排气管法兰冲模结构及加工工艺设计毕业设计说明书(论文).doc

河 北 工 业 大 学 毕业设计说明书(论文) 作 者： 刘建学 学 号： 101890 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 材料科学与工程学院 专业方向： 模具设计及制造 题 目： 排气管法兰冲模结构及加工工艺设计 指导者： 谷春瑞老师 副教授 (姓 名) (专业技术职务) 评阅者： 韩广利老师 副教授 (姓 名) (专业技术职务) 2014 年 6 月 2 日 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 i 毕业设计（论文）中文摘要 题题 目：目：排气管法兰冲模结构及加工工艺设计 摘要：摘要： 本设计选取制件为排气管法兰，材料为 q235，精度为 it11。本设计选用生产 方案为使用落料冲孔复合模具进行加工。根据制件结构特点对冲压模具具体结构 进行设计：首先分析了制件结构工艺性，选用有废料排样并做出横向送料斜排排 样图，根据冲裁力选用压力机，确定了旋入式模柄、对角导柱模架、矩形垫板、 矩形固定板、卸料板、空心垫板、矩形凹模板和橡胶的具体尺寸，选用刚性卸料 装置利用气源将制件顶出，选用弹性卸料装置将条料卸下，选用刚性卸料装置使 用带肩推杆将冲孔废料从孔中推出。 本设计使用 autocad 绘制装配图和各零件图，使用 ug 对主要零件进行三维 造型，最终得到一张装配图和六张零件图。 关键词： 冲压模具 加工工艺 模具结构 autocad 排气管法兰 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 i 毕业设计（论文）外文摘要 titletitle the design of structure and manufacturing technique of stamping die for exhaust pipe flange abstractabstract the part designed is exhaust pipe flange whose material is q235 and its accuracy is it11.the production plan chosen used blanking and punching compound die to produce. the paper carried out the structural design of stamping die was according to structure of the part. firstly, the structure of the part was analysized, and the blank layout was designed in which the blank was lateral. the press was chosen according to the blanking force. then, the specific components were determined such as the die shank, the diagonal- pillar die set, the rectangular bolster plate, the rectangular die and punch plate, the stripper plate, the hollow bolster plate and the rubber . fixed stripper device was selected to eject the part ejection using gas source. spring stripper device was chosen to remove the stock while the ejection device using rigid shoulder ejector would eject the punching waste from the hole .this design used the software autocad to draw the assembly drawing and the part drawings. the three-dimensional modeling for the main parts was done by the software ug，while the two-dimensional drawing was done