排氣管法蘭沖模結(jié)構(gòu)及加工工藝設(shè)計(jì)說明書

1、河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)方向： 模具設(shè)計(jì)及制造 題 目： 排氣管法蘭沖模結(jié)構(gòu)及加工工藝設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要 題題 目：目：排氣管法蘭沖模結(jié)構(gòu)及加工工藝設(shè)計(jì) 摘要：摘要： 本設(shè)計(jì)選取制件為排氣管法蘭，材料為 Q235，精度為 IT11。本設(shè)計(jì)選用生產(chǎn) 方案為使用落料沖孔復(fù)合模具進(jìn)行加工。根據(jù)制件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對沖壓模具具體結(jié)構(gòu) 進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先分析了制件結(jié)構(gòu)工藝性，選用有廢料排樣并做出橫向送料斜排排 樣圖，根據(jù)沖裁力選用壓力機(jī)，確定了旋入式模柄、對角導(dǎo)柱模架、矩形墊板、 矩形固定板、卸料板、空心墊板、矩形凹

2、模板和橡膠的具體尺寸，選用剛性卸料 裝置利用氣源將制件頂出，選用彈性卸料裝置將條料卸下，選用剛性卸料裝置使 用帶肩推桿將沖孔廢料從孔中推出。 本設(shè)計(jì)使用 AutoCAD 繪制裝配圖和各零件圖，使用 UG 對主要零件進(jìn)行三維 造型，最終得到一張裝配圖和六張零件圖。 關(guān)鍵詞： 沖壓模具 加工工藝 模具結(jié)構(gòu) AutoCAD 排氣管法蘭 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要 TitleTitle The Design of Structure and Manufacturing Technique of Stamping Die for Exhaust Pipe Flange AbstractAbstract T

3、he 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 par

4、t 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 pl

5、ate, 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

6、 .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

7、 got. KeywordsKeywords： Stamping die Manufacturing technique Mold structure AutoCAD Exhaust pipe flange 目次 1 1 引言（或緒論）引言（或緒論）.1 2 2 明確課題所給出的制件的公差明確課題所給出的制件的公差.1 3 3 制件結(jié)構(gòu)工藝性分析制件結(jié)構(gòu)工藝性分析.2 31結(jié)構(gòu)工藝特殊性.2 32 分析本設(shè)計(jì)所選制件的材質(zhì) .2 3. 3 分析本設(shè)計(jì)所選制件的精度要求 .3 4 4 確定沖壓工藝方案確定沖壓工藝方案.3 5 5 計(jì)算相關(guān)的工藝參數(shù)計(jì)算相關(guān)的工藝參數(shù) .4 5. 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)

8、算 .4 5.2 計(jì)算沖壓力，初步選擇壓力機(jī) .5 5. 3 計(jì)算壓力中心 .6 5. 4 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 .7 6 6 模具各部分設(shè)計(jì)模具各部分設(shè)計(jì).7 6. 1 模具各部分結(jié)構(gòu)形式 .7 6. 2 具體設(shè)計(jì)各部分的參數(shù)并選取標(biāo)準(zhǔn)件 .9 7 7 零部件設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì).16 7. 1 頂件塊的設(shè)計(jì) .16 7. 2 初步確定各孔的排布 .16 初步確定各部分幾何精度初步確定各部分幾何精度.17 . 公差配合匯總 .17 8. 2 粗糙度匯總 .18 8. 3 形位公差 .18 9 9 設(shè)計(jì)加工設(shè)計(jì)加工.18 結(jié)結(jié) 論論.26 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).34 致致 謝謝.35 1 1 引言（

9、或緒論）引言（或緒論） 模具發(fā)展至今，應(yīng)用極為普遍，在成型中用來塑造材料外形而得得到產(chǎn)品的工 藝裝備，包括沖壓模具、塑料模具、鍛造模具、鑄造模具、粉末冶金模具、橡膠模 具、拉絲模具、無機(jī)材料成型模具及其他模具，幾乎深入到國民生活中的每一個(gè)角 落1。 近年以來，國際模具行業(yè)發(fā)展極為迅猛，不斷涌現(xiàn)的各種尖端科技隨即更新應(yīng) 用于實(shí)際模具加工生產(chǎn)之中。到目前為止，蓬勃發(fā)展的國內(nèi)模具產(chǎn)業(yè)在“十二五規(guī) 劃”的指導(dǎo)下，也在極力追隨世界頂尖技術(shù)的腳步，接連創(chuàng)造性地研制出多種新型 加工模具，三維打印崛地而起，然而，仍然有很多亟待改進(jìn)的地方 1。 本設(shè)計(jì)采用冷沖壓加工方法，這種方法是在常溫下，以壓力機(jī)為動力，以沖

