邊值 =1.0mm ，1.2m ；綜合考慮后，取工件間 =5mm ，側(cè)面 =5mm(1)計(jì)算毛坯面積：(2)計(jì)算條料寬度：(3)計(jì)算送料步距：(4)一個(gè)進(jìn)距的材料利用率 (3-1)3.1.2 模具沖壓力計(jì)算；取(1)落料力 (3-2)(2)沖孔力(3)落料時(shí)的卸料力查表3-8得：故 (

15、3-3)(4)沖孔時(shí)的推件力 (3-4)取凹模直壁洞口的高度h=5mm；則梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)；查表3-8得：；故(5)模具總沖壓力3.1.3 模具沖壓機(jī)選擇選用單動(dòng)薄板沖壓液壓機(jī)YCBD 3.15；(以下參數(shù)摘自JB/T 7343-1994)公稱壓力：3.15 MN液壓墊力：1.25 MN開口高度：1400 mm滑塊行程：900 mm 液壓墊行程：450 mm工作臺(tái)尺寸()：左右 3000 mm 前后 1600 mm頂桿孔分布尺寸()：左右 2400 mm前后 1000 mm3.1.4 確定模具壓力中心如圖3-2建立坐標(biāo)系因模具左右對(duì)稱，即即壓力中心為(0，1.5) 圖3-2 坐標(biāo)示意圖3.

16、1.5 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸查表3-3得間隙值(1) 沖孔部分：（基孔：A、 ；工藝鍵槽：B、 C、）當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)件時(shí)，凸模磨損后，刃口部分尺寸減少，因此屬于第二類尺寸。查表3-5得： (3-5)A：B：沖孔凹?；境叽缗c凸模相同，分別是，30.33，20.33；沖孔凹模按沖孔凸模實(shí)際尺寸配作，保證雙面間隙為0.0400.060mm。示意圖如下3-3：圖3-3 沖孔部分刃口尺寸示意圖(2)落料部分：（外形：D、）查表3-5得：當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸增大，因此屬于第一類尺寸。 (3-4)D:圖3-4 落料部分刃口尺寸示意圖落料凸?；境叽缗c凹模相同，為；落料凸模按落料凹模

17、實(shí)際尺寸配作，保證雙面間隙為0.0400.060mm。3.1.6 凸模、凹模和凸凹模設(shè)計(jì)(1)凸模部分：凸模在形式上，采用直通式凸模，其工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成相同的，工作端進(jìn)行淬火處理，淬火長度約為全長的1/3。另一端固定部分處于軟狀態(tài)，便于與固定板進(jìn)行鉚接。為了保證鉚接的預(yù)留余量，凸模的總長度應(yīng)增加12mm。模具刃口要有高的硬度和耐磨性；并要能承受沖裁時(shí)的沖擊力，因此也需要一定的韌性。又由于凸模部分的形狀簡單，制造方便，沖裁材料為硅鋼板，綜合考慮后采用Cr12MoV作為凸模的制造材料，熱處理硬度6062HRC。表面粗糙度要求：工作部分，固定部分。凸模長度一般有結(jié)構(gòu)確定，外形尺寸即

18、刃口尺寸。凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣。固定凹模用的型孔與凸模固定部分相適應(yīng)，型孔位置與凹模型孔位置協(xié)調(diào)一致。凸模與凸模固定板間以N7/h6配合。為了防止沖裁時(shí)凸、凹模壓壞上、下模座，添加墊板2塊，材料選用45鋼，熱處理硬度取4348HRC。（2）凹模組成凹模采用螺釘固定在上模座上，銷釘防止轉(zhuǎn)動(dòng)。凹模洞口形狀采用凸臺(tái)式，。(表4-2)凹模厚度H=kb=0.1*990=99mm(查表得k=0.1；b為沖裁件最大外形尺寸)凹模壁厚C=(1.52)H=148.5198mm凹模尺寸標(biāo)注如圖3-5：凹模的型孔軸線應(yīng)與頂面保持垂直，凹模底面與頂面應(yīng)保持平行。為了提高模具的壽命與沖裁件的精度，凹模