by the software autocad. and ultimately， an assembly diagram and six part drawings were got. keywordskeywords： stamping die manufacturing technique mold structure autocad exhaust pipe flange 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 i 目次 1 1 引言（或绪论）引言（或绪论）.1 2 2 明确课题所给出的制件的公差明确课题所给出的制件的公差.1 3 3 制件结构工艺性分析制件结构工艺性分析.2 31 结构工艺特殊性2 32 分析本设计所选制件的材质 .2 3. 3 分析本设计所选制件的精度要求 .3 4 4 确定冲压工艺方案确定冲压工艺方案.3 5 5 计算相关的工艺参数计算相关的工艺参数 4 5. 1 排样设计与计算 .4 5.2 计算冲压力，初步选择压力机 .5 5. 3 计算压力中心 6 5. 4 凸凹模刃口尺寸计算 7 6 6 模具各部分设计模具各部分设计.7 6. 1 模具各部分结构形式 7 6. 2 具体设计各部分的参数并选取标准件 9 7 7 零部件设计零部件设计16 7. 1 顶件块的设计 .16 7. 2 初步确定各孔的排布 .16 初步确定各部分几何精度初步确定各部分几何精度.17 . 公差配合汇总 .17 8. 2 粗糙度汇总 .18 8. 3 形位公差 .18 9 9 设计加工设计加工18 结结 论论.26 参参 考考 文文 献献34 致致 谢谢.35 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 1 1 1 引言（或绪论）引言（或绪论） 模具发展至今，应用极为普遍，在成型中用来塑造材料外形而得得到产品的工 艺装备，包括冲压模具、塑料模具、锻造模具、铸造模具、粉末冶金模具、橡胶模 具、拉丝模具、无机材料成型模具及其他模具，几乎深入到国民生活中的每一个角 落1。 近年以来，国际模具行业发展极为迅猛，不断涌现的各种尖端科技随即更新应 用于实际模具加工生产之中。到目前为止，蓬勃发展的国内模具产业在“十二五规 划”的指导下，也在极力追随世界顶尖技术的脚步，接连创造性地研制出多种新型 加工模具，三维打印崛地而起，然而，仍然有很多亟待改进的地方 1。 本设计采用冷冲压加工方法，这种方法是在常温下，以压力机为动力，以冲压 模具对毛坯施加作用力，迫使材料断裂或者改造其外在形貌，最终得到具有相当程 度的形状精度、尺寸精度，达到一定的性能的零件。冷冲压加工得到的产品成千上 万，各不相同，其加工方法总体来讲可以大致划分为两种一种是分离工序；另 外一种是变形工序1。又可以划分为下几种基本工序：冲裁、弯曲、拉深、成形和 体积冲压。 本设计选择制件为排气管法兰，用以连接两个管道、管材等，使用极其普遍。 制件材料为 q235。用简单的冲压模具生产此制件，有利于降低成本，得到更高的生 产率，从而达到更高的经济效益。 2 2 明确课题所给出的制件的公差明确课题所给出的制件的公差 参考表 2-3 标准公差值（摘自国家标准 gb/t 1800.3-1998）1，根据入体 原则可知公差如下图所示： 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 2 图 2-1 制件公差图 3 3 制件结构工艺性分析制件结构工艺性分析 3 31 1 结构工艺特殊性结构工艺特殊性 冲压件的外形大小可谓千差万别，因而对于不同的制件根据其自身性质有着不 同的工艺要求。本设计所选制件外形特别简单，且呈现中心对称的特点：由四段小 圆弧、两个小圆、一个大圆、和相连接的切线组成了它的基本形貌，没有对工艺要 求较高的形状，所有圆角都满足 r0.5t（r 为圆角半径，t 为制件厚度） 。这样的 特点使得模具制造起来比较容易且易于获得较高的寿命。 所冲小孔要求尺寸范围为 d1.3t（d 为小孔直径，t 为制件厚度） ，本设计所 选制件孔的尺寸为 d1=8mm，d2=18mm，均符合工艺要求。 孔边距不得小于料厚，本设计所选制件的孔边距为 e1=3mm，e2=7mm，作比较易 得 e1t，e2t，可知满足工艺要求。 本设计所选制件仅涉及冲裁工艺，无需拉深、弯曲等其他工序，比较简单。 3 32 2 分析本设计所选制件的材质分析本设计所选制件的材质 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 3 查表 1-1-36 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带3 可知本设计所选制件采 用材料为 q235，抗拉强度为 376mpa，屈服强度不小于 235mpa。 