1提高材料利用率的措施
定子与条料的分离切断有２种方式：一种是从２个定子之间冲切掉一窄条，其优点是可以保证定子两端的毛刺方向一致，缺点是由于要从２个定子之间冲切掉一窄条，材料的利用率较低；另一种是剪断式的单面冲切，其优点是由于不需要从２个定子之间冲切掉一窄条，因此，材料的利用率较高，缺点是由于采用剪断式的单面冲切，定子两端的毛刺方向相反。考虑到定子外形不是工作面，两端的毛刺方向相反不影响使用，所以，定子的分离切断采用第二种方式。这样，可以提高材料的利用率，降低生产成本。定子外形的获得方式有２种方式：一种是通过从条料上落料的方式来获得，其优点是定子外形的尺寸精度、形状精度高，毛刺方向一致，缺点是由于采用从条料上落料的方式来获得定子，定子四周都留有搭边，因此，材料的利用率较低；另一种是如图２所示，定子外形由冲切掉四角上的材料获得，其优点是定子四周都没有搭边，只有４个角上冲切掉的材料才是废料，因此，材料的利用率很高，缺点是定子外形的尺寸精度、形状精度不是由模具保证，精度较低，毛刺方向也不一致。由于外形不是工作面，这些较低的精度及毛刺方向的不一致都不影响使用，所以，定子外形的获得采用第二种方式。导正销孔的位置可以设置在两处：一处是图２所示定子外形上、下两边以外的某个地方，显然，这样设置导正销孔的位置使条料的宽度比图２所示所采用的条料宽度要宽，亦即这样设置导正销孔的位置的材料利用率比如图２所示要低；另一处是如图２所示，导正销孔的位置设置在冲切掉的４个角上，这样设置导正销孔的位置不需要为有地方冲导正销孔而增加条料的宽度，采用图２所示的条料宽度即可，这样设置导正销孔的位置的材料利用率较高。所以，导正销孔设置在图２所示的定子外形冲切掉的４个角的位置处。
2模具结构及设计特点
冲压生产图１所示零件的模具结构如图３所示。由于工件有的地方尺寸精度要求高，同时，产品批量特别大，模具的寿命要长，为保证模具工作的稳定性及精度要求，采用四导柱滚动导向模架［４］，上、下模座的材料均为４５钢，有效地提高了模架精度及刚度。在使用的过程中，导向装置不可避免地会磨损，磨损后需要更换，因此，上、下模的导向装置导柱采用可拆卸结构（件４０），导套（件２９）采用可拆卸型胶粘结固定。为保证压料、卸料板组件（件８、９）运动的平稳性及运动精度的要求，卸料板组件采用四导柱导向（件３２）［５］。压料、卸料力由弹簧３９提供，调节卸料螺钉（件３７）可以调节弹簧的预压力，从而实现压料、卸料力的可调，压料不仅可以提高零件的断面质量还可以减小带料的扭曲与弯曲变形。卸料螺钉组件（件３６、３７、３８、３９）采用装配式结构（见图４（ａ）），多根套管（件３８）两端面采用同磨的方法，可以很容易做到使各个卸料螺钉套管长度尺寸一致（各个卸料螺钉套管长度尺寸差要小于１１０μｍ），从而保证了卸料板的水平上、下运动，进而保证了卸料、压料的可靠性。此结构完全克服了传统的有肩卸料螺钉（见图４（ｂ））因台阶长度（图４（ｂ）中的Ｌ尺寸）不一致引起的卸料板的不水平。冲压时为卷料供料，为提高材料的利用率，该模具没有采用传统的侧刃进行粗定位，而是由模具外的自动送料装置来实现送料粗定位，精度定位由导正销（件３５）实现，带料模具内的导向采用两处导料板（件７、４１）对带料导向而不是全长导向，有利于带料送进的顺畅。该模具结构复杂，零部件多，精度高制造成本高，要求模具的寿命长，所以，对易损件必须具有易可拆性，减少拆卸时间，降低对维护人员的技能要求和劳动强度。经分析，维护主要需拆卸的零件有导柱、导套，凸、凹模，导正销以及定位销等零件。从图３的模具结构图中可知导柱、导套，导正销具有很好的可拆卸性。因模具维护、维修时需将定位销敲出，由于敲击的力不均匀而导致销钉孔受损，从而降低模具的精度。