19、的底面和型孔的孔壁應(yīng) 圖3-5 落料凹模尺寸示意圖光滑，表面粗糙度為Ra=0.80.4m,底面與銷孔的Ra=1.60.8。凹模與凸模同樣采用Cr12MoV，熱處理硬度應(yīng)達(dá)到6163HRC，略搞與凸模。(3)凸凹模：結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-6：校核凸凹模的強(qiáng)度：查表44得，最小壁厚0.5，D=15mm，而實(shí)際最小壁厚為155mm,故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按沖孔凸模和落料凹模的實(shí)際尺寸配制，并保證雙面間隙0.2460.36. 圖3-6 凸凹模尺寸示意圖3.1.7 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)該復(fù)合模采用帶彈性卸料和下出料方式的倒裝復(fù)合模。(1)采用2個(gè)導(dǎo)料銷和兩側(cè)導(dǎo)軌控制條料的送進(jìn)導(dǎo)向；并由固定擋

20、料銷和卷料機(jī)控制送料的步距。軋輥配合卷料機(jī)送料。卸料裝置采用彈性卸料裝置，由卸料板、卸料螺釘和橡膠組成。在沖裁后，沖孔的廢料可通過凸凹模的內(nèi)孔從沖床臺(tái)面落下，沖制的工件由推桿、推板和推件塊組成的剛性推件裝置推出，并由機(jī)械手接住、取出，再次沖壓，可自動(dòng)操作，減少了人力資源。(2)橡膠采用聚胺酯彈性體71x42x50 JB/T 7650.9-1995。查表22.5-12得D=71，d=42，H=50，=92.3(F=0.3H時(shí))壓縮量取F=0.1H=5mm，故1個(gè)橡膠的負(fù)荷為3560NN=，即需9個(gè)60mm直徑的橡膠均布。 圖3-7 聚氨酯彈性體（3）模架選用四導(dǎo)柱鋼板模架，滾動(dòng)導(dǎo)向。四導(dǎo)柱模架受

21、力均衡，導(dǎo)向精度高。適用于大型制件，精度很高的沖模，以及大批量生產(chǎn)的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線上的沖模。而采用鋼板模架則比鑄鐵模架具有更高的強(qiáng)度、更好的加工工藝性，并且鋼板模架的凹模周界可以取到更大的范圍。滾動(dòng)導(dǎo)向模架是在導(dǎo)柱和導(dǎo)套間裝有預(yù)先過盈壓配好的鋼球，進(jìn)行相對(duì)滾動(dòng)的模架。其特點(diǎn)是導(dǎo)向精度高、運(yùn)動(dòng)剛性好，使用壽命長。主要用于高精度，高壽命的硬質(zhì)合金沖模、高速精密級(jí)進(jìn)沖模等。3.2高速?zèng)_槽模（60個(gè)槽形）：3.2.1模具沖壓力計(jì)算(1)沖孔力(2)沖孔時(shí)的推件力 (3-4)取凹模直壁洞口的高度h=5mm；則梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)；查表3-8得：；故(3)落料時(shí)的卸料力查表3-8得：故(4)模具總沖壓力3