查表 1-1-98 各种类型冲压件对材料的要求3 可知冲裁工艺对材料要求为抗 拉强度不高于 650mpa，伸长率为 1%5%，硬度值范围为 84hrb96hrb。 易知 q235 材料满足冲裁件加工要求。 3.3. 3 3 分析本设计所选制件的精度要求分析本设计所选制件的精度要求 冲裁可分为两大类普通冲裁和精密冲裁，前者所得冲裁件精度一般在 it9 级以下，而后者则可达到 it8it6 级，因而应当采用普通冲裁即可1、3。 4 4 确定冲压工艺方案确定冲压工艺方案 本设计所选制件为管道法兰，生产量大，冲压加工能够取得较明显的经济效益。 方案一：采用单工序模 落料 冲孔； 方案二：采用级进模 冲孔 落料； 方案三：采用复合模 落料冲孔同时进行。 分析方案一1：一般来讲，单工序模适用于中小批量生产，大批量时多选用连 续模，以提高生产率，从而降低模具生产成本。由此看来，不选此方案。 分析方案二1：级进模一次行程完成以后，由冲床送料机器按照设定的步距将 条料向前平移，由此在一套模具上就可以实现多道工序同时加工。但是，级进模工 作时需要多次定位，其定位精度难以提高，因而不选此方案。 分析方案三1：复合模在一次运动中即可一次性达到数次加工效果的工艺 装备。所得冲裁件同轴度高，表面平整，尺寸精度也很高；另外不会受到毛坯外形 的精度限制，费角料也可加以生产。工作中无需多次定位，一次即可，因而可采用 方案三。 返观本设计所选制件，要得到精度 it11，两侧孔的位置精度较高，因此应当采 用方案三，使用复合模生产。 进一步设计方案三5：查表 8-9 凹凸模的最小壁厚（之一）5 得到装模生产 本制件最小壁厚为 4.9mm，由本设计所选制件的几何形貌可得其最小壁厚为 3mm，为 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 4 减少孔内废料的胀力，减小最小壁厚，并参考表 8-2 复合模正装和倒装比较5 应 当选取正装复合模具进行生产。 5 5 计算相关的工艺参数计算相关的工艺参数 5.5. 1 1 排样设计与计算排样设计与计算 本设计所选制件精度要求 it11，比较高，因而采用有废料排样的方法。 5. 1. 1 直排 a） 直排方案一：排样如图 5-1，查表 2-11 搭边 a 和 a1的数值（低碳钢）1 得工件间距 a1=2mm；搭边值 a=2.5mm；计算得条料宽 b=79mm；步距为 a=32mm2mm=34mm； 工件利用率为 =a0a100%1 计算得 =1239.6mm2686mm100%=46.15% 图 5-1 直排方案一 b） 直排方案二：排样如图 5-2，得 a1=2mm；a=2.5mm；b=37mm；a=74mm2mm=76mm； =1239.6mm2812mm100%=44.08% 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 5 图 5-2 直排方案二 5. 1. 1 斜排 a） 斜排方案一：排样如图 5-3 所示，a1=2mm；a=2.5mm；b=76.24mm ；a=32+2=34mm =1239.6(76.2434)100% =47.82% 图 5-3 斜排方案一 b） 斜排方案二：排样如图 5-4，a1=2.5mm；a=3mm；b=38mm；a=60.6mm =1239.6(3860.6)100% =53.82% 图 5-4 斜排方案二 c） 斜排方案三：排样如图 5-5 所示，a1=2mm；a=2.5mm；b=37mm；a=66mm。 =1239.6(3760.6)100% =50.76% 图 5-5 斜排方案三 综上可知应当采用斜排方案二，工件对角线与条料间角度为 17，查表 2-14 条料宽度偏差 5 得 =-0.7mm，则 b=390-0.7mm，a=60.6mm，利用率 53.82%。 5.25.2 计算冲压力，初步选择压力机计算冲压力，初步选择压力机 5. 2. 1 计算冲压力 平刃口冲裁时，冲裁力 f冲裁=1.3ltbltb5 本设计所选制件的周长 l=29242271453602 216353602428.68 =276.51mm 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 6 落料周长 l1=27145360221635 3602428.68 =169.70mm 冲孔周长 l2=29242=34=106.81mm 抗拉强度 b=370mpa500mpa3 计算得到 f冲裁=237.80kn，f落料=145.94kn，f冲孔=91.86kn。 