【正文】 或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù)，模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá)IT16～17級；我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點成形設(shè)備，解決了多點壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實現(xiàn)無回彈成形。精密、高效的多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。我國已能自行設(shè)計制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá)2～5微米，進(jìn)距精度2～3微米，總壽命達(dá)1億次。在沖模的設(shè)計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。大批量生產(chǎn)和小批量多品種生產(chǎn)對模具的要求雖然有所不同，但就其對模具的依賴性來說，則是大同小異。這同樣會給模具帶來強(qiáng)勁的需求。鑒于此，國內(nèi)行家都稱“現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰亡工業(yè)”。從1988年模具的產(chǎn)值約30億元發(fā)展到1993年的約110億元，再發(fā)展到1997年的200億元左右，基本上是以每年10％20％ 的速度遞增，沒有大起大落。但隨著模具專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)的不斷開拓，進(jìn)入社會作為商品流通的模具比例逐年提高，使市場銷售結(jié)構(gòu)也發(fā)生了相應(yīng)變化。長期偏低的模具價格不利于我國模具工業(yè)的發(fā)展。其中，大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具上升得快一些，一般中、低檔模具產(chǎn)品價格上升得慢一些模具市場共有l(wèi)0大類46小類，其中有些產(chǎn)品如粉末冶金模具等，基本上自產(chǎn)自配，市場上作為商品流通的很少。鑄造模具中，只有沖壓模商品化程度較高。就模具產(chǎn)品市場的總體來看，其分布大致與工業(yè)分布相匹配。浙江省的模具外供量大，是模具標(biāo)準(zhǔn)件及模具材料相對集中的一個市場。 （1）沖壓模具 沖壓模具是10大類模具中使用數(shù)量最大的一種，分布極為廣泛。沖壓模具中精度最高的當(dāng)數(shù)多工位級進(jìn)模，這類模具的制造廠家不多，但都具有精良的設(shè)備。哈爾濱哈飛模夾具制造廠、南京躍進(jìn)汽車集團(tuán)公司工具公司、山西沖壓廠、華北模具廠和河北興林集團(tuán)等汽車覆蓋件的年銷售額均己超過1000萬元，有一定的市場占有率。以省市來說，廣東和浙江等省的塑料模具年銷量都在10億元以上。 （4）沖壓模具隨著汽車、摩托車的發(fā)展，沖壓模近幾年發(fā)展較快。廣東的聯(lián)盟五金塑料模具廠擁有50000m178。 本課題研究的意義沖壓模具設(shè)計是否正確合理、先進(jìn)和適用, 對于沖壓生產(chǎn)中沖壓件合格率的高低, 作業(yè)循環(huán)的快慢, 模具的制造難易程度及模具的使用壽命等都具有重要的影響。這也正是符合當(dāng)前研究的熱點和市場的需求。第2章 工藝分析電動機(jī)定子鐵芯是電機(jī)磁路的重要組成部分，它和轉(zhuǎn)子鐵芯、定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙一起組成電機(jī)的磁路，鐵芯制造工藝對電機(jī)的運行性能影響很大。本設(shè)計分析的是沖片制造部分，以下是電動機(jī)定子鐵芯沖片的簡圖，如圖21。沖壓模在沖壓生產(chǎn)過程中所起的重要作用是：決定沖壓件的形狀和尺寸精度；模具成型表面的質(zhì)量既影響沖壓件質(zhì)量，又影響涂料噴涂周期，更影響取出件的難易程度。更重要的是模具設(shè)計并制造好以后，可以再修改的程度就不大了，上述的作用與沖壓件質(zhì)量的關(guān)系也就相對地固定了，這就是模具的設(shè)計和制造一定要建立在與沖壓工藝要求相適應(yīng)的基礎(chǔ)上的緣故。其中，沖壓模的設(shè)計，實質(zhì)上是對生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種因數(shù)的預(yù)計的綜合反映。沖壓模設(shè)計的基本要求：（1）所產(chǎn)生的沖壓件，應(yīng)符合沖壓零件圖上所規(guī)定的形狀尺寸以及各項技術(shù)要求，特別是要設(shè)法保證高精度和高質(zhì)量部位達(dá)到要求，要盡量減少機(jī)械加工部位和加工余量。（3）在保證沖壓件質(zhì)量和安全生產(chǎn)的前提下，應(yīng)采用合理先進(jìn)簡單的結(jié)構(gòu)，減少操作程序，使動作準(zhǔn)確可靠，構(gòu)件剛性良好，易損件拆卸方便，便于維修，并有利于延長模具工作壽命。選材適當(dāng)，配合精度選用合理，達(dá)到各項技術(shù)要求。