replying：课程设计(马)1(1)

2020年11月20日发(作者：甘祠森)


中央广播电视大学开放教育本科
机械设计制造及其自动化专业（机电方向）
课 程 设 计

YBBS-400 定转子落料复合模具
（下模）设计


教学地点：宁夏广播电视大学石嘴山分校
学生姓名： 马秀红
注册学号： 8
指导教师： 胡 军
电 话：
E—Mail：





目 录
摘 要- -------------------------------------------------- ----------------------------03
一、 冲压技术简介------ -------------------------------------------------- -----04
二、电机定转子用冲裁设备 ----------------------------------------------04
三、模具结构设计原理------------------------------------ --------------------08
四、 结论------------------ -------------------------------------------------- ----10
五、 体会---------------------------------- --------------------------------------11
参考文献- -------------------------------------------------- ----------------------12

























2

摘 要
通过电大理论知识的系统学习，使我受益匪浅，对 我的实际工作起
到了很好的指导作用。工作中能够将所学到的理论知识与实际工作结合
起来，巩 固了所学的理论知识，并且解决了工作中的一些难题。在实习
中，为进一步了解冲裁模具的相关知识，我 查阅了许多相关的技术资料
和标准化手册，同时通过互联网了解了现代机械工业的生产方式和工艺
过程，在车间师傅和有关工艺人员的协助下，我设计了一套变频输送机
电机YBBS-400定转子冲 裁模具，并对制造过程进行了跟踪。此套模具实
现了落料、燕尾、通风孔一次冲制成形，大大提高了定转 子冲片的加工
效率，降低了制造成本。通过亲自参与模具设计，提高了自己综合运用
知识的能力 ，计算机绘图水平也得到了锻炼，对今后模具的设计制造与
开发打下了坚实的基础。


关 键 词

模 具 设 计 制 造













3

YBBS-400定转子落料复合模具（下模）设计
电大课程学习已结束，为巩固所学课程， 我选择了变频输送机电机YBBS-400定
转子落料复合模具（下模）设计作为我的课程设计题目。为 了设计出一套合理的工装
模具，我查阅了相关手册和资料，结合所学课程以及实习内容，提出自己的设计 思路
与过程。冲片图如下：

一、冲压技术简介
冷冲压是塑性加工的基本 方法之一，它主要用于加工板料零件，所
以有时也叫板料冲。冲压加工的范围十分广泛，不仅可以加工金 属板料，
而且也可以加工非金属材料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其
内部产生使之变 形的内力。冷冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所
以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现 机械化与自动化。一
般的冲压加工,每分钟一台冲压设备可生产零件的数目是几件到几十件；
目 前已有相当数量高速冲床的生产率已达每分钟数百件或数千件以上，
在机械制造企业中被广泛应用。
二、电机定转子用冲裁设备
电机上的定转子冲片制造主要使用剪床、冲床、半自动冲槽机来完
成。
（一）剪床
剪床用来将整张硅钢片剪成方料或条料。在电机制造中使用的剪床
有两种：直刀剪床和滚刀剪床 。
（二）冲床
冲床用来安装冲模冲制定、转子冲片或其它冲压工件。常见的有偏
4