查表 2-9 卸料力、推件力和顶件力系数5 得 k卸料=0.030.04 ，k顶件 =0.045 卸料力 f卸料=k卸料f冲孔3 f卸料=2.76kn 推件力 f顶件=n k顶件f落料3 f顶件=6.57kn 总冲裁力 f总= f冲裁+ f卸料+ f顶件 f总=247.13 kn 5. 2. 2 初步选择压力机 查表 1-2 开式固定台压力机（部分）参数4 选择压力机型号为 j23-25，标示 压力为 250kn，滑块行程 65mm，连杆调节长度 55mm，最大装模高度 270mm，模柄孔 半径为 25mm，深 70mm。 选压力机 j23-25 装模高度为 215270mm， 根据 hmin+10h模具hmax54 即，225mmh模具265mm。 5.5. 3 3 计算压力中心计算压力中心 本设计所选制件完全中心对称，其对称中心即为该制件的几何形状的中心。 5.5. 4 4 凸凹模刃口尺寸计算凸凹模刃口尺寸计算 5. 4. 1 确定间隙值 查表 2-2-2 冲裁模初始双面间隙 z（电器、仪表行业）4 得： zmin=0.100mm,zmax=0.140mm。 5. 4. 2 刃口尺寸计算 制造模具的方式大致可以分为两种：一、分别加工；二、配合加工。 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 7 本制件外形较为复杂，要求得到的精度 ti11，采用后者。此时，可先加工出凸 模和凹模，再配合加工制造凸凹模。 查表 2-31 磨损系数 x5 可得本设计所选制件的磨损系数均为 0.75 加工凹模时，有磨损以后变大的尺寸即 a 类： a1 凹=（7-0.750.090）0+0.0901/4=6.93+0.02 0mm a2 凹=（16-0.750.110）0+0.1101/4=15.92+0.03 0mm 加工凸模时，有磨损以后变小的尺寸即 b 类： b1 凸=（8+0.750.090）0-0.0901/4=8.070 -0.02 mm b2 凸=（18+0.750.130）0-0.1301/4=18.100 -0.03mm 定位两个凸模时有磨损以后不变的尺寸，即 c 类： c1=600.1901/8=600.02mm c2=57.380.1901/8=57.380.02mm(按加工方向放置时两侧小孔中心距) 该制件凸模、凹模按上述尺寸制造，凸凹模各部分尺寸按照上述凸模、凹模相 应部分尺寸配合加工制造，保证双面间隙值 zminzmax=0.1000.140mm。 6 6 模具各部分设计模具各部分设计 6.6. 1 1 模具各部分结构形式模具各部分结构形式 6. 1. 1 模架及导向形式 参考表 6-3-1 模架的具体形式及用途3 可得对比如下： 上模座、下模座和导柱、导套构成了一个整体即模架。由此对模架加以讨论。 模具可分为钢板模架和铸铁模架两大类。其中，前者有着强度大、加工工艺性 优异等优点，加工精度好，制造成本较高，因而本设计不选取此种模架。铸铁模架 应用更为普遍，足以达到本设计要求，本次最终选取铸铁模架。 模架又分为两大类滚动导向的、滑动导向的。其中，前者在导柱和导套之 间加入了小钢球，小球的运动连接上下运动；其优点十分明显导向精度非常好， 运行时刚性优异；多用于精度要求高的模具结构。本设计要求较低，故而不采用此 种形式，而选定滑动导向模架。滑动模架又分为好多类，其中后侧导柱模架不适用 于大型冲压模具，并且由于存在弯曲力矩，运行过程中上模座不平稳，本设计要使 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 8 制件达到 it11 级，精度较高，最大尺寸可达 74mm，故不采用后侧导柱模架；其中， 四导柱模架受力比较均匀，导向精度也比较高，适用于大型制件、精度很高的冲压 模具和生产量很大的自动冲压生产线，故本制件不选取此种模架；中间导柱模架运 行较为稳定，但是考虑到本设计需要横向送料，不能选择这种模架，而要选择对角 导柱模架。 另外，分析凸凹模间隙大小，参考表 7-42 导柱导套配合间隙（或过盈量）6 可得本设计中模架应当采用级精度。 6. 1. 2 制件定位及导向形式 常用来定位的零件有：定位板、导正销、挡料销、侧刃和导料尺等3。 本设计最终选定固定挡料销进行定位，具体见表 14-95 固定挡料销（摘自 jb/t 7649.10-2008）5 。 据上图所示表格，选择固定挡料销 a 10 jb/t 7649.10-2008。 6. 