準(zhǔn)確選定安裝尺寸，使模具與沖壓機(jī)的連接與安裝既方便又準(zhǔn)確可靠。沖壓模的總體設(shè)計應(yīng)包括以下的主要內(nèi)容：沖壓模具設(shè)計時首先要根據(jù)沖制零件的生產(chǎn)批量，考慮采用單沖還是復(fù)沖。正確的考慮這一因素可以降低生產(chǎn)成本。這是設(shè)計過程中的主要階段。在確定了沖模的形式后，就可以對沖模作具體的設(shè)計。（2）結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，容易修磨，容易拆裝。（4）沖模的安裝尺寸應(yīng)該符合沖床的規(guī)格，及沖模的閉合高度和沖床的閉合高度想適應(yīng)；沖模相應(yīng)尺寸與沖床臺面尺寸、臺面孔尺寸，模柄孔尺寸相適應(yīng)。（6）沖模中的主要零件如上、下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套、模柄、導(dǎo)正釘?shù)?，可根?jù)《常用冷沖模具零件標(biāo)準(zhǔn)》選用。表21 模具制造公差配合零部件配合名稱采用配合表面粗糙度Ra(um)模柄外徑與沖床滑塊內(nèi)孔H7/d11模柄凸緣直徑與模座模柄安裝孔內(nèi)徑H7/n6熱套圈外徑與換座上口內(nèi)徑H7/K6熱套圈內(nèi)徑與凸凹模外徑U8/h7凹模外徑與模座止口內(nèi)徑H7/js6導(dǎo)套外徑與模座導(dǎo)套孔內(nèi)徑H7/r6,s6導(dǎo)柱外徑與導(dǎo)套內(nèi)徑H6/h5,H7/h6銷釘孔與銷釘H7/n確定沖壓模總體設(shè)計方案，應(yīng)考慮如下幾點： （1）沖壓件成型可靠，質(zhì)量能滿足產(chǎn)品的各項技術(shù)要求。（3）制造成本低、省工、省料。沖壓模由凹模和凸模組成,其結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括以下方面:工作零件設(shè)計；定位零件設(shè)計；卸料零件的設(shè)計；導(dǎo)向零件的設(shè)計；裝配零件的設(shè)計。在感應(yīng)電機(jī)中，定子鐵芯中的磁通是交變的，因而產(chǎn)生鐵芯損耗。磁滯損耗是由于鐵芯在交變磁化時磁分子取向不斷發(fā)生變化引起的能量損耗。為了減少鐵芯損耗，交流電機(jī)的定子鐵芯需用電阻系數(shù)大，磁滯回線面積小的薄板材料，經(jīng)沖制和絕緣處理后疊壓而成。但是，硅鋼片中含硅量越大，電阻系數(shù)越大，使材料變脆，硬度增加，給沖裁和剪切工藝帶來了困難。不同牌號和規(guī)格的硅鋼片，機(jī)械性能是不同的。隨著含硅量的增加，硅鋼片的硬度也增加，而且變脆，容易磨鈍沖模的刃口，沖件的沖斷面不光滑，甚至在沖剪處產(chǎn)生裂紋。所以，該電動機(jī)定子鐵芯的材料選為電工硅鋼片D23，具有良好的沖裁性能和電磁性能。退火處理的主要目的，是改善硅鋼片的電磁性能，并降低其抗剪強(qiáng)度。 沖裁工藝方案的確定常見的模具形式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模三種。單沖的優(yōu)點是單式?jīng)_模結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，通用性號；生產(chǎn)準(zhǔn)備工作簡單；要求沖床的噸位小。復(fù)沖，是每次沖出幾個連續(xù)的輪廓線。缺點是復(fù)式?jīng)_模制造工藝比較復(fù)雜，工時多，并要求噸位大的沖床。進(jìn)級沖的優(yōu)點是勞動生產(chǎn)率較高，缺點是進(jìn)級式?jīng)_模制造比較困難。根據(jù)以下表格選取模具形式，單工序模、級進(jìn)模和復(fù)合模的比較見表22，沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式見表23。所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程內(nèi)，完成兩道以上的沖壓工序。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點（1）制件精度高。因而不存在累積定位誤差。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料。（3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。第3章 工藝參數(shù)的計算 沖壓力的計算計算沖壓力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖壓力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力P一般可以按下式計算。經(jīng)過計算和查表，得出： 卸料力的計算為退下緊箍在凸模上的廢料（或制件）所需的力，叫卸料力。合理地確定卸料力可使模具結(jié)構(gòu)湊和保證沖裁生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。材料抗拉強(qiáng)度高、厚度大、搭邊大、都將使卸料力增大；沖裁間隙增大，卸料力趨向減少，當(dāng)達(dá)17%時，卸料力最小，當(dāng)再增加時，則卸料力又將回升。用機(jī)油潤滑，因粘性大，卸料力反不比滑潤大，用冷卻劑潤滑，卸料力可降低15~30%，因它即可防止材料粘附于凸模，又起滑潤作用。