22、.2.2 高速?zèng)_槽機(jī)選擇選擇CCJ91系列高速?zèng)_槽機(jī)； CCJ91系列高速?zèng)_槽機(jī)是一種以內(nèi)孔定位的方式生產(chǎn)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子片的專用設(shè)備。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：1、主傳動(dòng)采用肘桿機(jī)構(gòu)，曲軸轉(zhuǎn)一周，滑塊運(yùn)行兩次，此結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度大為提高。2、分度機(jī)構(gòu)采用福開森空間分度凸輪和高精度齒輪，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)性好，分度精度高。3、具有自動(dòng)壓片、卸片及調(diào)整第一槽機(jī)構(gòu)。 4、可根據(jù)沖片的直徑、沖槽數(shù)調(diào)節(jié)主電機(jī)的運(yùn)行速度，采用變頻調(diào)速選擇最佳沖次。 5、控制部分采用可編程序控制器（PC機(jī)），能實(shí)現(xiàn)故障自我診斷，故障率低，可靠性高。6、增加附件后，可以按一定的數(shù)字規(guī)律進(jìn)行“間歇沖槽”。7、采用專用模具后，可以在沖定子槽的同時(shí)切

23、下定子圈,使沖片加工工藝極為簡化。表3-1 高速?zèng)_槽機(jī)參數(shù)型 號(hào)CCJ1-16公稱力160KN沖次200-600滑塊行程25mm最大封閉高度220mm封閉高度調(diào)節(jié)量25mm分度主軸中心至滑塊模柄孔中心距離135-600mm沖槽數(shù)18-142沖片直徑300-1500分度方式福開森凸輪機(jī)構(gòu)及高精度齒輪外形尺寸（長X寬X高mm）2300x1100x22003.2.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸查表3-3得間隙值；沖孔模。當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)件時(shí)，凸模磨損后，刃口部分尺寸減少，因此屬于第二類尺寸。查表3-5得： (3-5)A：B：C：D: E：沖孔凹?；境叽缗c凸模相同，分別是17.81、76.51、6.31、1

24、.01、0.91mm；沖孔凹模按沖孔凸模實(shí)際尺寸配作，保證雙面間隙為0.0400.060mm。3.2.4 凸模和凹模設(shè)計(jì)(1)凸模部分：凸模在形式上，采用臺(tái)階式凸模，其工作部分和固定部分的形狀與尺寸是不同的，固定部分比工作部分外形單邊偏置5mm，用于與固定板型孔進(jìn)行固定，共約束了除z軸轉(zhuǎn)動(dòng)外的5個(gè)自由度。同時(shí)因?yàn)椴捎脝芜吰梅滦危ㄔ斍橐娏慵D），所以自帶約束了z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不需另加防轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。模具刃口要有高的硬度和耐磨性；并要能承受沖裁時(shí)的沖擊力，因此也需要一定的韌性。又由于凸模部分的形狀簡單，制造方便，沖裁材料為硅鋼板，綜合考慮后采用Cr12MoV作為凸模的制造材料，熱處理硬度6062HRC。表

25、面粗糙度要求：工作部分，固定部分。凸模長度一般有結(jié)構(gòu)確定，外形尺寸即刃口尺寸。凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣。凸模與凸模固定板間以N7/h6配合。為了防止沖裁時(shí)凸、凹模壓壞上、下模座，添加墊板2塊，材料選用45鋼，熱處理硬度取4348HRC。（2）凹模組成凹模采用螺釘固定在下模座上，銷釘防止轉(zhuǎn)動(dòng)。凹模材料與凸模相同為Cr12MoV，熱處理硬度應(yīng)達(dá)到6163HRC，略搞與凸模。凹模洞口形狀采用凸臺(tái)式，。(表4-2)凹模厚度H=kb=0.2*76.2=15.24mm(查表得k=0.1；b為沖裁件最大外形尺寸)凹模壁厚C=(1.52)H=22.8630.48mm；取凹模壁厚26mm。綜合后得

26、，凹模LxBxH=160x125x20mm。凹模的型孔軸線應(yīng)與底面保持垂直，凹模底面與底面應(yīng)保持平行。為了提高模具的壽命與沖裁件的精度，凹模的底面和型孔的孔壁應(yīng)光滑，表面粗糙度為Ra=0.80.4m, 底面與銷孔的Ra=1.60.8。圖3-8 槽形沖孔凹模尺寸示意圖3.2.5 模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)該沖孔模采用帶彈性卸料和下出料方式的簡單模。(1)采用中心基孔和工藝鍵槽控制圓料的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給；并由分度定位裝置控制旋轉(zhuǎn)送料的步距。卸料裝置采用彈性卸料裝置，由卸料板、卸料螺釘和橡膠組成。在沖裁后，沖孔的廢料可通過凹模的內(nèi)孔從沖床臺(tái)面落下，工件旋轉(zhuǎn)一定角度后再次沖裁，沖槽結(jié)束后手工取出，放入新的原