10、壓 模具對毛坯施加作用力，迫使材料斷裂或者改造其外在形貌，最終得到具有相當(dāng)程 度的形狀精度、尺寸精度，達(dá)到一定的性能的零件。冷沖壓加工得到的產(chǎn)品成千上 萬，各不相同，其加工方法總體來講可以大致劃分為兩種一種是分離工序；另 外一種是變形工序1。又可以劃分為下幾種基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和 體積沖壓。 本設(shè)計(jì)選擇制件為排氣管法蘭，用以連接兩個(gè)管道、管材等，使用極其普遍。 制件材料為 Q235。用簡單的沖壓模具生產(chǎn)此制件，有利于降低成本，得到更高的生 產(chǎn)率，從而達(dá)到更高的經(jīng)濟(jì)效益。 2 2 明確課題所給出的制件的公差明確課題所給出的制件的公差 參考表2-3標(biāo)準(zhǔn)公差值（摘自國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1

11、800.3-1998）1，根據(jù)入體 原則可知公差如下圖所示： 圖 2-1 制件公差圖 3 3 制件結(jié)構(gòu)工藝性分析制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 31 1結(jié)構(gòu)工藝特殊性結(jié)構(gòu)工藝特殊性 沖壓件的外形大小可謂千差萬別，因而對于不同的制件根據(jù)其自身性質(zhì)有著不 同的工藝要求。本設(shè)計(jì)所選制件外形特別簡單，且呈現(xiàn)中心對稱的特點(diǎn)：由四段小 圓弧、兩個(gè)小圓、一個(gè)大圓、和相連接的切線組成了它的基本形貌，沒有對工藝要 求較高的形狀，所有圓角都滿足 R0.5t（R 為圓角半徑，t 為制件厚度） 。這樣的 特點(diǎn)使得模具制造起來比較容易且易于獲得較高的壽命。 所沖小孔要求尺寸范圍為 D1.3t（D 為小孔直徑，t 為制件厚度）

12、，本設(shè)計(jì)所 選制件孔的尺寸為 D1=8mm，D2=18mm，均符合工藝要求。 孔邊距不得小于料厚，本設(shè)計(jì)所選制件的孔邊距為 e1=3mm，e2=7mm，作比較易 得 e1t，e2t，可知滿足工藝要求。 本設(shè)計(jì)所選制件僅涉及沖裁工藝，無需拉深、彎曲等其他工序，比較簡單。 3 32 2 分析本設(shè)計(jì)所選制件的材質(zhì)分析本設(shè)計(jì)所選制件的材質(zhì) 查表 1-1-36 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶3 可知本設(shè)計(jì)所選制件采 用材料為 Q235，抗拉強(qiáng)度為 376MPa，屈服強(qiáng)度不小于 235MPa。 查表 1-1-98 各種類型沖壓件對材料的要求3 可知沖裁工藝對材料要求為抗 拉強(qiáng)度不高于 650MPa，伸長

13、率為 1%5%，硬度值范圍為 84HRB96HRB。 易知 Q235 材料滿足沖裁件加工要求。 3.3. 3 3 分析本設(shè)計(jì)所選制件的精度要求分析本設(shè)計(jì)所選制件的精度要求 沖裁可分為兩大類普通沖裁和精密沖裁，前者所得沖裁件精度一般在 IT9 級以下，而后者則可達(dá)到 IT8IT6 級，因而應(yīng)當(dāng)采用普通沖裁即可1、3。 4 4 確定沖壓工藝方案確定沖壓工藝方案 本設(shè)計(jì)所選制件為管道法蘭，生產(chǎn)量大，沖壓加工能夠取得較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 方案一：采用單工序模 落料 沖孔； 方案二：采用級進(jìn)模 沖孔 落料； 方案三：采用復(fù)合模 落料沖孔同時(shí)進(jìn)行。 分析方案一1：一般來講，單工序模適用于中小批量生產(chǎn)，大批量

14、時(shí)多選用連 續(xù)模，以提高生產(chǎn)率，從而降低模具生產(chǎn)成本。由此看來，不選此方案。 分析方案二1：級進(jìn)模一次行程完成以后，由沖床送料機(jī)器按照設(shè)定的步距將 條料向前平移，由此在一套模具上就可以實(shí)現(xiàn)多道工序同時(shí)加工。但是，級進(jìn)模工 作時(shí)需要多次定位，其定位精度難以提高，因而不選此方案。 分析方案三1：復(fù)合模在一次運(yùn)動中即可一次性達(dá)到數(shù)次加工效果的工藝 裝備。所得沖裁件同軸度高，表面平整，尺寸精度也很高；另外不會受到毛坯外形 的精度限制，費(fèi)角料也可加以生產(chǎn)。工作中無需多次定位，一次即可，因而可采用 方案三。 返觀本設(shè)計(jì)所選制件，要得到精度 IT11，兩側(cè)孔的位置精度較高，因此應(yīng)當(dāng)采 用方案三，使用復(fù)合模生