1. 3 设计卸料和出件部分 卸料装置有固定卸料装置和弹压卸料装置。前者卸料力较大，但冲裁时坯料无 法压紧，适于较硬较厚并且没有高精度要求的冲裁制件。而后者则对板料有压平作 用，所得制件表面平整光洁，广泛应用于复合模具中。本设计采用后者进行卸料。 卸料板与凸模间隙值也有要求，其单边间隙值在板料厚度的 0.10.2 倍之间3。 顶件装置有刚性顶件装置和弹性顶件装置，参考表 3-1-29 推件装置的形式及 应用示例3 可知根据本设计所选正装复合模具的特点应当选择弹性顶件装置。 可根据表 3-6-3 复合模推件装置的结构形式与特点，选定刚性推件形式。 出件时，车间如果备有气源装置，可以充分加以利用3。 6.6. 2 2 具体设计各部分的参数并选取标准件具体设计各部分的参数并选取标准件 6. 2. 1 计算落料凹模的具体数据 凹模外形可以设计成长方形或者圆形，本设计考虑材料的利用而选择长方形。 凹模厚度 h=kb（15mm）4 式中：h凹模厚度； b制件最大外形尺寸，本制件 b=71.22mm k系数，查表 4-3 系数 k 值5 可得 k=0.28 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 9 计算得 h=19.94mm 凹模壁厚 c=（1.52）h（3040mm）4 取定 c=32mm 计算得到凹模的长 l=2c+71.22mm=135.22mm；宽 b=2c+32mm=96mm。 以模架尺寸为准，凹模尺寸校正值为长 l=160mm，宽 b=160mm，厚 h=22mm。计 算设计各螺钉、销钉排布位置后得到凹模二维设计图及三维图纸见图 6-1、图 6-2 如下： 图 6-1 凹模三维图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 10 图 6-2 凹模 6. 2. 2 选定模架模柄 在此计算基础上，查表 14-5 对角导柱模架（摘自 gb/t 2851-2008）5 最终 选定模架 l=160，b=100，装模高度 h=190225mm，上模座尺寸（gb/t 2855.1- 2008）：16010040，下模座尺寸（gb/t 2855.2-2008）：16010050，导柱 （gb/t 2861.1-2008）:25180，28180，导套（gb/t 2861.3-2008）： 259038 和 289038。 由此进一步查表确定上模座、下模座、导柱、导套具体数据。 上模座查表 14-17 对角导柱上模座（gb/t 2855.1-2008）5 选择：对角导柱 上模座 16010040 gb/t 2855.12008。 下模座查表 14-18 对角导柱下模座（gb/t 2855.2-2008）5 选择：对角导柱 下模座 16010050 gb/t 2855.22008。 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 11 由压力机模柄孔尺寸 5070mm，根据表 14-64 旋入式模柄（摘自 jb/t7646.2-2008）选择旋入式模柄 b：旋入式模柄 b 50 jb/t 7646.22008。 由模柄尺寸选定紧定螺钉：m810。 导套查表 14-52 a 型导套（摘自 jb/t 2861.3-2008）5 选滑动导向导套 a 259038 gb/t 2861.32008 和滑动导向导套 a 289038 gb/t 2861.3 2008。 导柱查表 14-50 b 型导柱（摘自 jb/t 2861.1-2008）5 选滑动导向导柱 b 25180 gb/t 2861.12008 和滑动导向导柱 b 28180 gb/t 2861.12008。 由导柱导套可知：导套和上模座之间结合选压入式，取过盈配合:h7/r6；模架 精度为级：导套和导柱间选取间隙配合:h7/h6；导柱和下模座取过盈配合 h7/r6。 6. 2. 3 选定各板具体尺寸 以凹模尺寸为准，选择垫板、固定板、空心垫板，并进一步加工制造。 查表 14-115 矩形垫板（摘自 jb/t 7643.32008）5 最终确定垫板具体尺寸 如下：1601006、1601008，材料 45 钢或 t10a。 查表 14-117 矩形固定板（摘自 jb/t 7643.2-2008）5 最终确定固定板具体 尺寸如下：16010016、16010020，16010020，材料 45 钢，硬度 2832hrc 并将 16010020 的一个固定板加工制作成空心垫板。 