27、料，進(jìn)行下次沖裁。(2)橡膠采用聚胺酯彈性體22x12x12 JB/T 7650.9-1995。查表22.5-12得D=22，d=12，H=12，=28.6(F=0.3H時(shí))壓縮量取F=0.3H=3.6mm，故1個(gè)橡膠的負(fù)荷為1059N 圖3-9 聚氨酯彈性體N=，即需4個(gè)20mm直徑的橡膠均布。（3）模架只能選用后側(cè)導(dǎo)柱鑄鐵模架，滑動(dòng)導(dǎo)向。后側(cè)導(dǎo)柱模架兩導(dǎo)柱，導(dǎo)套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域?？捎糜跊_壓較寬條料，且可用邊角料。送料及操作方便，可縱向、橫向送料。主要適用于一般精度要求的沖模，不宜用于大型模具，因有彎曲力矩，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。4其他工藝設(shè)計(jì)4.1鑲拼

28、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于零件尺寸較大，所以在落料沖孔模中的凸、凹模尺寸很大，為了節(jié)約鋼材，對(duì)較大的凸凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）拼塊結(jié)構(gòu)可以用小料代替大料，不僅節(jié)約鋼材，同時(shí)也解決了大件鍛造與熱處理困難的問題。（2）對(duì)于熱加工來說，采用拼塊結(jié)構(gòu)可以減少熱處理的變形與淬裂現(xiàn)象，還可以減少熱加工設(shè)備的容量。（3）采用拼塊結(jié)構(gòu)后，模具的工作部分可以在熱處理后采用各種方法進(jìn)行磨削加工，這不但可以提高模具的制造精度，而且由于磨削后工作表面的粗糙度低，不易磨損。拼塊制造精度提高后間隙均勻了，所以可提高模具壽命。（4）使用拼塊模具后，可以更換個(gè)別的一塊，便于修理。4.1.1 沖孔凹模的拼塊沖孔凹模厚度H=kb=

29、0.3*30=9mm(查表知k=0.3，最大外形尺寸b=30)沖孔凹模壁厚C=(1.52)H=13.518mm；取凹模壁厚30mm。4.1.2 落料凸模的拼塊凸模校核：故取環(huán)形落料凸模寬為150mm 圖4-1 沖孔凹模拼塊圖4-2 落料凸模拼塊4.2分度定位裝置端齒盤又稱多齒盤、細(xì)齒盤、鼠牙盤，是具有自動(dòng)定心功能的精密分度定位元件，廣泛應(yīng)用于加工中心、柔性單元、數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床、測量儀器、各種高精度間歇式圓周分度裝置、多工位定位機(jī)構(gòu)、以及其它需要精密分度的各種設(shè)備上。如數(shù)控機(jī)床中的多工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，銑床及加工中心用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及其它分度裝置中都采用端齒盤作為精確定位元件。端齒盤的齒形有直齒