15、產(chǎn)。 進(jìn)一步設(shè)計(jì)方案三5：查表 8-9 凹凸模的最小壁厚（之一）5 得到裝模生產(chǎn) 本制件最小壁厚為 4.9mm，由本設(shè)計(jì)所選制件的幾何形貌可得其最小壁厚為 3mm，為 減少孔內(nèi)廢料的脹力，減小最小壁厚，并參考表 8-2 復(fù)合模正裝和倒裝比較5 應(yīng) 當(dāng)選取正裝復(fù)合模具進(jìn)行生產(chǎn)。 5 5 計(jì)算相關(guān)的工藝參數(shù)計(jì)算相關(guān)的工藝參數(shù) 5.5. 1 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 本設(shè)計(jì)所選制件精度要求 IT11，比較高，因而采用有廢料排樣的方法。 5. 1. 1 直排 a） 直排方案一：排樣如圖 5-1，查表 2-11 搭邊 a 和 a1的數(shù)值（低碳鋼）1 得工件間距 a1=2mm；搭邊值 a=2.5m

16、m；計(jì)算得條料寬 B=79mm；步距為 A=32mm2mm=34mm； 工件利用率為 =A0A100%1 計(jì)算得 =1239.6mm2686mm100%=46.15% 圖 5-1 直排方案一 b） 直排方案二：排樣如圖 5-2，得 a1=2mm；a=2.5mm；B=37mm；A=74mm2mm=76mm； =1239.6mm2812mm100%=44.08% 圖 5-2 直排方案二 5. 1. 1 斜排 a） 斜排方案一：排樣如圖 5-3 所示，a1=2mm；a=2.5mm；B=76.24mm ；A=32+2=34mm =1239.6(76.2434)100% =47.82% 圖 5-3 斜排

17、方案一 b） 斜排方案二：排樣如圖 5-4，a1=2.5mm；a=3mm；B=38mm；A=60.6mm =1239.6(3860.6)100% =53.82% 圖 5-4 斜排方案二 c） 斜排方案三：排樣如圖 5-5 所示，a1=2mm；a=2.5mm；B=37mm；A=66mm。 =1239.6(3760.6)100% =50.76% 圖 5-5 斜排方案三 綜上可知應(yīng)當(dāng)采用斜排方案二，工件對角線與條料間角度為 17，查表 2-14 條料寬度偏差 5 得 =-0.7mm，則 B=390-0.7mm，A=60.6mm，利用率 53.82%。 5.25.2 計(jì)算沖壓力，初步選擇壓力機(jī)計(jì)算沖壓

18、力，初步選擇壓力機(jī) 5. 2. 1 計(jì)算沖壓力 平刃口沖裁時(shí)，沖裁力 F沖裁=1.3LtbLtb5 本設(shè)計(jì)所選制件的周長 L=29242271453602 216353602428.68 =276.51mm 落料周長 L1=27145360221635 3602428.68 =169.70mm 沖孔周長 L2=29242=34=106.81mm 抗拉強(qiáng)度 b=370MPa500MPa3 計(jì)算得到 F沖裁=237.80kN，F(xiàn)落料=145.94kN，F(xiàn)沖孔=91.86kN。 查表 2-9 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)5 得 K卸料=0.030.04 ，K頂件 =0.045 卸料力 F卸料=K卸料F

19、沖孔3 F卸料=2.76kN 推件力 F頂件=n K頂件F落料3 F頂件=6.57kN 總沖裁力 F總= F沖裁+ F卸料+ F頂件 F總=247.13 kN 5. 2. 2 初步選擇壓力機(jī) 查表 1-2 開式固定臺壓力機(jī)（部分）參數(shù)4 選擇壓力機(jī)型號為 J23-25，標(biāo)示 壓力為 250kN，滑塊行程 65mm，連桿調(diào)節(jié)長度 55mm，最大裝模高度 270mm，模柄孔 半徑為 25mm，深 70mm。 選壓力機(jī) J23-25 裝模高度為 215270mm， 根據(jù) Hmin+10H模具Hmax54 即，225mmH模具265mm。 5.5. 3 3 計(jì)算壓力中心計(jì)算壓力中心 本設(shè)計(jì)所選制件完全

20、中心對稱，其對稱中心即為該制件的幾何形狀的中心。 5.5. 4 4 凸凹模刃口尺寸計(jì)算凸凹模刃口尺寸計(jì)算 5. 4. 1 確定間隙值 查表 2-2-2 沖裁模初始雙面間隙 z（電器、儀表行業(yè)）4 得： zmin=0.100mm,zmax=0.140mm。 5. 4. 2 刃口尺寸計(jì)算 制造模具的方式大致可以分為兩種：一、分別加工；二、配合加工。 本制件外形較為復(fù)雜，要求得到的精度 TI11，采用后者。此時(shí)，可先加工出凸 模和凹模，再配合加工制造凸凹模。 查表 2-31 磨損系數(shù) x5 可得本設(shè)計(jì)所選制件的磨損系數(shù)均為 0.75 加工凹模時(shí)，有磨損以后變大的尺寸即 A 類： A1 凹=（7-0.