在设计各孔、及固定销钉的槽之后得到凸凹模固定板三维图图 6-3、二维图 6- 4 和凸模固定板图三维 6-5、二维图 6-6 设计如所示： 图 6-3 凸凹模固定板三维图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 12 图 6-4 凸凹模固定板 图 6-5 凸模固定板三维图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 13 图 6-6 凸模固定板 查表 14-119 矩形凹模板（摘自 jb/t 7643.1-2008）5 最终确定凹模板的具 体尺寸如下：16010022，材料可选用 t10a、9mn2v、crwmn、cr12 或者 cr12mov。 查表 3-1-27 卸料板的最小厚度3 最终确定卸料板尺寸 16010012。确定卸 料螺钉尺寸并考虑固定挡料销、导料销的让位孔设置，得到卸料板见图 6-7、图 6- 8： 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 14 图 6-7 卸料板三维图 图 6-8 卸料板 由以上选择可确定闭模高度为 224mm，在下模座下面加垫块即可满足压力机装 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 15 模高度范围要求，垫块厚度范围为 1mm41mm。 6. 2. 4 确定冲孔凸模有关尺寸 l凸模 = h1+h2+h33， 式中：h1凸模固定板厚度，h1=16mm； h2空心垫板厚度，h2=20mm； h3凹模厚度，h3=22mm； l凸模=58mm 参考表 14-76 圆柱头缩杆圆凸模（摘自 jb/t 5826-2008）5 可得其初步具体 尺寸如图 6-9 所示： 图 6-9 凸模 最终决定将凸模中间的倒角改为 r=0.25mm。在确定各标注后得到凸模设计得到 二维图、三维图如下： 图 6-10 大凸模三维图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 16 图 6-11 大凸模二维图 图 6-12 小凸模三维图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 17 图 6-13 小凸模二维图 6. 2. 5 确定橡胶厚度 s工作=s1+ s2+ 1 式中：s1卸料板的行程，取 s1=2mm； s2模具修模量或者调整量，一般取 46mm，取 s2=6mm； s工作=9mm h0= s工作/（0.250.3） 式中：h0橡胶自由高度，取 35mm； h装配=（0.850.9）h0 式中：h装配橡胶装配高度，取 31mm； 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 18 6. 2. 6 初定凸凹模具体尺寸 l凸凹模= h1+ h2+ h3+ h43, 式中：h1凸凹模固定板厚度，取 h1=20mm； h2橡胶压缩后厚度，取 h2=30mm； h3卸料板厚度，取 h3=12mm； h4板料厚度，取 h4=2mm。 l凸凹模=62mm 此时，模具上半部分松弛状态时垫板以下是 62mm，考虑到卸料，取 l凸凹模 =61mm。 由于本设计所选制件形状不规则，凸凹模加工方法选择线切割，因而将固定形 式改为销钉固定，在凸凹模上打两个直径 4mm 的孔，其最终尺寸如图 6-14，三维图 见图 6-14 所示： 图 6-14 凸凹模 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 19 图 6-15 凸凹模三维图 6. 2. 7 上模部分出件形式 查表 10-19 顶板（摘自 jb/t7650.41994）7 选择 a 型，直径 d=71mm，厚度 h=7mm，材料为 45 钢，热处理硬度 4348hrc。 查表 10-20 带肩推杆（摘自 jb/t7650.11994）7 取 a 型，得到：带肩推 杆 a 870 jb/t 7650.12008、带肩推杆 a 1680 jb/t 7650.12008，和带肩 推杆 a 1285 jb/t 7650.12008。材料为 45 钢，硬度值范围为 4348hrc。 6. 2. 7 选定螺钉、销钉 a）卸料螺钉。根据表 8-10 卸料螺钉孔的尺寸可知 lh1+ h2+ h3 +h46 式中：h1垫板厚度，取 8mm； h2凹凸模固定板厚度，取 20mm； h1橡胶装配高度，取 30mm； h4上模座预留厚度，h40.5d1，d1为螺钉直径。 最终取 l=65mm，选 m8。 查表 6-49 圆柱头卸料螺钉（jb/t 7650.5-1994）8 可得螺钉：圆柱头卸料 螺钉 m865 jb/t 7650.5-2008。 