江苏农林职业技术学院毕业论文（设计）
△Φ33.2、△Φ30.2为0.062㎜； △Φ19、△Φ21为0.052㎜； △Φ12为0.027㎜； △Φ35为0.05㎜。 尺寸偏差均取Δ/4。
切废料部分视为冲孔，则凹模尺寸计算如下： Φ35-0.05 Ad=（35-130.05） 0
-0.007 0
+0.013
=34.95 0
0
+0.013
㎜
0 0
Φ12-0.034 Ap=（11.993＋130.027）-0.007=12.02-0.007㎜ Φ33.2 Ap=（33.2＋130.062）-0.016=33.262-0.016㎜ 2 Ap=（2＋130.025）-0.006=2.025-0.006㎜ R1.5 Ap=（1.5＋130.025）-0.006=1.525-0.006㎜ R1 Ap=（1＋130.025）-0.006=1.025-0.006㎜ 3
Ap=（3＋130.025）-0.006=3.025-0.006㎜
0
0
+0.013 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.5 Ap=（0.5＋130.025）-0.006=0.525-0.006㎜ Φ19 Bp=（19-130.052） 0
=18.948 0=1.575 0
+0.013 +0.006
㎜ ㎜
1.6 Bp=（1.6-130.025） 0
+0.006
0.1 Cd=（0.1＋0.530.025）±0.12530.025=0.113±0.003㎜ Φ21 Cd=（21＋0.530.052）±0.12530.052=21.026±0.007㎜ Φ30.2 Cd=（30.2＋0.530.062）±0.12530.062=30.231±0.008㎜
电机转子对冲裁断面质量要求较高，一般为Ⅲ型断面，由表8可查得Z=(14﹪～18﹪)t,即Z=0.049～0.063mm。无特别说明都是指双边间隙，取0.056㎜。
表8 各种类型断面的双面间隙Z（t%）
材料 低碳钢 中碳钢 高碳钢 不锈钢 铝 硬铝 Ⅰ型断面 最大40 最大44 最大48 最大44 最大32 最大38 Ⅱ型断面 22～24 24～30 32～36 24～26 14～18 23～26 Ⅲ型断面 14～18 20～24 26～30 16～20 10～14 16～18 Ⅳ型断面 8～12 14～18 20～24 5～9 3～7 9～11 Ⅴ型断面 1～3 2～5 4～9 1～3 0.5～1.5 0.5～1.5 6 冲裁模具主要部件和零件的设计与选用
6.1 工作零件结构设计
6.1.1 凸模的结构设计
16
王欢：电机转子铁芯级进模具设计
（1）凸模结构形式
凸模按其工作断面的形式可分为圆形和非圆形凸模，它主要是根据制件的形状和尺寸而定。
中、小型凸模常采用整体式结构，大型凸模可采用镶拼式结构，其常见的凸模结构形式（见中国模具设计大典 第三卷 冲压模具设计 表20.1-7）。 根据表20.1-7可选取凸模的结构：
落料凸模刃口部分为圆形，结构简单，设计成阶梯形结构，并将安装部分设计为台阶圆部分，通过台阶方式与固定板固定。凸模的结构尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的刃口尺寸由落料凹模刃口尺寸及凸凹模间隙配作保证。
冲孔凸模的刃口部分为非圆形，为了便于凸模和固定板的加工，设计成凸模沿轴线方向横断面尺寸相同的形状结构。中部铣出槽用卡环固定。
中间孔凸模与切口槽孔凸模为非圆形，但结构简单对称，凸模设计成沿轴线方向横断面尺寸相同的形结构，中部铣出槽用卡环固定。 （2）凸模长度尺寸的确定
凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。一般情况下，在满足使用要求的前提下，凸模越短，其强度越高，材料越省。
采用弹压卸料板的冲裁模凸模长度为：
L=h1＋h2＋t＋h =25＋25＋0.35＋19.65 =70㎜
式中 h1──凸模固定板厚度； h2──卸料板厚度； t──材料厚度；
h──附加长度。包括凸模修磨量、凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸
料板间的安全距离，一般为(15～20)㎜。
（3）凸模技术要求
凸模刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。因此应有高的硬度与适当的韧性。根据制件的形状较复杂且是大批量生产的特点，确定模具材料应选CrWMn，HRC取58～60。
（4）凸模强度的校核
在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无需校核。但对于特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚的情况，则必须对凸模进行承载能力和抗失稳弯曲能力的校核，检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足长度要求。
分析制件可知切口槽孔凸模的截面尺寸较小，需校核。
17
江苏农林职业技术学院毕业论文（设计）
①凸模承载能力校核：凸模最小断面承受的压应力σ必须小于凸模材料强度允许的压力[σ]，即
σ=F/Amin≤[σ] 式中 F──冲裁力（N）；
Amin──凸模最小断面面积（㎜2）。 对于非圆凸模： Amin≥F/[σ] 由于切口槽孔凸模的断面为非圆形，即：
Amin≥F/[σ]
2.79＞（0.3537.59230）/230=610.995/230=2.66
经校核，切口槽孔凸模的承载能力满足要求。
②凸模抗失稳弯曲能力校核：凸模冲裁时稳定性校核采用杆件受轴向压力的欧拉公式。根据模具结构的特点，凸模属于有导向装置非圆形类，即
Lmax≤1200(I/F)1/2
70＜12003(7.78/610.995)1/2=135.41 式中 I ──凸模的最小横截面的惯性矩（㎜4）； F ──冲裁力（N）。
经校核，切口槽孔凸模的抗失稳弯曲能力满足要求。 （5）各凸模的二维图、三维图如图11～14所示：
图11 落料凸模
图12 冲孔凸模
18
王欢：电机转子铁芯级进模具设计
图13 中间孔凸模
图14 切口槽孔凸模
6.1.2 凹模的结构设计 （1）凹模刃口形式
冲裁凹模孔口型式及主要参数（见中国模具设计大典：第三卷 冷冲压模具设计 表20.1-13）。根据制件的特点，凹模采用矩形板块结构和直接通过螺钉和销钉与下模座固定的固定方式。因冲件的批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm，漏料部分沿刃口轮廓单边扩大1mm。 （2）凹模外形尺寸的确定
凹模尺寸包括凹模厚度和壁厚等，一般应根据冲件形状和尺寸按标准选用（见中国模具设计大典：第三卷 冷冲压模具设计 表20.1-14）。在非标准凹模尺寸的设计时，可按经验法确定。
凹模厚度： H=Kb=0.3335=10.5㎜
凹模壁厚：小凹模 C=（1.5～2）H=（1.5～2）310.5=（15.75～21）㎜ 大凹模 C=（2～3）H=（2～3）310.5=（21～31.5）㎜ 式中 b──凹模孔的最大宽度（㎜）；
K──系数（见中国模具设计大典：第三卷 冷冲压模具设计 表20.1-15）；
19
江苏农林职业技术学院毕业论文（设计）
H──凹模厚度，其值为15～20㎜； C──凹模壁度，其值为26～40㎜。
因为此计算方式可以保证凹模有足够的强度和刚度，一般可不进行强度校核。 （2）凹模技术要求
凹模材料选取与凸模一样为CrWMn，但热处理后的硬度应略高于凸模，HRC取60～64。凹模孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。模孔的表面有粗糙度的要求，Ra=0.8～0.4μm。
（3）凹模的二维图、三维图如图15所示（详见附1）。
图15 凹模
6.2 定位零件结构设计
20