心冲床和曲轴冲床两种。在偏心冲床中，安装上模的滑块的上下往返运
动是由主 轴――偏心轴的回转得到的。偏心冲床的行程，由主轴同飞轮
中心线的偏心距来决定。这种冲床的特点是 ：行程不大，冲次较高，可
达50／100次／分。曲轴冲床的滑块由曲轴驱动作上下往返运动，它较< br>偏心冲床有较大的行程，冲次在45～75次／分之间，其它机构同偏心冲
床相似。
（三）半自动冲槽机
在电机制造中，当冲片为单槽冲时，广泛采用半自动冲槽机。半自
动冲槽机的结构与普通冲床基本上相同，但多一套自动分度机构。自动
分度机构必须十分准确，才能保 证冲出的槽孔分布均匀。
（四）冲床参数计算
为了正确选用冲床，必须了解它的一些主要数据。
1、额定吨位
冲床铭牌上 规定的吨位为冲床的额定吨位。额定吨位的大小，反映
冲床的冲裁能力。在我国，偏心冲床和曲轴冲床都 已成系列生产，共有
11级，即6.3、16、25、40、80、100、125、160、200、 400吨。选择冲
床时，必须使冲床的额定吨位大于工件所需要的冲裁力。
冲片冲制时所需要的冲裁力P按下式计算：
tl
P＝Kτ
9810
（t） （1）
式中 t—硅钢片的厚度（m）；
L—冲制轮廓线的长度（m）；
τ—材料的抗剪强度（N／m
2
）
冷轧硅钢片τ＝560MN／m
2
；
K—考虑弹性脱料装置的压 缩力，硅钢片厚度公差，冲模间隙
的变化，刃口变钝等因素使冲裁力增大的系数，可取K＝1.3。
根据以上公式，本设计所需冲裁力
P=154.84（t）
我所在公司有多种吨位冲床，现以400吨的冲床为本次实践对象。
设备说明书如下：
5

JA31-400型、400吨闭式单点压力机使用说明书
表1：JA31-400型、400吨闭式单点压力机基本参数与尺寸:
序号
1
2
3
4
5
6
项 目
公称压力
公称压力离下死点距离
滑块行程
滑块每分钟行程次数
滑块(连杆)调整距离
封闭高度(滑块在下死
点时至台面的距离)
7
工作板尺寸
左 右
8
9
10
11
12
13
14
15
工作板厚度
工作台通口尺寸
滑块底面尺寸
滑块中推料孔尺寸
立柱间距离
导轨间距离
工作台至导轨底面的距离
主传动件电动机

16 调整滑块(连杆)长度用
电动机
17 外形尺寸
型 号
功 率
型 号
功 率
前 后
左 右
地面上高
18 机床重量
前 后
990
150
620×620
810
φ110
1010
850
670
JHD3-200M-6
30
JD3-1125-6-T2
3
2276
2250
5480
约33.000
毫米
毫米
毫米
毫米
毫米
毫米
毫米
毫米

千瓦

千瓦
毫米
毫米
毫米
公斤
最 大
最 小
前 后
数 值
400
13
230
25
160
660)610
500
1060
单位
吨
毫米
毫米
次
毫米
毫米
毫米
毫米
当计算出来的冲裁力稍大于工厂现有冲床 的吨位时，可以考虑采用
特殊模具刃口，如斜模，阶梯模等，使冲制轮廓逐渐地被冲裁，而不是
6

同时被冲裁。
当冲床无铭牌时，可以通过测量主轴直径来估计其吨位大小。
设冲床主轴直径为d厘米，则其吨位P
e
=cd
2(
t)
式中 c为常数，由表2-5中选择。
表2 各种冲床的c值
冲床类型
偏心冲床
c值
0.4
～0.5
曲轴冲床 0.6
～0.8
C型曲轴冲床 0.5
～0.6
双曲轴冲床 0.2
～1.2
2、闭合高度 闭合高度是冲模设计和冲模在冲床上安装时都必须
考虑的重要因素。闭合高度有两种: (1) 冲模闭合高度: 冲模闭合高度是
指上、下模在最低工作位置时的冲模高度（下模座下平面至上模座上平
面的高度）。 (2) 冲床闭合高度：冲床上的连杆，可以通过螺纹调节其长
度，调节量为M 。冲床闭合高度是指冲床在M=0时（即连杆全部拧入时）
从台面至下止点时滑块下平面间的距离。选择 冲床时，须使冲床的闭合
高度大于冲模的闭合高度，否则，滑块在上止点时将冲模装在冲床上，
冲床开动后将会使冲模损坏。
上述的冲床闭合高度为最大闭合高度，以H
1
表示。考 虑连杆拧出量
M后，它的最小闭合高度为:
H
2
=H
1
-M (mm)
冲模闭合高度Hˊ和H
1
、H
2
之间的关系是：
Hˊ≤ H
1
－5 (mm)
Hˊ≥H
2
＋10 (mm)
考虑冲模使用后Hˊ要不断减小，因此冲模设计时，闭合高度Hˊ通
床
较多的用于拉伸工艺中
指床身为“C” 型的曲轴冲

