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1、1 引言设计的零件是爪极电机上的前极板冲片，爪极电机是用于空调设备上的重要部件。该冲制件外形形状为园形冲片，内形状为带齿型结构，冲制件的主要特点是尺寸精度高，而且尺寸精度一次性要求好，冲片应平整，槽型部分不允许有变形现象。另外该冲制件生产批量大，因此，本设计为了达到冲制件高的技术要求和大批量生产的目的,采用精密多工位级进模在精密高速冲床上进行冲制。精密多工位级进模具有冲制精度高、生产效率高、模具使用寿命长的特点。课题紧密结合企业生产发展的需要。通过毕业设计应达到以下目的：掌握一般多工位级进模的设计步骤；基本掌握一般多工位级进模排样图设计方法；掌握一般多工位级进模常用的结构特点；基本掌握一般多工
2、位级进模主要零件设计方法；基本了解多工位级进模主要零件加工方法；能独立解决在设计中遇到的一般技术问题。通过毕业设计达到训练的目标有：Auto CAD设计绘图能力的训练；多工位级进模设计能力的训练；查阅模具标准件资料能力的训练。并通过翻译一篇与模具设计内容有关的英文资料，了解国外模具的发展趋势。目前，我国一些厂家自己通过摸索制造出了冲压超薄料的级进模，促进了产品向小型化，多功能化，多方向的发展。目前，美国、西欧、日本等世界发达国家，生产片式钽电容载带因其设计制造模具的结构工艺不同，而代表着两种发展趋势。以美国为代表的西欧国家，模具结构采用整体拼装，制造工艺简单，且他们的加工精度较高，制造周期短，
3、但模具维修费用高，寿命低。以日本为代表的亚洲国家和地区，模具结构采用分体嵌拼，制造工艺复杂，尤其是微型零件的精细加工技术，因而模具成本高，但模具维修简便、寿命高。 在国内，用现代冲压技术冲制零件的加工方法正在逐步发展起来，这一制造微电机工艺的优势已被许多制造电机厂家所重视。用现代冲压技术来冲制零件与原来用普通模具及设备冲制零件相比较，具有冲制零件自动化程度高，尺寸精度高，模具使用寿命长等特点，适合于冲制的大批量生产。由于多工位级进模是集众多加工工序与一副模具上的冲制，减少了微特电机的制造工序过程，提高了制造微特电机的生产效率。现在国内外精密冲压设备是向高速度，精密化，长寿命方向发展，特别是近年
4、来精密高速冲床发展很快，在提高冲制件生产效率方面发挥重大的作用。高速精密冲床在设计方面比较先进，制造精度又高，适合与多工位硬质合金级进模的高速冲压，可以大大提高级进模的使用寿命。本课题的工作内容是多工位级进模的排样图设计；总装图设计；工作零件设计；卸料装置、导料装置、安全装置等机构的设计以及主要工作零件和板料零件的制造工艺编制。在充分分析本件结构和了解多工位级进模常用机构及工作原理的基础上，合理并完成本件的精密多工位级进模设计。2. 绪论 级进模是在一副模具内按所加工的零件分为若干个等距离工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成冲压零件的某部分加工。被加工材料（条料或带料）在送进机构的控制下
5、，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件或半成品。这样，一个比较复杂的冲压零件，用一副多工位级进模即可冲制完成。在一副多工位级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型、等工序。一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位级进模冲制完成。它是精密、高效、多工位的模具，其结构比较复杂，设计与制造周期也比较长，因此对其使用也有较高的要求。冲裁级进模相对于其它的冲压模具，如单冲模、复合模等具有生产率高，精度高的特点。同时构成级进模的零件数量多、结构复杂，凸模位置、凹模孔等位置精度要求高。因此一般应采用导向机构。它的结构及工艺都比较复杂。级进模，尤其是多工位级进模，配合高