21、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 加工凸模時(shí)，有磨損以后變小的尺寸即 B 類： 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 定位兩個(gè)凸模時(shí)有磨損以后不變的尺寸，即 C 類： C1=600.1901/8=600.02mm C2=57.380.1901/8=57.380.02mm(按加工方向放置時(shí)兩側(cè)小孔中心距) 該制件凸模、凹模按上述尺寸制造，

22、凸凹模各部分尺寸按照上述凸模、凹模相 應(yīng)部分尺寸配合加工制造，保證雙面間隙值 zminzmax=0.1000.140mm。 6 6 模具各部分設(shè)計(jì)模具各部分設(shè)計(jì) 6.6. 1 1 模具各部分結(jié)構(gòu)形式模具各部分結(jié)構(gòu)形式 6. 1. 1 模架及導(dǎo)向形式 參考表 6-3-1 模架的具體形式及用途3 可得對比如下： 上模座、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套構(gòu)成了一個(gè)整體即模架。由此對模架加以討論。 模具可分為鋼板模架和鑄鐵模架兩大類。其中，前者有著強(qiáng)度大、加工工藝性 優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，加工精度好，制造成本較高，因而本設(shè)計(jì)不選取此種模架。鑄鐵模架 應(yīng)用更為普遍，足以達(dá)到本設(shè)計(jì)要求，本次最終選取鑄鐵模架。 模架又分為兩大類滾

23、動導(dǎo)向的、滑動導(dǎo)向的。其中，前者在導(dǎo)柱和導(dǎo)套之 間加入了小鋼球，小球的運(yùn)動連接上下運(yùn)動；其優(yōu)點(diǎn)十分明顯導(dǎo)向精度非常好， 運(yùn)行時(shí)剛性優(yōu)異；多用于精度要求高的模具結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)要求較低，故而不采用此 種形式，而選定滑動導(dǎo)向模架?；瑒幽＜苡址譃楹枚囝悾渲泻髠?cè)導(dǎo)柱模架不適用 于大型沖壓模具，并且由于存在彎曲力矩，運(yùn)行過程中上模座不平穩(wěn)，本設(shè)計(jì)要使 制件達(dá)到 IT11 級，精度較高，最大尺寸可達(dá) 74mm，故不采用后側(cè)導(dǎo)柱模架；其中， 四導(dǎo)柱模架受力比較均勻，導(dǎo)向精度也比較高，適用于大型制件、精度很高的沖壓 模具和生產(chǎn)量很大的自動沖壓生產(chǎn)線，故本制件不選取此種模架；中間導(dǎo)柱模架運(yùn) 行較為穩(wěn)定，但是考慮到

24、本設(shè)計(jì)需要橫向送料，不能選擇這種模架，而要選擇對角 導(dǎo)柱模架。 另外，分析凸凹模間隙大小，參考表 7-42 導(dǎo)柱導(dǎo)套配合間隙（或過盈量）6 可得本設(shè)計(jì)中模架應(yīng)當(dāng)采用級精度。 6. 1. 2 制件定位及導(dǎo)向形式 常用來定位的零件有：定位板、導(dǎo)正銷、擋料銷、側(cè)刃和導(dǎo)料尺等3。 本設(shè)計(jì)最終選定固定擋料銷進(jìn)行定位，具體見表 14-95 固定擋料銷（摘自 JB/T 7649.10-2008）5 。 據(jù)上圖所示表格，選擇固定擋料銷 A 10 JB/T 7649.10-2008。 6. 1. 3 設(shè)計(jì)卸料和出件部分 卸料裝置有固定卸料裝置和彈壓卸料裝置。前者卸料力較大，但沖裁時(shí)坯料無 法壓緊，適于較硬較厚并