b）紧固螺钉。查表 14-123 内六角圆柱头螺钉（摘自 gb/t 70.1-2008）5 可 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 20 得：内六角圆柱螺钉 m670 gb/t 70.12008 和内六角圆柱螺钉 m670 gb/t70.12008。 c）销钉。查表 14-130 淬硬钢和马氏体不锈钢圆柱销（摘自 gb/t 119.2- 2000）5 可选定销钉销 gb/t 119.2 635，销 gb/t 119.2 875，销 gb/t 119.2 630，销 gb/t 119.2 440。 7 7 零部件设计零部件设计 7.7. 1 1 顶件块的设计顶件块的设计 顶件块位于凹模内部，由带肩推杆顶出从而将制件从凹模中推出。为保证顶件 块运动的顺畅并保护凹模刃口部分，顶件块与凹模单边间隙为 0.2mm0.5mm，初步 确定两者间间隙为 0.2mm，肩部比凹模孔尺寸大近 1mm，在 autocad 中绘图得到顶件 块的具体尺寸。为保证顶件块在垂直方向上的正常运动，应当给予一定的导向设计， 由于凹模刃口不好加工，应尽量不磨损凹模，所以初步确定顶件块以中间凸模为导 向，另外两个凸模与顶件块之间保持一定的间隙，间隙也应在 0.2mm0.5mm 之间， 初步确定为 0.2mm，中间导向凸模与顶件块之间配合选定为 h8/f8。最终得到顶件块 具体尺寸见二维图图 7-1： 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 21 图 7-1 顶件块 7.7. 2 2 初步确定各孔的排布初步确定各孔的排布 参照表 8-11 螺钉孔、销钉孔的最小距离6 可得知各孔与边的最小距离以及孔 间距离和孔到刃口的最小距离，从而计算得到各孔的排布。详见图 7-2 和图 7-3。 图 7-2 上模座部分螺钉、销钉排布 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 22 图 7-3 下模座部分螺钉、销钉排布 初步确定各部分几何精度初步确定各部分几何精度 . . 公差配合汇总公差配合汇总 导套采用压入式，与上模座配合为过盈配合，选用 h7/r6；导柱导套间采用间 隙配合，级精度模架选用 h7/h6；导柱与下模座之间为过盈配合，选用 h7/r6。 查表 3-3 配合选择的范围1 确定销钉为过渡配合，再查表 3-4 轴的各种偏差 的基本应用1和表 2-8 基孔制优先、常用配合1得 h7/m6 并进行配作加工。 按上述方法查得凸模与固定板间配合为过渡配合，并选定为 n7/h6。 8.8. 2 2 粗糙度汇总粗糙度汇总 查表 3-15 ra 的应用范围1 确定加工基准面的粗糙度值为 0.8，有配合的面粗 糙度值为 0.8，刃口粗糙度值为 0.4。 8.8. 3 3 形位公差形位公差 查表 3-9 平行度、垂直度公差等级的应用1 确定本设计采用 5 级精度。 查表 2-18 平行度、垂直度、倾斜度公差（摘自 gb/t 1184-1996）1 确定 5 级公差下制件各部分平行度和垂直度。 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 23 又查表 2-19 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差（摘自 gb/t 1184-1996） 1 确定制件 5 级精度下的同轴度数值。 9 9 设计加工设计加工 小凸模加工设计见表 9-1 如下： 表 9-1 小凸模的加工设计9、10 工序号工序名称工序内容设备 工序简图 （示意图） 1 备料 将毛坯锻成 圆棒 15mm63mm 2 热处理球化退火 3 车削 按图车全形，单 边留 0.2mm 精加 工余量 车床 4 热处理 按热处理工艺， 淬火低温回火达 到 5860hrc 5 磨削 磨外圆，两端面 达到设计要求 磨床 6 钳工精修 全面达到设计要 求 7 检验 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 24 大凸模加工设计见表 9-2 如下： 表 9-2 大凸模的加工设计9、10 工 序 号 工序名 称 工序内容设备工序简图（示意图） 1 备料 将毛坯锻成圆棒 25mm63mm 2 热处理球化退火 3 车削 按图车全形，单边 留 0.2mm 精加工余 量 车床 4 热处理 按热处理工艺，淬 火低温回火达到 5860hrc 5 磨削 磨外圆，两端面达 到设计要求 磨床 6 钳工精 