电机炭刷架冷冲压模具设计Word格式.docx
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落料和冲孔都属于冲裁模。
冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。
冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模。
简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。
简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；
级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。
在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位冲出完整的工件。
由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因此说制造成本高。
复合模是指在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。
复合模同连续模一样，也是在简单模的基础上发展的一种较先进的模具。
与连续模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。
复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件。
电机的炭刷架的材料是冷轧钢板，适用于冷冲压加工。
如何去安排合理的加工工艺，确保生产的效率最高，同时也能满足零件的加工要求。
这是整个设计的重点。
在该零件的加工中，包括了冲孔，落料，以及弯曲等冷冲加工。
冲孔属于冲裁加工的一种。
冲裁模的结构比较简单，冲裁过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。
其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏，一般的，断面分为四个特征区，即圆角带，光亮带，断裂带，和毛刺。
我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布。
冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的确定。
在设计电机炭刷架的冲孔和落料加工时，须首先确定其力学性能，然后设计主要零件，完成结构草图，最后完成装配图。
弯曲是将金属材料完成一定的角度、曲率和形状的冲压工艺方法。
通常弯曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。
弯曲有回弹的现象，因此回弹会降低弯曲件的精度，是在弯曲加工中不易解决的问题，因此在设计的时候必须考虑这个问题，例如可以考虑通过利用回弹规律补偿回弹，改变弯曲变形区应力状态校正回弹等。
在了解了弯曲加工的特点及工艺参数后，安排了炭刷架的合理的工序，熟悉各种模具结构。
进而完成零件设计和结构设计，绘制零件工作图。
在冲压模的设计过程中，还必须考虑到模具的成本，因此在进行选材，结构设计时，必须尽量不去设计形状复杂的结构，同时采用镶嵌式代替整体式的结构。
针对模具的定位要求高的特点，在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。
总的一句话，必须在有高的模具寿命和满足加工精度要求的基础上，尽量降低模具材料的成本，简化模具的结构，这样才能有利于这个行业在我国的发
1确定件的工序方案
根据工件的形状.材料.厚度及实际加工的需要,生产工件的工序过程如下:
1.从板料上冲出落料件（该落料件即为弯曲体的展开图的外轮廓形体。
根据弯曲体的展开尺寸,设计出冲模,将所需工件冲下。
所冲工件如图所示：
2．第一次冲孔，冲五个间距要求不太高的圆孔。
（这五个圆孔如上图所示的五处分布）。
3．第二次冲孔，冲方孔。
4．第一次弯曲，选弯曲复杂部分，即如上图所示的a.b部分。
5．第二次弯曲，弯曲两边，即U形弯曲。
弯折线如上图中虚线所示。
6．第三次弯曲，弯曲中间，弯折线如上图红线所示。
７.第三次冲孔，此乃最后一道工序，因为此两孔间距要求较高，如果放在其它工序中冲，则可能影响定位要求，故最后工序冲此两孔比较合适。
2弯曲件的展开尺寸
此处删减NNNNNNNNNNNNNNNN字
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3.10.2压力机的各参数选择如下
发生公称压力时滑块离下死点距离为SP=8mm,滑块行程
（Ｐ
）
a.固定行程S=120mm
b.调节行程Smax=120mm
Smin=12mm
最大闭合高度H=360mm
闭合高度调节量ΔH=90mm
工作台尺寸左右L=710mm
前后B=480mm
立柱间距A=340mm
3.11导向零件
由模具架中的上下模座上的导柱孔知，两侧的导柱为形状相同而尺寸不同、分别为Φ32、Φ35mm。