25、且沒有高精度要求的沖裁制件。而后者則對板料有壓平作 用，所得制件表面平整光潔，廣泛應(yīng)用于復(fù)合模具中。本設(shè)計(jì)采用后者進(jìn)行卸料。 卸料板與凸模間隙值也有要求，其單邊間隙值在板料厚度的 0.10.2 倍之間3。 頂件裝置有剛性頂件裝置和彈性頂件裝置，參考表 3-1-29 推件裝置的形式及 應(yīng)用示例3 可知根據(jù)本設(shè)計(jì)所選正裝復(fù)合模具的特點(diǎn)應(yīng)當(dāng)選擇彈性頂件裝置。 可根據(jù)表 3-6-3 復(fù)合模推件裝置的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)，選定剛性推件形式。 出件時(shí)，車間如果備有氣源裝置，可以充分加以利用3。 6.6. 2 2 具體設(shè)計(jì)各部分的參數(shù)并選取標(biāo)準(zhǔn)件具體設(shè)計(jì)各部分的參數(shù)并選取標(biāo)準(zhǔn)件 6. 2. 1 計(jì)算落料凹模的具體

26、數(shù)據(jù) 凹模外形可以設(shè)計(jì)成長方形或者圓形，本設(shè)計(jì)考慮材料的利用而選擇長方形。 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系數(shù)，查表 4-3 系數(shù) K 值5 可得 K=0.28 計(jì)算得 H=19.94mm 凹模壁厚 c=（1.52）H（3040mm）4 取定 c=32mm 計(jì)算得到凹模的長 L=2c+71.22mm=135.22mm；寬 B=2c+32mm=96mm。 以模架尺寸為準(zhǔn)，凹模尺寸校正值為長 L=160mm，寬 B=160mm，厚 H=22mm。計(jì) 算設(shè)計(jì)各螺釘、銷釘排布位置后得到凹模二維設(shè)計(jì)圖及三維圖紙見圖 6-1、圖 6

27、-2 如下： 圖 6-1 凹模三維圖 圖 6-2 凹模 6. 2. 2 選定模架模柄 在此計(jì)算基礎(chǔ)上，查表 14-5 對角導(dǎo)柱模架（摘自 GB/T 2851-2008）5 最終 選定模架 L=160，B=100，裝模高度 H=190225mm，上模座尺寸（GB/T 2855.1- 2008）：16010040，下模座尺寸（GB/T 2855.2-2008）：16010050，導(dǎo)柱 （GB/T 2861.1-2008）:25180，28180，導(dǎo)套（GB/T 2861.3-2008）： 259038 和 289038。 由此進(jìn)一步查表確定上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套具體數(shù)據(jù)。 上模座查表 14-1

28、7 對角導(dǎo)柱上模座（GB/T 2855.1-2008）5 選擇：對角導(dǎo)柱 上模座 16010040 GB/T 2855.12008。 下模座查表 14-18 對角導(dǎo)柱下模座（GB/T 2855.2-2008）5 選擇：對角導(dǎo)柱 下模座 16010050 GB/T 2855.22008。 由壓力機(jī)模柄孔尺寸 5070mm，根據(jù)表 14-64 旋入式模柄（摘自 JB/T7646.2-2008）選擇旋入式模柄 B：旋入式模柄 B 50 JB/T 7646.22008。 由模柄尺寸選定緊定螺釘：M810。 導(dǎo)套查表 14-52 A 型導(dǎo)套（摘自 JB/T 2861.3-2008）5 選滑動導(dǎo)向?qū)?A

29、 259038 GB/T 2861.32008 和滑動導(dǎo)向?qū)?A 289038 GB/T 2861.3 2008。 導(dǎo)柱查表 14-50 B 型導(dǎo)柱（摘自 JB/T 2861.1-2008）5 選滑動導(dǎo)向?qū)е?B 25180 GB/T 2861.12008 和滑動導(dǎo)向?qū)е?B 28180 GB/T 2861.12008。 由導(dǎo)柱導(dǎo)套可知：導(dǎo)套和上模座之間結(jié)合選壓入式，取過盈配合:H7/r6；模架 精度為級：導(dǎo)套和導(dǎo)柱間選取間隙配合:H7/h6；導(dǎo)柱和下模座取過盈配合 H7/r6。 6. 2. 3 選定各板具體尺寸 以凹模尺寸為準(zhǔn)，選擇墊板、固定板、空心墊板，并進(jìn)一步加工制造。 查表 14-1

30、15 矩形墊板（摘自 JB/T 7643.32008）5 最終確定墊板具體尺寸 如下：1601006、1601008，材料 45 鋼或 T10A。 查表 14-117 矩形固定板（摘自 JB/T 7643.2-2008）5 最終確定固定板具體 尺寸如下：16010016、16010020，16010020，材料 45 鋼，硬度 2832HRC 并將 16010020 的一個(gè)固定板加工制作成空心墊板。 在設(shè)計(jì)各孔、及固定銷釘?shù)牟壑蟮玫酵拱寄９潭ò迦S圖圖 6-3、二維圖 6- 4 和凸模固定板圖三維 6-5、二維圖 6-6 設(shè)計(jì)如所示： 圖 6-3 凸凹模固定板三維圖 圖 6-4 凸凹模固定板