备 注

7

常都接近H
1
值。
在本设计中其最大闭合高度为:
上模座 ＋上模垫板 ＋上模座组件 ＋下模座＋垫板 ＋下模外＋下
模垫板＋下退料板
即: 105＋60＋20＋80＋100＋30 ＋20＋10= 425(毫米)
所以，这套模具设计的最大闭合高度为425毫米。
3、 台面尺寸(长×宽)和台面孔尺寸在冲模设计和安装时，必须考虑
台面尺寸和台面孔尺寸，前者应能保证 模具在台面上压紧，后者应能保
证冲孔的余料或工件能从台面孔落下。本设计中采用的400吨闭式单点
压力机的工作台面尺寸为：1060×990。
4、模柄孔尺寸 在冲模设计和安装时，必 须考虑冲床滑块模柄孔的
尺寸。通常，模柄外径和模柄孔的配合采用H7d11。
根据冲裁力 P=154.84（t）和闭合高度H=445毫米来看，本设计选择
400吨冲床，既可满足冲裁力， 又能满足工作台尺寸要求。
三、 模具结构设计原理
（一）冲模的组成
冲模的种类很多,但都包括下述几部分零件:
1、工作件: 即直接参加冲裁工作的零件,如凸模, 凹模。
2、定位件: 它是控制板料工件冲裁位置的零件，如 先冲槽，后落料方案中复冲轴
孔和转子槽时控制板料位置的挡料销，以轴孔定位复冲定子槽的导正钉，以 及先落料，
后冲槽方案中以内圆定位复冲定子槽的定位盘等。
3、脱料件: 每完成一次冲裁 后,用来退出工件或余料的零件。如带弹簧或橡皮的脱
料装置,各种由凸模上面卸下冲件的卸料器,由凹 模.内顶出冲片的顶料器等。
4、装配件: 包括模具的其它零件。主要的有控制冲裁时凸模和凹模 正确位置的导
柱和导套的所谓导向零件,安装和固定用的上模座,下模座, 凸模固定板,垫板,模柄
等。
在该冲模设计中如总装图所示:
8


下模主要由:1、下模座 （序号30） 2、下模外（序号25）
3、垫板（序号26） 4、下模内（序号27） 5、退料小套（序号28）
6、下模中（序号37）7、上模垫板（序号13） 8、下退料板（序号21）等主要部件
组成。
（二）模具设计原理
这套冲裁模采用 的是双导柱导向，导套在模座中靠的是低熔点合金浇注固定，这
是因为低熔点合金有冷却膨胀的特性，使 浇注后的导套有可靠的定位保证。退料采用
打料筒组件的退料板打料。上冲与上模座的固定采用环氧树脂 浇注固定，由于环氧树
脂在浇注固定板上不需要加温，避免因为加温而使上冲产生变形。固定板与上模座 ，
下模与下模座之间均垫有垫板。为使之方便漏料并加高闭合高度，压力机上加下模座
垫。
（三） 模具各主要部件的设计
模具各主要零部件的设计如下:
1、下模外：与上 模组件配合确保定子冲片外圆及燕尾槽和过线槽的尺寸,基本尺
寸与上模组件的基本尺寸相同,如:φ6 70、3.54、2.04、30.11、8.04、5.04，各尺寸
与上模组件尺寸一致,但其角度 尺寸与上模组件的相应槽沿水平中心线位置镜像，此
刃口与上模组件完成的是落料，各关键尺寸与上模组 间各尺寸配间隙,间隙的确定主
要与冲制式板材的厚度和加工的难易程度，现场生产现状，活件要求的质 量有关，通
常情况下，此套模具下模部分的间隙为板材厚度的10%～15%。几何尺寸小的尺寸可取下限，而大的几何尺寸可取上限，因此下模外的外圆尺寸与上模组件的φ670尺寸
9

