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 日毕业设计（论文）中文摘要题 目：排气管法兰冲模结构及加工工艺设计摘要： 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 排气管法兰毕业设计（论文）外文摘要Title The Design of Structure and Manufacturing Technique of Stamping Die for Exhaust Pipe Flange AbstractThe part designed is exhaust pipe flange whose material is Q235 and it’s 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.Keywords： Stamping die Manufacturing technique Mold structure AutoCAD Exhaust pipe flange目次1 引言（或绪论） 12 明确课题所给出的制件的公差 13 制件结构工艺性分析 23．1 结构工艺特殊性 23．2分析本设计所选制件的材质 23. 3分析本设计所选制件的精度要求 34 确定冲压工艺方案 35计算相关的工艺参数 45. 1排样设计与计算 45.2 计算冲压力，初步选择压力机 55. 3 计算压力中心 65. 4 凸凹模刃口尺寸计算 76 模具各部分设计 76. 1 模具各部分结构形式 76. 2 具体设计各部分的参数并选取标准件 97 零部件设计 167. 1 顶件块的设计 167. 2 初步确定各孔的排布 16８ 初步确定各部分几何精度 17８. １ 公差配合汇总 178. 2 粗糙度汇总 188. 3 形位公差 189 设计加工 18结 论 26参 考 文 献 34致 谢 351 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 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：图2-1 制件公差图 3 制件结构工艺性分析3．1 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R＞0.5t（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D≥1.3t（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e1＞t，e2＞t，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3．2分析本设计所选制件的材质查表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84HRB～96HRB易知Q235材料满足冲裁件加工要求3. 3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IT8～IT6级，因而应当采用普通冲裁即可[1、3]。
4 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计算相关的工艺参数5. 1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=32mm＋2mm=34mm；工件利用率为η=A0÷A×100%[1]计算得η=1239.6mm²÷2686mm²×100%=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=74mm＋2mm=76mm；η=1239.6mm²÷2812mm²×100%=44.08%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=34mmη=1239.6÷(76.24×34)×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=60.6mmη=1239.6÷(38×60.6)×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。
η=1239.6÷(37×60.6)×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Δ[5] 得Δ=-0.7mm，则B=390-0.7mm，A=60.6mm，利用率53.82%5.2 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=1.3Ltτb≈Ltσb[5]本设计所选制件的周长L=2π×9＋2π×4×2＋2π×7×145°÷360°×2＋2π×16×35°÷360°×2＋4×28.68=276.51mm 落料周长L1=2π×7×145°÷360°×2＋2π×16×35°÷360°×2＋4×28.68 =169.70mm 冲孔周长L2=2π×9＋2π×4×2=34π=106.81mm抗拉强度σb=370MPa～500MPa[3]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=0.03～0.04 ，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 kN5. 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215～270mm，根据Hmin+10≤H模具≤Hmax－5[4]即，225mm≤H模具≤265mm5. 3 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. 4 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=0.140mm5. 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x[5] 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=（7-0.75×0.090）0+0.090×1/4=6.93+0.02 0mmA2凹=（16-0.75×0.110）0+0.110×1/4=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+0.75×0.090）0-0.090×1/4=8.070 -0.02 mmB2凸=（18+0.75×0.130）0-0.130×1/4=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=60±0.190×1/8=60±0.02mm C2=57.38±0.190×1/8=57.38±0.02mm(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zmin～zmax=0.100～0.140mm。
6 模具各部分设计6. 1 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Ⅱ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--20086. 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0.1～0.2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. 2 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=71.22mmK——系数，查表4-3 系数K值[5] 可得K=0.28计算得H=19.94mm凹模壁厚c=（1.5～2）H（≥30～40mm）[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=190～225mm，上模座尺寸（GB/T 2855.1--2008）：160×100×40，下模座尺寸（GB/T 2855.2--2008）：160×100×50，导柱（GB/T 2861.1--2008）:25×180，28×180，导套（GB/T 2861.3--2008）：25×90×38和28×90×38。
