硅钢片模具设计及其线切割加工

文章编号:1001-4934(2002)06-0046-03

硅钢片模具设计及其线切割加工

蔡乐安

(温州大学　工业工程学院,浙江　温州　325027)

摘　要:论述了电磁铁铁芯(硅钢片)模具的设计要点及其线切割加工的技巧,提出了提高模具加工精度和使用寿命的有效措施。

关键词:电磁铁;硅钢片;模具设计;线切割;寿命中图分类号:TG 662 文献标识码:B Abstract :The design key points on electromagnetic iron core (silicon -steel steet )mould and the skills on Electric Discharge Wire -cutting technology are discussed.Meanwhile ,the effect mea 2sures to improve machining precision and work life are put forward.

K ey w ords :electromagnet ;silicon -steel sheet ;mould design ;WED (Electric Discharge Wire -cutting );work life

0　引言

电磁铁铁芯由许多铁芯片和夹板等组成。铁芯片叠好后(注意毛刺方向应一致),加上夹板,压结实后铆接起来就成为铁芯。

电磁铁铁芯片零件图如图1所示,材料为热轧硅钢板DR315-50-G B5212-85,厚度为0.5mm 。图中片的外形尺寸要求并不高,但冲裁件的质量要求较高,如冲裁的毛刺、片的平整、

各孔的位置度

图1　铁芯片零件

收稿日期:2002-08-08

作者简介:蔡乐安(1962～),男,讲师。

等。由于厚度较薄,冲裁间隙只有0.02～

0.03mm ,对模具的制造有较高的要求。它要求凹模和凸凹模的冲裁间隙能很好地相配,表面粗糙度要小,以控制毛刺的长度。

1　模具设计

111　模具结构的确定

由于各孔及与外形的尺寸精度、片的平整等要求较高,模具采用复合模,其具体结构型式为正装复合模,以保证冲裁质量。112　模具材料的确定

凹模和凸凹模的材料采用Cr12,热处理后的硬度为HRC58～62,固定板、卸料板、送子等的材料采用Q235,冲孔芯子的材料采用白钢,即合金工具钢。

113　冲裁力的计算和压力机的确定

凹模刃口周长L =414mm ,板料厚度t =0.5mm ,热轧硅钢板DR 315的抗剪强度τb =

441MPa (已退火)。冲裁力F c =KL t τb =118

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4 Die and Mould Technolo gy No.62002

673.1N,卸料力F x=K x F c=0.055×F c,顶件力F d=K d F c=0.08F c,冲裁工序力F=F c+F x+ F d=1.135F c=134694N。

压力机名义压力≥112F≈162kN。

确定压力机为J23—25开式双柱可倾式压力机,其名义压力为250kN。

114　凹模厚度计算和外形尺寸的确定

用经验公式近似计算凹模厚度。H a= 3

0.1F c=22.81mm。由于凹模刃口周长较长,L =414mm,需修正凹模厚度;同时,考虑凹模的修磨量,取凹模厚度为30mm。

凹模冲裁型腔尺寸为68mm×63mm,确定凹模外形尺寸为140mm×140mm。

115　凸凹模高度的计算

由资料得到,凸凹模最小壁厚α=1.6mm,本模具凸凹模最小壁厚约为2.6mm,强度足够。凸凹模高度h=凸凹模固定板厚度h1+卸料板厚度h2+导料板厚度h3+(25～35),由于条料由两个挡料销导向,不需要导料板,所以h3=0,取h 为56mm。

116　冲裁间隙的确定

硅钢片厚0.5mm,根据手册,其冲裁间隙为0.02～0.03mm。考虑线切割的加工精度和表面的粗糙度以及冲裁时的摩擦磨损,取线切割时的初始间隙为0.01mm。

117　模具总体设计

选取模架为后侧导柱模架:模架160mm×160mm×180mm～220I　G B2851.3-83・HT20-40,选取模柄为凸缘模柄:模柄B50mm×100mm　G B2862.3-81・A3。

采用横向送料方式,凹模内的冲裁件由送子送出,凸凹模内的冲孔废料由打杆打下,模具内不藏料,以减少内涨力,提高模具使用寿命。模具总装图如图2所示。

2　模具线切割加工

本模具的关键在于加工和装配,特别是线切割加工的精度和表面粗糙度。需线切割复合模的凹模、凸凹模、凸凹模固定板、卸料板

、送子、冲孔芯子固定板等。

图2　铁芯片复合模装配图

1.打杆

2.推杆

3.凸凹模　41凸凹模固定板

5.卸料板

6.凹模

7.冲孔芯子固定板

8.冲孔芯子　9.送子　10.挡料销

211　凹模刃口尺寸的确定

为提高模具寿命和配合精度,在冲裁件尖角处取0.2mm的圆角。为能快速分辨冲裁件毛刺方向,提高叠片速度,在冲裁件不要紧处设置缺口作为标记。同时,根据磨损后尺寸变大、变小、不变三种情况,考虑模具的使用寿命,确定凹模刃口的尺寸如图3所示。尺寸确定的原则是这样的:磨损后不变的尺寸取平均值,磨损后变大的尺寸取较小值,磨损后变小的尺寸取较大值。孔距磨损后保持不变,取为32mm、50mm、55mm。当然,由于线切割的加工精度较高,为简化尺寸的计算,各种尺寸均可取平均值。这样模具的使用寿命会受影响,此处不予推荐。如果把图样给定的基本尺寸作为刃口尺寸,而不考虑尺寸公差,则是错误的。

212　线切割加工路线的确定

为防止线切割加工时的变形,选择正确的加工路线和起割点非常重要,本铁芯片的凹模有一内部悬块,它不能最后切割,否则容易变形。所以,切割凹模、卸料板、凸凹模固定板等刃口形状时,选择起割点为A点,穿丝点为O点(废料上)。切割路线为逆时针方向,为OA B CD E2 FGHIJ KL M A O,钼丝最后回到穿丝点O点(见图3)。废料在加工完时会落下,容易卡断钼丝,应事

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模具技术2002.N0.6