30、和弧齒兩種，直齒端齒盤由于加工方便、定位精度及重復(fù)定位精度高而最受歡迎。端齒盤實(shí)際上相當(dāng)于一對(duì)齒數(shù)相同的離合器，其嚙合過程與離合器的嚙合類似。端齒盤主要由轉(zhuǎn)盤、底座、端齒盤、電機(jī)構(gòu)成，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)盤與底座通過端齒盤嚙合，升降電機(jī)通過軸和升降主動(dòng)輪與升降從動(dòng)輪連接，絲杠與升降從動(dòng)齒輪之間通過螺母結(jié)合，絲杠的上端與轉(zhuǎn)盤之間通過軸承連接，絲杠的下端與底座之間通過鍵連接，轉(zhuǎn)位電機(jī)和減速器與轉(zhuǎn)位主動(dòng)輪之間固定連接，轉(zhuǎn)位從動(dòng)輪與主軸之間通過鍵連接，主軸與轉(zhuǎn)盤之間固定連接。具有定位精度高、定位剛性好、精度保持性好、故障率低、成本低的優(yōu)點(diǎn)。圖4-3 標(biāo)準(zhǔn)端齒盤由于在高速?zèng)_槽機(jī)的沖槽過程中，需要實(shí)現(xiàn)每次沖裁后零件

31、繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)一定的等分角（即），所以采用端齒盤來實(shí)現(xiàn)精度定位。端齒盤可外購或使用高速?zèng)_床的配備設(shè)施，此處給出的是對(duì)端齒盤分度裝置的一個(gè)變種，可考慮采用。端齒盤是端齒盤分度裝置的心臟，起標(biāo)準(zhǔn)角度輸出和精密圓分度作用。它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工精度直接決定了端齒盤分度裝置的工作精度和使用性能。在此我們對(duì)端齒盤進(jìn)行改變：將上、下齒盤改成斜面（如圖4-4，4-5）；將絲桿做成類似與上齒盤的導(dǎo)向推板（如圖4-6）。組合后的到新的端齒盤，類似于彈簧筆的上部結(jié)構(gòu)，各斜面可以采用滾動(dòng)以減少摩擦。其圖示及運(yùn)動(dòng)過程如下：圖4-4 上齒盤圖4-5 下齒盤圖4-6 絲桿通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)間隙機(jī)構(gòu)，使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)向上推動(dòng)導(dǎo)向推板，使上

32、齒盤上升并沿導(dǎo)向推板的斜面轉(zhuǎn)位。當(dāng)上齒盤完全脫離下齒盤（即圖示位置）時(shí)，上齒盤上行過程結(jié)束，開始下行，并與下齒盤斜面接觸，在彈簧的壓力作用下沿斜面滑下，到直槽后下行至初始高度，下行結(jié)束，完成一定角度的轉(zhuǎn)位。 圖4-7 運(yùn)動(dòng)示意圖5 主要零部件設(shè)計(jì)5.1落料沖孔模（BJ06722-A）由于本副模具的沖裁外徑較大，所以沒有標(biāo)準(zhǔn)組件可供選擇，所有零件采用非標(biāo)，設(shè)計(jì)如下。5.1.1 模架的設(shè)計(jì)模柄及上、下模板中間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的總體稱為模架GB/12851.1790至GB/12852.1490列出了各種不同結(jié)構(gòu)和不同導(dǎo)向形式的標(biāo)準(zhǔn)模架，通常都是按標(biāo)準(zhǔn)選定。在這里我選擇非標(biāo)自制模架.結(jié)合此倒裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，

33、考慮到是大型沖裁模，故選用四導(dǎo)柱鋼板模架，滾動(dòng)導(dǎo)向。四導(dǎo)柱模架受力均衡，導(dǎo)向精度高。適用于大型制件，精度很高的沖模，以及大批量生產(chǎn)的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線上的沖模。而采用鋼板模架則比鑄鐵模架具有更高的強(qiáng)度、更好的加工工藝性，并且鋼板模架的凹模周界可以取到更大的范圍。為了便于安裝在沖壓機(jī)上采用壓板槽設(shè)計(jì)，并加入筋板支撐。滾動(dòng)導(dǎo)向模架是在導(dǎo)柱和導(dǎo)套間裝有預(yù)先過盈壓配好的鋼球，進(jìn)行相對(duì)滾動(dòng)的模架。其特點(diǎn)是導(dǎo)向精度高、運(yùn)動(dòng)剛性好，使用壽命長。主要用于高精度，高壽命的硬質(zhì)合金沖模、高速精密級(jí)進(jìn)沖模等。參照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)模座時(shí)，應(yīng)根據(jù)凹模（或凸模），卸料和定位裝置等的平面布置來選擇模座的尺寸。一般應(yīng)取模座的尺寸L大于凹