选用不同的尺寸，目的是为了防止安装时装反，不至于损坏模具，起到安全保护模具的作用。
3.12落料模的说明
本落料模具是一套用侧刃定距的导柱导向的落料模。
侧刃断面的长度等于送料步距。
在压力机的每次行程中，侧刃在条料的边缘冲下一块长度等于送料步距的料边。
用侧刃定距，其应用不受冲裁结构限制，并且操作方便安全，送料速度高，便于实现自动化。
适用于大批量生产。
凹模直接固定在模架上，凹模内所积压的料最多为两件。
所落料和侧刃冲裁的废料烟凸凹模和下模座的出料口落下。
工作原理：
第一步落下一个料；
第二步落下两个料，以后每步是落两个料。
4冲孔模的设计
4.1冲裁件的工艺性
本工件所冲孔的直径为3mm。
根据有关标准d>
t，Φ3mm大于允许的最小冲孔直径，所以能够用冲孔模冲孔。
4.1.1冲裁体的尺寸精度和断面粗糙度
a.精度IT10级。
（依据［9］第三章第一节）
b.表面（即断面）的粗糙度
∵材料为厚度t=2mm
∴冲裁件断面的粗糙度为6.3um。
表４－１
材料厚（mm）
≤１
＞１～２
２～３
＞３～４
＞４～５
粗糙度Ra（um）
３.２
６.３
１２.５
２５
５０
4.2冲裁间隙
由于材料为08钢，料厚t=2mm,因此查《冷冲模设计》表3-3知：
Zmax=0.360mm
Zmin=0.246mm
由于模具使用过程中会使间隙增大，所以在设计与制造模具时要选用最小合理间隙即Zmin=0.246mm。
4.3凸凹模工作部分尺寸与公差
4.3.1冲孔凸、凹模尺寸计算的原则
a.冲孔时的尺寸由凸模决定，因此应该以冲孔凸模为设计基准。
b.凸模尺寸做得趋向于冲孔件的最大极限尺寸。
c.凸、凹模的合理间隙对于冲孔件凸模是设计基准，间隙应由增大凹模尺寸取得。
4.3.2用配合加工法的尺寸计算
由［1］第44页可知，这里x取0.75。
由《冷冲模设计》表3-6查得凸、凹模的制造偏差:
δ凸=—0.020
δ凹=+0.020
∵︱δ凸︱+︱δ凹︱=0.04mm<
Zmax-Zmin=0.114mm
∴能满足分别加工时︱δ凸︱+︱δ凹︱≤Zmax-Zmin的要求
∴d1凸=（d1min+xΔ）
=（3.1+0.75×
0.08）
=3.16
d2凸=（d2min+xΔ）
=（3+0.75×
0.08）
=3.06
d1凹=（d1凸+Zmin）
=（3.16+0.246）
=3.406
d2凹=（d2凸+Zmin）
=（3.06+0.246）
=3.306
4.4冲裁工艺力的确定
4.4.1冲裁力
F=1.3τLt
L为冲孔件的周长
L=5πd=5×
3.14×
3=47.123（mm）
∴冲裁力F冲=1.3×
300×
47.123×
2=36755.55（N）
4.4.2卸料力
F卸=K卸F冲
查表３－１
得K卸为0.55
∴F卸=0.05×
36755.55=18377.775（N）
4.4.3推件力
F推=n推K推F冲
得K推为0.055
∴F推=n推K推F冲
=2×
0.055×
36755.55=4043.11（N）
4.5冲模的压力中心的确定
由于各个圆孔的压力中心在各自的圆心,所以总压力中心通过几何作图法即为该规则图形的几何中心。
每三个圆心组成一个三角形，找出其重心，这样可以找出三个重心，再由这三个重心组成一个三角形，最后一个重心即为总的压力中心
4.6凹模设计
4.6.1凹模孔口形式
整个凹模采用嵌入式，整个凹模可由标准查得，其标准为GB2863.4-81。
4.6.2工件的长度
凹模固定板的长度L选用125mm,宽度B为80mm,凹模嵌入到固定板中。
4.7凸模设计
4.7.1因为凸模为标准圆形凸模,所以可以由GB2863.1-81、GB2863.2-81、GB2863.3-81查得。
4.7.2凸模长度
凸模长度L=l1+l2+l3+l
其中:
L为凸模总长
l1为凸模固定板厚度;
l2为卸料板厚度;
l3为导尺厚度;
l为附加长度,一般取15～20mm。
由设计可知：
l1=20mm;
l2=10mm;
l3=3mm;
l取15mm
∴L=20+10+3+15=48（mm）
4.8凸模与凹模的固定
4.8.1凸模的固定
凸模为圆形,形状比较简单,所以选用固定板固定凸模。
4.8.2凹模的固定
凹模使用固定板固定,凹模与固定板采用过渡配合H7/m6。
4.9定位装置
采用定位板定位，定位板中间孔部分与工件外形相同，尺寸（基本）一样，使得定位比较精确，提高了冲孔的质量。
4.10卸料装置
为了在冲压开始时起到压料作用，冲压结束后起到卸料作用，所以选择弹压卸料装置。
4.10.1弹压卸料板的设计
（1）弹压卸料板的结构如落料模中图所示。
（2）弹压卸料板的有关尺寸
a.弹压卸料板的厚度
由［10］查得，卸料板厚度H=10mm。
b.卸料板孔与凸模的单板间隙Z/2为0.15mm。
c.卸料板导向孔的高度h=3～5mm;
d.卸料板底面高出凸模底面的尺寸K=0.2～0.8mm;
e.卸料螺钉孔直径d1处的L最小植为：
因为模座材料为钢，Lmin=0.75d;
4.10.2卸料螺钉的结构形式
采用标准卸料螺钉结构。
凸模刃磨后须在卸料螺钉头下家垫圈调节。
4.10.3卸料板弹簧安装方法与有关尺寸
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