修 全面达到设计要求 7 检验 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 25 加工设计凹模尺寸过程见表 9-3 如下： 表 9-3 凹模的加工设计9、10 工序 号 工序名 称 工序内容设备工序简图（示意图） 1 备料 将毛坯锻成长方体 175mm110mm27mm 2 热处理球化退火 3 粗刨 刨六面达到 160mm100mm22mm 刨床 4 热处理调质处理 5 磨面磨光六面、互为直角磨床 6 钳工划 线 划出各孔位置线 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 26 （续表 9-3） 工序 号 工序名 称 工序内容设备工序简图（示意图） 7 加工螺 钉孔、 销钉孔 及穿丝 孔 按位置加工螺钉孔、销 钉孔和穿丝孔 钻床 8 热处理 按热处理工艺，淬火低 温回火达到 6062hrc 9 磨平面磨光上、下平面磨床 10 线切割 按图切割型孔达到尺寸 要求 11 钳工精 修 全面达到设计要求 12 检验 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 27 凹模刃口线切割加工设计见表 9-4 如下： 表 9-4 凹模线切割的设计9、10 放电间隙 0.01mm mo 丝直径 0.08mm 电压 70v电流 3a 起点为 o（0,0） 点 序号 bxbybjgz 备注 1b4802b 15805b015805gyl2 穿丝后起步 2b27297b9132b027297gxl3 3b2099b6673b009792gxnr2 4b27297b9132b027297gxl4 5b4802b 15805b000400gxnr3 6b27297b9132b027297gxl1 7b2099b6673b009792gxnr4 8b27297b9132b027297gxl2 9b4802b 15805b000400gxnr1 10d 加工结束 路线 图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 28 加工凸凹模的设计见表 9-5 如下： 表 9-5 凸凹模的加工设计9、10 工 序 号 工序名称工序内容设备工序简图（示意图） 1 备料 将毛坯锻成长方体 65mm35mm77mm 2 热处理球化退火 3 粗刨 刨各面达到 62mm33mm72.2m m 刨床 4 热处理调质处理 5 磨平面 磨光六面、互为直 角 磨床 6 钳工划线划出各空位置线 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 29 (续表 9-5) 工 序 号 工序名称工序内容设备工序简图（示意图） 7 加工销钉 孔、凹模 口 按位置加工销钉孔、 三个凹模口 钻床 8 热处理 按热处理工艺进行 淬火硬度最终达到 6064hrc 9 磨面 磨光上下平面、三 个凹模口 磨床 10 线切割 按图切割外形达到 尺寸要求 11 钳工精修全面达到设计要求 12 检验 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 30 线切割加工凸凹模设计见表 9-6 如下： 表 9-6 凸凹模线切割加工设计9、10 放电间隙 0.01mm mo 丝直径 0.08mm 电压 70v电流 3a起点为 o（0,20）点 序号 bxbybjgz 备注 1b4799b4737b004799gxl3 穿丝后起步 2b27303b8576b027303gxl3 3b2102b6682b002392gxnr2 4b27303b8576b027303gxl4 5b4799b 15258b000646gxnr3 6b27303b8576b027303gxl1 7b2102b6682b002392gxnr4 8b27303b8576b027303gxl2 9b4799b 15258b000646gxnr1 10d 加工结束 路线 图 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 31 结结 论论 本设计首先根据所给制件精度 it11 确定了制件各个尺寸的公差数据，并分析了 制件的结构工艺性。本制件结构工艺性良好，用冲压模具进行加工生产可以采用三 种方案，根据冲压产品性能、生产成本、效率最终选定落料冲孔复合模具进行生产。 根据制件特点进行了排样设计选择有废料排样，并且为斜排（排样图见图 5-4） ， 确定了刃口尺寸，由制件形状计算冲裁力，再根据冲裁力选定压力机 j23-2