34、模周界尺寸4070mm，模座厚度應(yīng)是凹模厚度的11.5倍。下模座的外形尺寸每邊應(yīng)超出沖床臺(tái)面孔邊4050mm。模座常用材料為HT200，HT250或ZG35,ZG45。根據(jù)實(shí)際情況，取上模材料HT200；下模材料HT200。下模座各尺寸示意圖如右： 圖5-1 DJDZ-00下模座示意圖5.1.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)批量大，要求模具壽命高，工件精度較高的沖模，一般采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套來保證上，下模的精確導(dǎo)向。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩種。滾動(dòng)導(dǎo)向是在導(dǎo)柱和導(dǎo)套間裝有預(yù)先過盈壓配好的鋼球，進(jìn)行相對(duì)滾動(dòng)的模架。其特點(diǎn)是導(dǎo)向精度高、運(yùn)動(dòng)剛性好，

35、使用壽命長。主要用于高精度，高壽命的硬質(zhì)合金沖模、高速精密級(jí)進(jìn)沖模等。所以在此選擇滾動(dòng)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式。其導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用H7/h6配合。導(dǎo)柱的直徑一般在1060mm之間，總長在90320mm。參照標(biāo)準(zhǔn)選用時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面距離不小于1025mm，在此取10mm。而下模座底面與導(dǎo)柱面的距離s不小于5mm。在此取10mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合，導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配合。導(dǎo)套的長度須保證在沖壓開始時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上，在此取30mm。由上分析，確定導(dǎo)柱和導(dǎo)套的尺寸和形狀：H模具=（120+60+80+100+50+50+80+60+150）mm=7

36、50mm，所以確定導(dǎo)柱的總長為700mm，取導(dǎo)柱：B126700 GB2861.281和B120700 GB2861.281各2個(gè)；取導(dǎo)套：B126294110 GB2861.681和B120294110 GB2861.681各2個(gè)。5.1.3 凸、凹模固定板的設(shè)計(jì)固定板用于凹模工作零件的固定。固定板外形與凹模的輪廓尺寸基本上一致，厚度取H=0.60.8*L（冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造P74），L為凹模厚度。材料可選用Q235或45鋼。在此凹模固定板厚度取H=0.8L=80mm，材料選用Q235鋼。凹模固定板與凹模為過盈配合（H7/n6或H7/P6）,壓裝后將凹模端面與凹模定位座一起磨平。5.1.4

37、 墊板的確定墊板的作用是直接承受模具的壓力，以防止模座被凹模壓陷而影響凹模的正常工作。是否需要墊板，可按實(shí)際生產(chǎn)的需要。 如果凹模端面對(duì)型心固定板的單位面積壓力大于型心固定板材料的許用壓應(yīng)力，就需要在型心固定板底部支承面上加一塊墊板。反之則不需要。查于冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造付宏生主編P113由于實(shí)際生產(chǎn)中，模具的沖齒力較大，從安全生產(chǎn)的角度考慮，需要加一塊厚度大于20mm的墊板。又由于模具的閉合高度要在模架的范圍之內(nèi)，故選擇墊板60mm。5.1.5 模柄的確定模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機(jī)的滑塊上。本次設(shè)計(jì)將采用凸緣模柄。它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直