31、 圖 6-5 凸模固定板三維圖 圖 6-6 凸模固定板 查表 14-119 矩形凹模板（摘自 JB/T 7643.1-2008）5 最終確定凹模板的具 體尺寸如下：16010022，材料可選用 T10A、9Mn2V、CrWMn、Cr12 或者 Cr12MoV。 查表 3-1-27 卸料板的最小厚度3 最終確定卸料板尺寸 16010012。確定卸 料螺釘尺寸并考慮固定擋料銷、導(dǎo)料銷的讓位孔設(shè)置，得到卸料板見圖 6-7、圖 6- 8： 圖 6-7 卸料板三維圖 圖 6-8 卸料板 由以上選擇可確定閉模高度為 224mm，在下模座下面加墊塊即可滿足壓力機(jī)裝 模高度范圍要求，墊塊厚度范圍為 1mm41

32、mm。 6. 2. 4 確定沖孔凸模有關(guān)尺寸 L凸模 = h1+h2+h33， 式中：h1凸模固定板厚度，h1=16mm； h2空心墊板厚度，h2=20mm； h3凹模厚度，h3=22mm； L凸模=58mm 參考表 14-76 圓柱頭縮桿圓凸模（摘自 JB/T 5826-2008）5 可得其初步具體 尺寸如圖 6-9 所示： 圖 6-9 凸模 最終決定將凸模中間的倒角改為 R=0.25mm。在確定各標(biāo)注后得到凸模設(shè)計(jì)得到 二維圖、三維圖如下： 圖 6-10 大凸模三維圖 圖 6-11 大凸模二維圖 圖 6-12 小凸模三維圖 圖 6-13 小凸模二維圖 6. 2. 5 確定橡膠厚度 S工作=

33、S1+ S2+ 1 式中：S1卸料板的行程，取 S1=2mm； S2模具修模量或者調(diào)整量，一般取 46mm，取 S2=6mm； S工作=9mm H0= S工作/（0.250.3） 式中：H0橡膠自由高度，取 35mm； H裝配=（0.850.9）H0 式中：H裝配橡膠裝配高度，取 31mm； 6. 2. 6 初定凸凹模具體尺寸 L凸凹模= h1+ h2+ h3+ h43, 式中：h1凸凹模固定板厚度，取 h1=20mm； h2橡膠壓縮后厚度，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 此時(shí)，模具上半部分松弛狀態(tài)時(shí)墊板以下是

34、62mm，考慮到卸料，取 L凸凹模 =61mm。 由于本設(shè)計(jì)所選制件形狀不規(guī)則，凸凹模加工方法選擇線切割，因而將固定形 式改為銷釘固定，在凸凹模上打兩個(gè)直徑 4mm 的孔，其最終尺寸如圖 6-14，三維圖 見圖 6-14 所示： 圖 6-14 凸凹模 圖 6-15 凸凹模三維圖 6. 2. 7 上模部分出件形式 查表 10-19 頂板（摘自 JB/T7650.41994）7 選擇 A 型，直徑 D=71mm，厚度 H=7mm，材料為 45 鋼，熱處理硬度 4348HRC。 查表 10-20 帶肩推桿（摘自 JB/T7650.11994）7 取 A 型，得到：帶肩推 桿 A 870 JB/T 7

35、650.12008、帶肩推桿 A 1680 JB/T 7650.12008，和帶肩 推桿 A 1285 JB/T 7650.12008。材料為 45 鋼，硬度值范圍為 4348HRC。 6. 2. 7 選定螺釘、銷釘 a）卸料螺釘。根據(jù)表 8-10 卸料螺釘孔的尺寸可知 Lh1+ h2+ h3 +h46 式中：h1墊板厚度，取 8mm； h2凹凸模固定板厚度，取 20mm； h1橡膠裝配高度，取 30mm； h4上模座預(yù)留厚度，h40.5d1，d1為螺釘直徑。 最終取 L=65mm，選 M8。 查表 6-49 圓柱頭卸料螺釘（JB/T 7650.5-1994）8 可得螺釘：圓柱頭卸料 螺釘 M

36、865 JB/T 7650.5-2008。 b）緊固螺釘。查表 14-123 內(nèi)六角圓柱頭螺釘（摘自 GB/T 70.1-2008）5 可 得：內(nèi)六角圓柱螺釘 M670 GB/T 70.12008 和內(nèi)六角圓柱螺釘 M670 GB/T70.12008。 c）銷釘。查表 14-130 淬硬鋼和馬氏體不銹鋼圓柱銷（摘自 GB/T 119.2- 2000）5 可選定銷釘銷 GB/T 119.2 635，銷 GB/T 119.2 875，銷 GB/T 119.2 630，銷 GB/T 119.2 440。 7 7 零部件設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì) 7.7. 1 1 頂件塊的設(shè)計(jì)頂件塊的設(shè)計(jì) 頂件塊位于凹模內(nèi)部，由

