电机主极端板模具设计说明书完美版讲解.docx

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电机主极端板模具设计说明书完美版讲解

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一、零件工艺性分析·············································1

1.零件说明·················································1

2.材料分析·················································1

3.零件结构分析·············································2

4.冲裁工艺方案析···········································2

二、主要工艺参数设计···········································2

1.搭边数值确定··············································2

2.条料宽度··················································2

3.排样方式··················································3

三、压力中心计算················································4

1.冲裁力及相关压力计算·······································4

2.确定压力中心···············································4

四、模具刃口尺寸计算·············································5

1.落料凹凸模及冲孔凸模刃口尺寸及公差计算·····················6

五、冲裁模结构及零部件设计·······································6

1.总体结构设计················································6

2.主要零部件设计·············································7

3.其他零件设计···············································10

六、模具零件加工工艺·············································11

1.冲孔凸模加工工艺···········································11

七、模具零件图及装配图···········································11

一、冲裁零件的工艺分析

零件如下图所示：

1.零件图说明：

图所示为电机主机端板，材料为QBe2（铍青铜），料厚为1.5mm，生产批量为大批量，设计该零件的冲压工艺与模具。

2.材料分析：

QBe2（铍青铜）为含有少量镍的铍青铜，是力学.物理.化学终合性能良好的一种合金。

经淬火调质后，具有高的强度.硬度.弹性.耐磨性.疲劳极限和耐热性；QBe2铍铜产品特性：

高性能铜合金，经固溶及时效硬化处理，具有高硬度，高耐磨性，高抗爆性，高屈服极限与疲劳极限，耐腐性能佳，高导电率及优异的散热性能。

抗拉强度为660Mpa,抗剪强度为520Mpa易于加工，冷却效果优异。

综上所述，材料可以冲压制件。

3.零件结构分析

（1）零件结构：

Φ5mm的圆孔分布，两边为短边

（2）尺寸精度：

零件图上没有标注公差的尺寸属于自由尺寸，可按IT14级确定尺寸的公差。

经差公差表，各尺寸公差为：

R0.5+0.25mm、R2+0.25mm

（3）冲孔时，对于Φ5mm孔，可以采用无导向凸模冲孔，但为了安全采用有导向凸模冲孔。

4.冲裁工艺方案分析

方案一：

先落料，后冲孔，采用单工序模加工。

方案二：

落料和冲孔复合冲压，采用复合模加工。

方案三：

冲孔和落料级进冲压，采用级进模加工。

方案一模具结构简单，但模具成本高而生产效率低；方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且不方便操作；方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求；考虑到零件的孔比较多，大批量生产，所以采用复合模比较合适。

二、主要工艺参数设计

1.搭边数值确定

影响搭边的因素：

（1）材料的力学性能硬材料的搭边值可小一点；软材料、脆材料的搭边值要大一些。

（2）材料厚度材料越硬，搭边值越大。

（3）冲裁件的形状与尺寸零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。

（4）送料及挡料方式用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小些，用侧刃定距比用挡料定距搭边小一些。