38、度。選取標(biāo)準(zhǔn)的凸緣模柄： JB/T 7646.3，材料Q235-AF，采用6個(gè)M12螺釘固定于上模座上。5.2高速?zèng)_槽模（BJ06722-B）5.2.1 模架的設(shè)計(jì)由于本副模具的送料方式是旋轉(zhuǎn)送料，并且零件本身較大，為了避免零件與導(dǎo)柱間發(fā)生干涉，選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。其中凹模周界為250*250，大于凹模本身的尺寸。根據(jù)實(shí)際情況，取上模座25025040，材料HT200；下模座25025050，材料HT200。模架閉合高度：195240mm。外形尺寸：315335下模座各尺寸示意圖如下：圖5-2 DJDZ-01下模座示意圖5.2.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)滑動(dòng)導(dǎo)柱和導(dǎo)套都是圓柱形。其加工方便，容易裝配，是

39、模具行業(yè)應(yīng)用最廣的導(dǎo)向裝置。所以在此選擇滑動(dòng)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式。其導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用H7/h6配合。導(dǎo)柱的直徑一般在1060mm之間，總長在90320mm。按標(biāo)準(zhǔn)選用時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面距離不小于1025mm，在此取12.5mm。而下模座底面與導(dǎo)柱面的距離s不小于5mm。在此取5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合，導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配合。導(dǎo)套的長度須保證在沖壓開始時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。取導(dǎo)柱：B32h619050 GB/T 2861.2；取導(dǎo)套：A3210038 GB/T 2861.6。5.2.3 凸、凹模固定板的設(shè)計(jì)固定板用于凹模工作零件的固定。在此凹模

40、固定板取LBH=16012528mm JB/T 7643.2-1994，材料選用Q235鋼。凹模固定板與凹模為過盈配合（H7/n6或H7/P6）,壓裝后將凹模端面與凹模定位座一起磨平。5.2.4 墊板的確定墊板的作用是直接承受模具的壓力，以防止模座被凹模壓陷而影響凹模的正常工作。是否需要墊板，可按實(shí)際生產(chǎn)的需要。 如果凹模端面對(duì)型心固定板的單位面積壓力大于型心固定板材料的許用壓應(yīng)力，就需要在型心固定板底部支承面上加一塊墊板。反之則不需要。查于冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造付宏生主編P113由于實(shí)際生產(chǎn)中，模具的沖齒力較大，從安全生產(chǎn)的角度考慮，需要加一塊厚度大于2mm的墊板。故選擇墊板LBH=1

41、601258mm JB/T 7653-1994。5.1.5 模柄的確定模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機(jī)的滑塊上。本次設(shè)計(jì)將采用帶臺(tái)階的壓入式模柄。它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度。選取標(biāo)準(zhǔn)的壓入式模柄：A32 JB/T 7646.1，材料Q235-AF。6 小結(jié)6.1模具裝配和試沖試模是根據(jù)塑料制品設(shè)計(jì)制造的模具在相應(yīng)的沖壓機(jī)實(shí)際沖壓檢驗(yàn)的過程。它是模具制造過程中必不可少的一道重要工序。通過試模要達(dá)到三個(gè)目的： 1.驗(yàn)證模具所提供的制品能否達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，檢驗(yàn)?zāi)＞叩纳a(chǎn)實(shí)用性；2.找出模具自身仍存在的問題并予以修正，使模具得以進(jìn)一步完善；3.尋求模具投入正常生產(chǎn)的最佳工藝參數(shù)。試模為模具最終驗(yàn)收提供了最重要的依據(jù)。試模過程主要包括兩個(gè)方面。6.1.1 試模的注意事項(xiàng)1.試沖件的材料性質(zhì)，種類，厚度應(yīng)符合圖樣上的要求。2.試沖件的材料寬度應(yīng)符合加工工藝的要求。3.試沖件的材料再長度方向上要平直。4.試沖前，對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)套及各滑動(dòng)部位要加潤滑油。試沖過程中，應(yīng)注意觀察各滑動(dòng)部件是否靈活，無障礙。5磨銳凸凹模的刃口6試沖時(shí)，至少連續(xù)沖出100至150個(gè)合格的沖壓件，才能