37、帶肩推桿頂出從而將制件從凹模中推出。為保證頂件 塊運(yùn)動的順暢并保護(hù)凹模刃口部分，頂件塊與凹模單邊間隙為 0.2mm0.5mm，初步 確定兩者間間隙為 0.2mm，肩部比凹?？壮叽绱蠼?1mm，在 AutoCAD 中繪圖得到頂件 塊的具體尺寸。為保證頂件塊在垂直方向上的正常運(yùn)動，應(yīng)當(dāng)給予一定的導(dǎo)向設(shè)計(jì)， 由于凹模刃口不好加工，應(yīng)盡量不磨損凹模，所以初步確定頂件塊以中間凸模為導(dǎo) 向，另外兩個(gè)凸模與頂件塊之間保持一定的間隙，間隙也應(yīng)在 0.2mm0.5mm 之間， 初步確定為 0.2mm，中間導(dǎo)向凸模與頂件塊之間配合選定為 H8/f8。最終得到頂件塊 具體尺寸見二維圖圖 7-1： 圖 7-1 頂件塊

38、 7.7. 2 2 初步確定各孔的排布初步確定各孔的排布 參照表 8-11 螺釘孔、銷釘孔的最小距離6 可得知各孔與邊的最小距離以及孔 間距離和孔到刃口的最小距離，從而計(jì)算得到各孔的排布。詳見圖 7-2 和圖 7-3。 圖 7-2 上模座部分螺釘、銷釘排布 圖 7-3 下模座部分螺釘、銷釘排布 初步確定各部分幾何精度初步確定各部分幾何精度 . . 公差配合匯總公差配合匯總 導(dǎo)套采用壓入式，與上模座配合為過盈配合，選用 H7/r6；導(dǎo)柱導(dǎo)套間采用間 隙配合，級精度模架選用 H7/h6；導(dǎo)柱與下模座之間為過盈配合，選用 H7/r6。 查表 3-3 配合選擇的范圍1 確定銷釘為過渡配合，再查表 3-

39、4 軸的各種偏差 的基本應(yīng)用1和表 2-8 基孔制優(yōu)先、常用配合1得 H7/m6 并進(jìn)行配作加工。 按上述方法查得凸模與固定板間配合為過渡配合，并選定為 N7/h6。 8.8. 2 2 粗糙度匯總粗糙度匯總 查表 3-15 Ra 的應(yīng)用范圍1 確定加工基準(zhǔn)面的粗糙度值為 0.8，有配合的面粗 糙度值為 0.8，刃口粗糙度值為 0.4。 8.8. 3 3 形位公差形位公差 查表 3-9 平行度、垂直度公差等級的應(yīng)用1 確定本設(shè)計(jì)采用 5 級精度。 查表 2-18 平行度、垂直度、傾斜度公差（摘自 GB/T 1184-1996）1 確定 5 級公差下制件各部分平行度和垂直度。 又查表 2-19 同

40、軸度、對稱度、圓跳動和全跳動公差（摘自 GB/T 1184-1996） 1 確定制件 5 級精度下的同軸度數(shù)值。 9 9 設(shè)計(jì)加工設(shè)計(jì)加工 小凸模加工設(shè)計(jì)見表 9-1 如下： 表 9-1 小凸模的加工設(shè)計(jì)9、10 工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備 工序簡圖 （示意圖） 1 備料 將毛坯鍛成 圓棒 15mm63mm 2 熱處理球化退火 3 車削 按圖車全形，單 邊留 0.2mm 精加 工余量 車床 4 熱處理 按熱處理工藝， 淬火低溫回火達(dá) 到 5860HRC 5 磨削 磨外圓，兩端面 達(dá)到設(shè)計(jì)要求 磨床 6 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要 求 7 檢驗(yàn) 大凸模加工設(shè)計(jì)見表 9-2 如下： 表 9-2 大凸

41、模的加工設(shè)計(jì)9、10 工 序 號 工序名 稱 工序內(nèi)容設(shè)備工序簡圖（示意圖） 1 備料 將毛坯鍛成圓棒 25mm63mm 2 熱處理球化退火 3 車削 按圖車全形，單邊 留 0.2mm 精加工余 量 車床 4 熱處理 按熱處理工藝，淬 火低溫回火達(dá)到 5860HRC 5 磨削 磨外圓，兩端面達(dá) 到設(shè)計(jì)要求 磨床 6 鉗工精 修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 7 檢驗(yàn) 加工設(shè)計(jì)凹模尺寸過程見表 9-3 如下： 表 9-3 凹模的加工設(shè)計(jì)9、10 工序 號 工序名 稱 工序內(nèi)容設(shè)備工序簡圖（示意圖） 1 備料 將毛坯鍛成長方體 175mm110mm27mm 2 熱處理球化退火 3 粗刨 刨六面達(dá)到 160mm