6、速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产效率大幅度提高。 多工位级进模按设计方法分类。可以分为封闭形孔连续式级进模和分断切除多段式级进模。按级进模包含的冲压工序性质分类，多工位级进模中有冲裁、弯曲、拉深、成型几种工序，而冲裁是最基本的加工内容，冲裁多工位级进模是多工位级进模的基本形式。由冲裁分别包含弯曲、拉深多工位级进模、冲裁成形多工位级进模。由于冲裁分别包含弯曲、拉深成形某两面种工序，则有冲裁弯曲拉深多工位级进模、冲裁弯曲成形多工位级进模、冲裁拉深成形多工位级进模。由几种冲压工艺交全在一起则有，冲裁、弯曲、拉深、成形多工位级进模。多工位级进模有很多优点。然结构相当复杂，制造精度比一般模具要求
7、高得多。为此一个零件是否要采用多工位级进模应考虑以下条件：一. 对机床设备和技术力量的要求。1 要有能够对多工位级进模进行维修、刃磨的技术力量。2 冲压应当具有能够承爱多工位级进模连续作业的足够的刚性、功率和精度。要有较大的工作台面，以及良好可靠的制动系统。二要有质量稳定的被加工材料。由于多工位级进模的被加工零件有弯曲、拉深、成形等加工内容，所以选定的被加工材料牌号应当适宜。其机械性能必须相对稳定。对于材料厚度为A_B级精度。其所用材料为带料。必须提出材料宽度公差和料边平直度，因为它们将直接影响冲制效果和条料的条件。 三冲件应具有适用于多工位级进模冲制的条件。1 被加工零件的产量和批量足够在。
8、2 多工位级进模在材料利用率这一因素上比其它模具都要低由于送料精度和名工步之间和累积误差，不至使零件精度降低。3 零件的形状异常复杂，经过冲制后有便于再单独重新定位的零件。4 对于某些形状特殊的零件，在使用简易冲模或复合模都无法设计模具或制造模具的情况下，采用我工位级进模却能解决问题。5 同一产品上的两个冲压零件，其某些尺寸间有相互关系，甚至有一定配合关系，在材质料厚完全相同的情况下，多数采用多工位级进模。因此在设计多工位级进模时要注意以下方面。1、要合理地确定工步数：连续模的工步数等于分解的单工序之和，如冲孔落料连续模的工步数，通常是等于冲孔与落料两个单工序之和。但为了增加冲模的强度和便于凸
9、模的安装，有时可根据内孔的数量分几步完成。其工步数的确定原则，主要是在不影响凹模强度的原则下，其工步数选用得越少越好，工步数越少，累积误差越小，则所冲出的工件尺寸精度越高。 2、在冲孔与落料工序次序安排时，应把冲孔工序放在前面，这样不但可以确保带料的直接送进，而且又可借助冲好的孔来作为导正定位孔，以提高工件的精度。但在与某些弯曲后的尺寸或某突出部分位置成关联尺寸时，就要根据实际确定冲孔的位置。 3、在没有圆形孔的工件中，为了提高送料步距的精度，可以在凹模的首次步序中设计有工艺孔，以使此工艺孔作为导正定位，提高冲件精度。但作为现在的模具设计中，我们对一些精密件的冲压已经逐步或全部采用了外框式的导
10、料带。这样有利于保证复杂工件的加工精度。 4、同一尺寸基准的精度要求较高的不同孔，在不影响凹模强度的情况下，应安排同一工步成形。 5、尺寸精度要求较高的工步，应尽量安排在最后一工序，而精度要求不太高的工步，则最好安排在较前一工序，这是因为工步越靠前，其积累误差越大。 6、在多工步的连续模具中，台冲孔、切口、切槽、弯曲、成形、切断等工步的安排次序，一般应把分离工序如冲孔、切口、切槽安排在前面，接着可安排弯曲、拉深成形工序，最后再安排切断及落料工序。 7、冲不同形状及尺寸的多孔工序时，尽量不要把大孔与小孔同时放在同一工步上，以便修模时能确保孔距精度。 8、在设计时，若成形及冲裁在同一冲模上完成，则