取间隙为0.08～0.10，而其余几何尺寸小与上模组件配合间隙取0.04～0.06 。如技
术要求序1中所述，刃口宽度为80，确保模具刃口有足够的强度，因此确定内圆周
尺寸 为670-160=510；螺孔与销孔间距离约为90～120，保证其把紧力满足使用要求，
因此选 用8个螺孔和8个销孔即可。
2、 下模内: 与上模部分的轴孔冲确保转子冲片轴孔尺寸及键槽的 尺寸，与通风
孔上冲确保转子冲片的通风孔的中心位置和通风孔尺寸，二部分的冲制都为冲孔工
序，因此下模部分的刃口均与上模部分配间隙，间隙的确定原则同下模外中的论述。
轴孔尺寸及键槽的宽 度尺寸和高度尺寸与轴孔冲的基本尺寸相同，为了使轴孔的废料
顺利从漏料孔中排出，因此，模部下部分 设计一φ174的退料孔，通风孔的设计原理
同轴孔的设计原则。
3、下退料板: 模具要 实现连续冲裁必须有退料装置，要求退料灵活，退料力要
大于冲裁力的110。该件是将套在下模外的废 料退出，基本尺寸与下模外的基本尺
寸一致，为φ670。而燕尾槽和过线槽的退料力较小，可忽略不计 ,因此部分的变形不
影响活件的质量。下退料板退料经验厚度尺寸设计为20，为保证退料灵活，保证二
者间隙为0.15～0.30，据螺孔中心尺寸设计在退料板的几何中心位置为φ730，其退
料力由下模座和退料板下平面的退料胶皮来保证。
4、下模中: 其作用是填满充下模内外的空间，节 省工具钢材质，其内外圆周的
尺寸确定以下模外的内圆周和下模内的外圆周为基准，确保单边有1mm的 间隙，其中
心螺尺寸是该件的几何中心。
5、下模座: 根据机床上滑块的把模槽几何尺寸 设计为槽间距为600，槽宽为34，
又据闭合高度计算出上模座厚度为105，下模座的厚度为80， φ280、φ440、φ590、
φ730的中心尺寸均与下模外、下模中、下模内及下退料板的中心孔 尺寸一致, φ830
与下退料板的外圆尺寸一致，为了使模座便于吊装并与机床组装,设计上下吊装及 前
后吊装的吊装孔,为保证上、下模部分的位置不变，设计导向装置，四组导柱和垫套
孔，为确 保模具的组装精度，其中一组导向装置与另三组不同，确保上、下模部分的
组装位置始终相同。
四、结论
通过这一课程设计，使我更加深刻直观地了解了现代科学技术在生产实际中的运用和创新，学习了在生产现场包含的理论和实际相结合的实例，特别是冷冲模技术在
10

电机制造业中的广泛应用。理论知识的学习和积累，为我今后更好的实践打下了坚实
的基础，使我有信心在工作实际中运用和创造性运用所学到的知识，成为对社会对对
企业的有用之才。
五、 体会
本次课程设计实际上是一次实践、学习的过程，受益匪浅。
本次课程设计让我学到了许多知识。也教我学会查阅各种设计手册，以及有关冲
模方面的资料。
总之，通过本次设计，对于本人来说得到了如下几个方面的收获：
1、 培养了查阅资料、收集数据、以及正确运用公式的能力
2、 掌握了模具设计的基本程序和方法
3、 提高了运用PICAD绘图软件的水平
4、 掌握了模具之间的相互配合关系,以及设 备台数在模具设计、计算过程中的
作用，更主要的是对自己所学理论知识通过实践得以验证
当 然，在这当中也存在着许多不足，所掌握的知识和业务水平以及运用能力有限。
在设计中的不足之处也是 在所难免的，希望各位老师批评指正。














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参 考 文 献
《冲模设计手册》 (之四) 机械工业出版社
张鼎承、王镜秋 1988年7月北京第一版
《模具设计与制造简明手册》 石城、朱瑞录
上海科学出版社出版 1985年6月
《模具标准汇编》(二)
中国标准出版社出版 1992
《设备手册》
《先进模具资料选编》 1974





张安生、刘仁、刘一民
年4月
西北骏马公司编制
年北京第二次印
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