42、100mm22mm 刨床 4 熱處理調(diào)質(zhì)處理 5 磨面磨光六面、互為直角磨床 6 鉗工劃 線 劃出各孔位置線 （續(xù)表 9-3） 工序 號 工序名 稱 工序內(nèi)容設(shè)備工序簡圖（示意圖） 7 加工螺 釘孔、 銷釘孔 及穿絲 孔 按位置加工螺釘孔、銷 釘孔和穿絲孔 鉆床 8 熱處理 按熱處理工藝，淬火低 溫回火達(dá)到 6062HRC 9 磨平面磨光上、下平面磨床 10 線切割 按圖切割型孔達(dá)到尺寸 要求 11 鉗工精 修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 12 檢驗(yàn) 凹模刃口線切割加工設(shè)計(jì)見表 9-4 如下： 表 9-4 凹模線切割的設(shè)計(jì)9、10 放電間隙 0.01mm Mo 絲直徑 0.08mm 電壓 70V電流 3

43、A 起點(diǎn)為 O（0,0） 點(diǎn) 序號 BXBYBJGZ 備注 1B4802B 15805BGyL2 穿絲后起步 2B27297B9132BGxL3 3B2099B6673BGxNR2 4B27297B9132BGxL4 5B4802B 15805BGxNR3 6B27297B9132BGxL1 7B2099B6673BGxNR4 8B27297B9132BGxL2 9B4802B 15805BGxNR1 10D 加工結(jié)束 路線 圖 加工凸凹模的設(shè)計(jì)見表 9-5 如下： 表 9-5 凸凹模的加工設(shè)計(jì)9、10 工 序 號 工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工序簡圖（示意圖） 1 備料 將毛坯鍛成長方體 65mm3

44、5mm77mm 2 熱處理球化退火 3 粗刨 刨各面達(dá)到 62mm33mm72.2m m 刨床 4 熱處理調(diào)質(zhì)處理 5 磨平面 磨光六面、互為直 角 磨床 6 鉗工劃線劃出各空位置線 (續(xù)表 9-5) 工 序 號 工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工序簡圖（示意圖） 7 加工銷釘 孔、凹模 口 按位置加工銷釘孔、 三個(gè)凹?？?鉆床 8 熱處理 按熱處理工藝進(jìn)行 淬火硬度最終達(dá)到 6064HRC 9 磨面 磨光上下平面、三 個(gè)凹?？?磨床 10 線切割 按圖切割外形達(dá)到 尺寸要求 11 鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 12 檢驗(yàn) 線切割加工凸凹模設(shè)計(jì)見表 9-6 如下： 表 9-6 凸凹模線切割加工設(shè)計(jì)9、10 放

45、電間隙 0.01mm Mo 絲直徑 0.08mm 電壓 70V電流 3A起點(diǎn)為 O（0,20）點(diǎn) 序號 BXBYBJGZ 備注 1B4799B4737BGxL3 穿絲后起步 2B27303B8576BGxL3 3B2102B6682BGxNR2 4B27303B8576BGxL4 5B4799B 15258BGxNR3 6B27303B8576BGxL1 7B2102B6682BGxNR4 8B27303B8576BGxL2 9B4799B 15258BGxNR1 10D 加工結(jié)束 路線 圖 結(jié)結(jié) 論論 本設(shè)計(jì)首先根據(jù)所給制件精度 IT11 確定了制件各個(gè)尺寸的公差數(shù)據(jù)，并分析了 制件的結(jié)構(gòu)工藝性。本制件結(jié)構(gòu)工藝性良好，用沖壓模具進(jìn)行加工生產(chǎn)可以采用三 種方案，根據(jù)沖壓產(chǎn)品性能、生產(chǎn)成本、效率最終選定落料沖孔復(fù)合模具進(jìn)行生產(chǎn)。 根據(jù)制件特點(diǎn)進(jìn)行了排樣設(shè)計(jì)選擇有廢料排樣，并且為斜排（排樣圖見圖 5-4） ， 確定了刃口尺寸，由制件形狀計(jì)算沖裁力，再根據(jù)沖裁力選定壓力機(jī) J23-25。在模 具各部分設(shè)計(jì)中，首先選定對角導(dǎo)柱模架，設(shè)計(jì)凹模尺寸后，根據(jù)凹模板 LB=160100，矩形選定墊板，矩形固定板，