11、成形凸模与冲裁凸模应分别固定，面不要固定在同一固定板上。尽量把成形凸模固定在脱板上面。后面加装背板。 9、在设计时，要使各工步已成形部分不受破坏，使带料保持在同一送料线上。 10、对于工序步数很多且带有较多弯曲工步的模具，其凹模刃口应尽量采用入块结构，可实现快速更换和修磨。 11、针对凸模的固定方式，在实现连续冲压时，要采用挂台和反压块的固定方式，以保证在连续冲压中不会发生凸模掉下而损坏模具的事项。 12、在模具结构强度和位置允许的情况下。多工步的模具要尽量采用浮动导料销。 13、切边的接口形式。在连续模中，最好采用半圆切口14、在产品是基准孔的圆孔，一般情况下应在与导正孔同一工步冲切。如果圆
12、孔边距比较小的时候而孔尺寸有要求，应先切外形，再冲孔。3.零件的冲压工艺性分析微型电机的前极板是典型的冲裁件，其特点是工件尺寸小，精度高，材料强度高，厚度薄等。从所标注的尺寸来看，均属于高级冲裁精度。均要采用IT7级以上的精密冲裁模才能满足零件的精度要求。 前极板槽形中，8 、18.5 、27 、33.4。四个同心圆，其公差对照表2-6可知。属于高级冲孔精度。要满足高精度的孔中心距。需要采用槽形孔一次同时冲出的高精度冲模。前极板零件如图3-1所示：图 3-1前极板零件图前极板冲裁工艺与模具设计中需要着重解决以下几个问题。 1、工艺方案和模具结构应保证能达到冲件所要求的高精度。 2、冲模结构应能
13、冲出冲件的复杂外形。 3、冲裁模的制造精度和导向精度应适应冲件厚度薄，模具间隙小的特点。 4、冲裁模的强度和耐磨性应适应冲压材料强度高的特点。5被加工零件的产量和批量都很大，为能够比较稳定持久的生产，实现高速连续作业，应采用多任务位级进模。冲压零件生产的批量很难用一个确切的数值来区分。在国外一些企业每批量在5-15万件以上者总产量在300万件以上者均普遍采用多任务位级进模冲制。但有时低于上述产量的冲件仍可采用多任务位级进模溃制。对于一些冲压件中的标准件、通用件等广泛采用多任务位级进模冲制。6通过计算，在材料利用率上采用多任务位级进模明显高于其它模具。7、由于送料精度和各工步之间的累积误差，不至
14、使零件精度降低。多任务位级进模可采用措施可使累积误差 限制在很小范围。IT10级以下的零件（零件的外形部分）只要多任务位级进模设计得当，制造良好，是完全能够保证对于某些高于IT10级精度的冲压件用多任务位级进模冲裁，仍能获得满意的效果。综上所述，微特电机前极板应该采用多工位级进模冲制。4排样图的设计排样图的设计是设计多任务位级工进模的重要依据，条料排样图一旦确定，也就确定了以下几个方面：1 被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序。2 模具的工位数，及其作业内容。3 确定了被冲制零件排列式样方位，并反映也材料利用率的高低。4 决定了模具步距的公称尺寸和定距方式。5 条料的宽度、纹向及送料方向的关系。
15、7 基本上确定了模具的结构等。多工位级进模条料排样图设计得好坏，对模具设计的影响是很大的。在设计排样图时应有多种排样方案加以比较、归纳、综合，最后得出一个最佳方案。是否为最佳方案，要看工位分布是否合理，条料能否在连续冲压过程中通畅无阻，是否结合模具使用和制造单位的实际情况，是否便于使用、制造、维修和刃磨，是否经济合理。4.1 影响排样的因素条料排样图直接关系到级进模设计。因此在下面排样图的设计过程中，综合考虑了以下几个因素。1 生产能力和生产批量。在设计时国求使之平衡。因此采用了双排排样，提高了生产效率和材料利用率。2 送料方式。因为采用了高速冲订冲制零件，所以选用自动适料方式。3 冲压力的平衡。在设计时考虑到冲压力的平衡，使冲压加工的压力中心和模具中心一致。4 模具的具体结构和加工工艺性。在设计排样图时，要考虑到模具的具体结构。还要考虑到每一个环节，每一个具体部分的装配关系及装配顺序以至每部分的加工方案等。5 被加工材料。多工位级进模对被加工材料的要求很严格，在设计排样图时，材料的机械性能，材料厚度，条料宽度和材料纹向，材料利用率都要给予全面的考虑。材料供料为成卷的带料供料可以进行连续、自动、高速冲压。6 冲件的毛刺方向，前极板零件的毛刺方向是一致的。 7 正确安排导正钉孔。导正