为此，在该模具中定位销全部采用带内螺纹型，拆卸时采用拉拔器在受力均匀的情况下拔出（见图５），既保证了拆卸模具时销钉孔不受损，又降低了工人的劳动强度。用拉拔器拆卸带内螺纹的定位销的方法及步骤是：（１）把需要拆卸定位销的模具放在工作台上；（２）将拉拔头３套入螺钉２后拧入定位销的螺纹里；（３）把拉拔器的其余部分固定在滑块上；（４）调整滑块的高度及放在工作台上的需要拆卸定位销的模具的位置，使拉拔头３能拧入拉拔杆４的螺纹上；（５）固定放在工作台上需要拆卸定位销的模具；（６）把拉拔头３拧入拉拔杆４的螺纹上；（７）点动冲床或油压机将定位销拉出。需要拆卸定位销的模具与拉拔器的位置可以互换。因冲绕线槽凸模多且小，不便采用常用的一些固定方法，为此，设计了如图６所示的固定方法。其固定方法是将冲绕线槽凸模设计成图７所示，装配时先将冲绕线槽凸模装于图８所示的凸模固定板孔中，再将２个半圆环装于冲绕线槽凸模卡槽中，最后将图９所示的一起向下轻压使两半圆环的下表面与图８凹坑的上表面接触即可。为了得到平直的定子左右两边（见１０（ｃ）），冲定子外形圆角凸模的断面应设计成图１０（ａ）所示的形状，但因其下端是尖角，强度很低，极易被损坏。所以，冲定子外形圆角凸模的断面形状设计成图１０（ｂ）所示的形状，以提高图１０（ａ）所示尖角处的强度。这样会在定子左右两边形成４个小凹坑（见１０（ｄ）），由于冲定子外形不是工作边，所以，小凹坑不影响定子的使用。凹模设计成两段［５－６］，减小了加工难度和热处理后的变形。两段凹模所包含的工序内容选择很重要，在此，分段凹模Ⅰ（件２２）包含前５个工位，分段凹模Ⅱ（件２３）包含后２个工位。这样分段是因为后２个工位都是单面冲裁，随着冲裁次数的增加，单面冲裁两刃口之间的间隙会增大，从而导致工件的毛刺变长，在这种情况下出现的毛刺变长只能通过更换凹模及刃磨凸模才能解决。所以，如果不将凹模分段或者不按此处的分段方法来分段都将造成极大的浪费，进而增加生产成本。
设计成嵌件嵌入分段凹模Ⅰ中，而不是直接用分段凹模Ⅰ作为校平下模。这样设计的优点在于如果校平下模部分损坏，只需要更换嵌入的校平下模即可，如果直接用分段凹模Ⅰ作为校平下模，在校平下模部分损坏的情况下（校平下模在较大力的反复作用下容易损坏），则需要更换整个分段凹模Ⅰ，这样势必造成极大的浪费，从而导致生产成本增加。校平上模（件１６）必须固定在弹压卸料板（件８）之中。原因是按某一带料厚度调好压力机的闭合高度后，即模具闭合时，如果校平上模固定在凸模固定（件１０）之中，校平上模下端面与校平下模上端面之间的距离是固定不变的，由于带料各处的厚度公差是变化的，所以，带料各处的厚度不一样。这样会出现２种不好的结果：（１）如果后来的带料比调模时的带料厚，则会出现校平上、下模对零件校平的同时还对零件镦形而致使零件各处尺寸不合格；（２）如果后来的带料比调模时的带料薄，则会出校平上、下模不能完全压紧工件而致使校平效果差进而导致零件平直度不合格。一方面，在导料板４１的右侧设有浮动钢球（件２４），浮动钢球使条料浮离凹模面，从而减小了送料阻力；另一方面，带料在模具内的导向采用两处导料板（件７、４１）对带料导向而不是全长导向，又进一步减小了送料阻力，进而保证了送料的通畅性。在下模座的下面设有专门收集转子的装置（件１），从而使转子、废料分离，转子收集满后将收集框取走，换上另一个即可，节省了将转子从废料中挑出的时间，提高了生产效率，降低了生产成本。
3结论
经生产实践证明，冲压工艺、工步及模具结构设计合理，模具在调试合格后能稳定地生产出完全合符要求的零件，产品的合格率极高。由于精心的模具结构设计及模具零件选材，刃磨一次的寿命超过１０万件，模具的总寿命超过百多万次，模具的返修率极低。
作者：胡兆国 杨金凤 冷祯龙 单位：四川工程职业技术学院
