江苏农林职业技术学院毕业论文（设计）
各种方案的优缺点，最后选出一种最佳方案。在分析比较方案时，应考虑制件精度、批量、工厂条件、模具加工水平及工人操作水平等方面的因素，有时还需必要的工艺计算。
3.1 冲裁工艺方案
（1）采用单一工序的冲压方法。即采用三副模具，第一副落Φ35㎜外圆；第二副以Φ35㎜的外圆定位，冲Φ12㎜孔和定向槽口；第三副以Φ12㎜孔定位，冲12个槽口，如图3所示。
图3 单一工序
（2）采用复合工序的冲压方法：即冲Φ12㎜孔、落Φ35㎜外圆和12个槽口在同一副模具同一工位的一次冲压行程中完成，如图4所示。
图4 复合工序
（3）采用级进工序的冲压方法：即冲Φ12㎜的孔→冲12个槽口→第一片冲三个切口槽孔→落Φ35㎜外圆同时冲三个切口（除第一片以外自动叠装），如图5所示。
图5 级进工序
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王欢：电机转子铁芯级进模具设计
3.2 冲裁工艺方案分析
（1）第一种方案的优点是模具设计、制造简单、周期短，模具结构简单，模具成本低。但不能采用切口自动叠装的结构，需采用增加定向槽口的结构，冲裁完成后由人工叠装转子，且整个冲裁过程需采用三副模具，因此生产效率低，不能满足电机转子大批量生产的需要
（2）第二种方案的优点是冲压的生产率较高，且制件的平整度较高。但模具结构较第一种方案复杂，设计制造周期较长，模具成本较高。与第一种方案相同，不能采用切口自动叠装的结构，需采用增加定向槽口的结构，冲裁完成后由人工叠装转子。
（3）第三种方案的优点是冲压生产和转子叠装过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高，能满足电机转子大批量生产的需要。
综上分析，从制件结构看，根据电机转子叠装方法的不同，其在结构上分别采用定向槽口和叠装切口（叠装凸泡）。第一种方案因所采用的模具多，制件质量难以保证，且生产率不能满足生产纲领要求。第二种方案则应将切口该成一个定向槽口。第三种方案则制件利用切口进行模内转子自动叠装，生产率较前两种方案高，生产成本相对较低。该零件采用级进冲裁工艺方案。
3.3 级进模具方案研究
级进模具可分为以下几种典型结构： 1.固定挡料销和导正销定距的级进模
模具的工作零件包括冲孔凸模、冲槽口凸模、冲切口凸模和落料凹模。定位零件包括导料板、使用挡料销、固定挡料销和导正销。使用挡料销用于条料首次送进时的定位，使用时用手压出挡料销。条料定位后，在弹簧的作用下挡料销自动退出。条料再送进一个步距时以固定挡料销粗定位，装在凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外轮廓的位置精度，侧刃只起切边的作用，如图6所示。
图6 挡料销定距级进模
2. 成型侧刃的级进模
侧刃的部分结构用于零件的成型。成型侧刃是特殊功能的凸模，它的作用不仅是切边，
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还用于零件两端凹形轮廓的成型。为了防止条料在冲压过程中翘曲，采用两个侧刃对面排列，如图7所示。
图7 成型侧刃级进模
3. 侧刃和导正销定距的级进模
它以侧刃代替了使用挡料销和固定挡料销控制条料送进距离。侧刃是特殊功能的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于步距的边料。由于沿送料方向上，在侧刃前后，导料板间距不同，前宽后窄形成一个凸肩，所以条料上只有切去料边的部分方能通过，通过的距离即等于步距；用装在凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外轮廓的位置精度，如图8所示。
图8 侧刃和导正销定距级进模
第一种结构的优点是挡料销保证了条料送进时有准确的送进距，定位较精确，制造简单，使用方便。但用于厚度较大的冲压材料。
第二种结构的优点是切边模结构简单易于制造。但侧刃结构复杂，且侧刃容易磨损。 第三种结构的优点是模具结构较第一种定位准确可靠，生产效率高，结构简单且容易保证凹模和凸模固定板的强度，制造成本较低。
考虑零件的尺寸精度要求较高及材料厚度较薄，为了便于操作，宜采用导料板导向，侧刃定距的定位方式。考虑到该零件工位较少，为了减小料头和料尾的材料消耗，采用侧刃布置方式。采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