生產(chǎn)上常以經(jīng)驗公式（32）來估算卸料力： （32）式中 ——沖裁力 （N）； ——卸料力系數(shù)，見表（32）。除了搭邊寬度外，其它影響卸料力的各種因素也都影響推件力，推件力常按式（33）估算： （33）式中 ——沖裁力（N）；——長在凹模洞口內(nèi)制件（或廢料）數(shù)，；——凹模圓柱形洞口高度（）；——材料厚度（）；——推件力系數(shù)，見表（31）。本模具采用下出料方式，此方式的總壓力計算公式（34）如下： （34） 把上面所求得的數(shù)據(jù)代入公式計算，得： 壓力中心的計算模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。模具的壓力中心，可按以下原則來確定：（1）對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。（3）各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。因為該零件是中心對稱圖形，所以其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心O點，如圖31所示。理想的間隙應(yīng)該是板料沖裁斷裂時,凸凹模刃口邊所產(chǎn)生的裂紋在一條直線上,否則沖片邊緣將出現(xiàn)不允許的毛刺,使得刃口粘結(jié)嚴(yán)重,磨損加快,進(jìn)而影響模具的壽命。隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。間隙對卸料力推料力的影響比較顯著。但間隙繼續(xù)增大，因為毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力迅速增大。 的硅鋼片, ～0. 08mm （見表32）,約為材料厚度的8 %～14 %。但由于間隙偏小,使得凸模與被沖的孔之間、凹模與落料之間的摩擦嚴(yán)重,造成凸模和凹模側(cè)壁產(chǎn)生粘結(jié),卸料力增大,影響沖片斷面的質(zhì)量,刃口容易變鈍,沖片易出毛刺,且毛刺增長過快,甚至發(fā)生凹模脹裂現(xiàn)象,致使模具壽命下降。表32 落料、沖孔模刃口始用間隙 （單位mm）厚度硅鋼片ZminZmax 為提高沖片質(zhì)量,延長模具壽命,根據(jù)國內(nèi)外資料信息,在實踐中對模具間隙做了試驗摸索,證明放大間隙是非常有效的。采用這個間隙,可以獲得如下效果:（1）提高了沖片質(zhì)量。（2） 沖片表面平整度大大改善,特別是相鄰孔之間。（4）延長了模具壽命。實踐證明,合理地放大間隙,可使沖裁質(zhì)量得到有效的保證,且模具壽命能提高2～3倍。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。 （2）在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則： （1）落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔尺寸由凸模尺寸決定。 （2）在沖模使用過程中，沖模模刃受到磨損。這樣，沖孔件的孔就逐漸縮小，落料件的外形尺寸就逐漸增大。（3）板料在沖裁后，材料內(nèi)部金屬顆粒由于強(qiáng)大的突然消失而有彈性回彈現(xiàn)象，這樣就使落料件尺寸比凹模尺寸大一些，沖孔件孔的尺寸比凸模尺寸小一些。沖孔時，凸模尺寸要比孔的最大極限尺寸再大一些。模具公差通常這樣考慮：沖孔時，凸模尺寸按孔的最大極限尺寸確定，其公差為孔的公差的25～30%，取負(fù)號；落料時，凹模尺寸按落料的最小極限尺寸確定，其公差為工件公差的25～30%，取正號；上述考慮的根據(jù)是：沖模的精度等級必須比工件的精度等級高，隨著工件精度等級的降低，沖模的精度等級也可以降低。已知，從定子沖片零件圖可以得到，槽形尺寸公差按GB1801—79的H10,槽口寬度尺寸公差按GB1801—79的H12，扣片槽形尺寸公差按GB1801—79的H11，槽形尺寸如圖32所示。以上各式中的制造公差值，系根據(jù)產(chǎn)品公差由沖模制造公差查得，見表33。圖33 槽孔分布的直徑公差定子沖片復(fù)式?jīng)_模按公式（35）和公式（36）計算： （35） （36）式中 ——定子沖片內(nèi)徑基本尺寸； ——定子沖片槽底圓直徑基本尺寸；——沖模間隙； ——沖片基本尺寸的公差； ——為了使沖片落料時槽口能敞開而考慮的系數(shù)； ——沖片槽孔位置直徑制造偏差；——沖?；境叽?。 式中 為槽底直徑公差根據(jù)槽底直徑，由定轉(zhuǎn)子沖片槽孔分布位置的直徑制造偏差表可查得，沖片槽孔位置直徑制造偏差,還可知沖模間隙(Z)可不考慮。正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)比較：正裝式復(fù)合模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。由零件分析知：制件的精度要求較低，孔邊距較大，平直度較高為提高經(jīng)濟(jì)效益，適宜采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。 操作與定位方式的確定零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。定位