（5）卸料方式弹性卸载比刚性卸载的搭边小一些

搭边值的确定：

搭边值根据书P24表2-8确定最小搭边值，更具零件形状，两工件按矩形取搭边值a=3.5,侧边按矩形取搭边值a1=4.5。

2.条料宽度

有侧压装置时条料宽度及导板距离

条料宽度；B=（b+2a1）-T0查表2-9T=0.5

B=40.22+2x4.5=49.220-0.5

导板间的距离：

B=b+2a1+CB=40.22+2X4.5+5=54.22

3.排样方式

根据搭边值及条料宽度，设计下面排样图样：

表

（1）排样及搭边条料宽度及材料利用率计算

项目分类

项目

公式

结果

备注

排样

冲裁件面积A0

CAD绘图计算

677mm2

条料宽度B

B=41+2x4.5式（2-18）

50mm

步距S

82mm

两个冲裁件

一个步距的材料利用率η

η=2*A0/B0*Lx100%

=2*677/50*82x100%

33%

三、压力中心计算

1.冲裁力及相关压力计算

计算冲裁力的目的在于合理的选用压力机和设计模具。

冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抵抗力。

它是随着凸模切入材料的深度而变化的，当材料达到了剪切强度时，便产生裂纹且材料相互分离，此时的冲裁力是最大值。

选择压力机就是按冲裁力最大力计算。

冲裁后，由于板料的弹性恢复，使零件（或废料）仍梗塞在凹模洞口内，需要把零件（或废料）从凹模洞口推出或顶出。

把从凹模洞口顺冲裁方向推出的力称推件力；把逆冲裁方向从凹模洞口顶出的力称顶件力。

表（3）冲裁力以及相关压力计算表

项目分类

项目

公式

结果

备注

冲压力

冲裁件周长L

CAD绘图计算

146mm

冲裁力F

F=L·t·σb

144540Mpa

σb=660Mpa

卸料力F卸

F卸=K1·F

14454Mpa

K1取0.1

推件力F推

F推=n·K2·F

5782Mpa

K2取0.04、n取1

顶件力F顶

F顶=K3·F

4336Mpa

K3取0.03

冲压工艺

总力F

F

=F+F卸+F推+F顶

169112Mpa

2.确定压力中心

模具压力中心是指冲压时各个冲压部分冲压力合力的作用点。

为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。

对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。

否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

冲模的压力中心，可按下述原则来确定：

（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

冲裁直线段时，其压力心位于直线段的中点。

（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。

（3）冲裁形状复杂的零件或多凸模的零件时，其压力中心可以通过解析计算法求出。

利用CAD绘图工具查询出质点的中心为（0,10.0424），即为压力中心。

四、模具刃口尺寸计算

1.落料凹凸模及冲孔凸模刃口尺寸及公差计算

在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。

结合该模具的特点，工作零件的形状相对复杂，可以采用线切割机床加工，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。

因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算过程见表

（2）

表

（2）凹凸模及冲孔凸模刃口尺寸及公差计算

尺寸分类

尺寸

计算公式

结果

备注

落料

凹模

磨损后变大的尺寸

Ad=（A-XT）0+TD

46.80+0.075

查表得冲裁模双面间隙Zmax=0.3，Zmin=0.18模按最小单边间隙配做。

查表得磨损系数X=0.75

24.40+0.05

0-0.14

67.90+0.035

47.50-0.1

47.40+0.025

磨损变小的尺寸

R44.20-0.1

Bd=（B+XT）0-Td

44.30-0.025

X=0.75

磨损不变的尺寸

5.5

Cd=C

=T/8

5.5

按IT14确定公差5.5

冲孔

Φ50+0.075

dp=（d+X·T）-Tp

Φ5.060-0.02

查表得X=0.75

孔心距

模具装配保证

圆角

R0.5、R2

修模时得到

五、冲裁模结构及零部件设计

1.总体结构设计

（1）模具类型设计

由冲压工艺分析可知，采用正装复合模，则模具类型为复合模。

（2）定位方式的选择

该模具采用的是条料，控制条料送进方向采用导料销，无测压装置，控制条料的送进步距采用挡料销定距。

（3）卸料，出件方式的选择

因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也较小，故采用弹性卸料。

又因为是复合模，故采用上出料。

2.主要零部件设计

（1）凹模外形尺寸的确定

凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。

凹模板高度H=K·b

b=41查表2-10取k=0.5，H=41*0.5=20.5，取26mm.

垂直于送料方向的凹模宽度B=b+（2.5~4.0）·H

B=41+2.5*18=86mm

送料方向的凹模长度A=L1+2l1查表2-11取l1=36

A=47+2*36=119取120mm

得出总体凹模尺寸：

120x86x26

结构如下图所示：

（2）冲孔凸模设计

因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式结构如图

凸模长度Lp的确定：

其中初定：

凸模固定板厚度

凹模厚度

则：

结构图如下图所示：

（3）凸凹模设计

凹凸模长度计算

卸料板h3=18mm

卸料橡皮h4=22mm

凹凸模固定板h5=18mm

L=18+22+18=58mm

结构图如下图所示：

、

（4）定位零件的设计

挡料销和导料销的设计

挡料销喝导料销内侧与条料接触，安装在卸料板上，尺寸为Φ6材料为45，热处理为43~48HRC。

（5）卸料板的设计，

a.卸料板周界尺寸为凹模的周界尺寸，厚度为12MM，卸料板采用Q235钢制造。

b.卸料螺钉的选用

卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12MM，卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。

卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸凹模端面1MM。

3.其他零件设计

先用冲床的公称压力应大于计算出的总压力

；最大闭合高度应大于冲