4 确定模具总体结构方案
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在冲裁工艺方案确定以后，根据冲件的形状特点、精度要求、生产批量、模具制造条件、操作与安全要求，以及利用现有设备的可能，确定每道冲裁工序所用冲模的总体结构方案。确定模具总体结构方案，就是对模具作出通盘的考虑和总体结构上的安排，它既是模具零部件设计与选用的基础，又是绘制模具总装图的必要准备，因而也是模具设计的关键。
4.1 模具类型
考虑冲裁工艺方案中确定了冲裁工序性质、数量及组合方式，根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。与冲裁工艺方案相适应。
4.2 操作与定位方式
因为零件的生产是大批量的，因此生产中宜采用自动送料方式送料。考虑零件尺寸较小，精度要求较高，材料厚度较薄，采用级进冲裁模，为提高定距的可靠性，尽可能的降低模具复杂度及成本，宜采用导料板导向、侧刃和导正销配合的定位方式（见中国模具设计大典 第三卷 冲压模具设计 表19.6-2连续模工序件定位方式）。
4.3 卸料与出件方式
零件厚度较薄，尺寸较小，质量要求较高，且模具为级进模具，所以宜采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
4.4 模架类型及精度
零件生产批量大，厚度薄，精度要求高,且是级进模，因此采用I级精度的四导柱模架（见GB/T 2852.3-90）。
5 工艺与设计计算
5.1 排样
5.1.1 冲裁排样
排样是指制件在板料或条料上的布置方法。
冲裁件的排样与材料的利用率有密切关系，对零件的成本影响很大。为此，应设法在有限的材料面积上冲出最多数量的制件。由于拍样方法的不断改进，材料利用率足步提高。但仅仅考虑材料利用率的提高还不够，排样的好坏同时影响冲裁件的精度、生产效率的高低、模具寿命及经济效益等，还必须考虑生产操作的方便性和模具结构合理性等问题。
冲裁排样有两种分类方法：一是从废料的角度来分，可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。有废料排样时，工件与工件之间，工件与条料边缘之间都有搭边存在，冲裁件质量较容易保证，并具有保护模具的作用，但材料利用率低；少、无废料排样时，
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工件与工件之间，工件与条料边缘之间存在较少或没有搭边，材料的利用率高，但冲裁时由于凸模刃口受不均匀侧向力的作用，使模具易于遭到破坏。另一种是按制件在材料上的排列形式来分，可分为直排法、斜排法、直对排法、斜对排法和混合排法等多种形式。这种分类法在实际生产中应用较为广泛。其排样方法（见参考文献1中表2-7）。
由表2-7可确定排样形式。该零件结构对称，质量要求较高，材料厚度薄，尺寸较小。是采用多工位级进模来加工的，它的冲裁工序为：冲孔—落料，因而它的排样采用有废料直排式，排样如图9所示。
图9 电机转子级进模排样图
5.1.2 搭边值的确定
搭边值是指冲裁时制件与制件之间、制件与条(板)料边缘之间的余料。搭边虽然是废料，但在冲压工艺上起着很大的作用。搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；能够保持条料具有一定的刚性，便于送料；能够起到保护模具的作用，以免模具过早的磨损而报废。
搭边值的大小取决于制件的形状、材质、料厚及板料的下料方法。搭边值大小影响材料利用率。如表2～5所示，一般由经验确定。
表2 b、y值（㎜）
材料厚度t/mm <1.5 1.5～2.5 2.5～3.0 b 金属材料 非金属材料 1.0～1.5 1.5～2.0 2.0 3.0 2.5 4.0 表3 导料板与条料之间的最小间隙C min(㎜) 材料厚度t/mm ～1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 1～2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 2～3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 3～5 0.6 0.6 0.7 0.7 0.8 y 0.10 0.15 0.20 材料宽度 B/㎜ ≤50 50～100 100～150 150～220 220～300 10