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160×100×40 GB/T 2855.1—2008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160×100×50 GB/T 2855.2—2008由压力机模柄孔尺寸φ50×70mm，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 7646.2—2008由模柄尺寸选定紧定螺钉：M8×10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 25×90×38 GB/T 2861.3—2008和滑动导向导套 A 28×90×38 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 25×180 GB/T 2861.1—2008和滑动导向导柱 B 28×180 GB/T 2861.1—2008。
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Ⅱ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/r66. 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 7643.3—2008）[5] 最终确定垫板具体尺寸如下：160×100×6、160×100×8，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：160×100×16、160×100×20，160×100×20，材料45钢，硬度28～32HRC并将160×100×20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图6-4 凸凹模固定板图6-5 凸模固定板三维图图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：160×100×22，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160×100×12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：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模高度范围要求，垫块厚度范围为1mm～41mm6. 2. 4 确定冲孔凸模有关尺寸L凸模 = h1+h2+h3[3]，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 大凸模三维图图6-11 大凸模二维图 图6-12 小凸模三维图图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4～6mm，取S2=6mm；∴S工作=9mmH0= S工作/（0.25～0.3）式中：H0——橡胶自由高度，取35mm；H装配=（0.85～0.9）H0式中：H装配——橡胶装配高度，取31mm；6. 2. 6 初定凸凹模具体尺寸L凸凹模= h1+ h2+ h3+ h4[3],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/T7650.4—1994）[7] 选择A型，直径D=71mm，厚度H=7mm，材料为45钢，热处理硬度43～48HRC查表10-20 带肩推杆（摘自JB/T7650.1—1994）[7] 取A型，得到：带肩推杆 A 8×70 JB/T 7650.1—2008、带肩推杆 A 16×80 JB/T 7650.1—2008，和带肩推杆 A 12×85 JB/T 7650.1—2008材料为45钢，硬度值范围为43～48HRC6. 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L≥h1+ h2+ h3 +h4[6] 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，h4≥0.5d1，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 M8×65 JB/T 7650.5--2008b）紧固螺钉查表14-123 内六角圆柱头螺钉（摘自GB/T 70.1--2008）[5] 可得：内六角圆柱螺钉 M6×70 GB/T 70.1—2008和内六角圆柱螺钉M6×70 GB/T70.1—2008c）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 6×35，销GB/T 119.2 8×75，销GB/T 119.2 6×30，销GB/T 119.2 4×407 零部件设计7. 1 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0.2mm～0.5mm，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0.2mm～0.5mm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：图7-1 顶件块7. 2 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、销钉排布图7-3 下模座部分螺钉、销钉排布８ 初步确定各部分几何精度８. １ 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，Ⅱ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/h68. 2 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0.48. 3 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。
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 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φ15mm×63mm2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58~60HRC5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 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φ25mm×63mm2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58~60HRC5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175mm×110mm×27mm2热处理球化退火3粗刨刨六面达到160mm×100mm×22mm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（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60~62HRC9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0.01mmMo丝直径0.08mm电压70V电流3A起点为O（0,0）点序号BXBYBJGZ备注1B4802B15805B015805GyL2穿丝后起步2B27297B9132B027297GxL33B2099B6673B009792GxNR24B27297B9132B027297GxL45B4802B15805B000400GxNR36B27297B9132B027297GxL17B2099B6673B009792GxNR48B27297B9132B027297GxL29B4802B15805B000400GxNR110D加工结束路线图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65mm×35mm×77mm2热处理球化退火3粗刨刨各面达到62mm×33mm×72.2mm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(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60～64HRC9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0.01mmMo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2B27303B8576B027303GxL33B2102B6682B002392GxNR24B27303B8576B027303GxL45B4799B15258B000646GxNR36B27303B8576B027303GxL17B2102B6682B002392GxNR48B27303B8576B027303GxL29B4799B15258B000646GxNR110D加工结束路线图结 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J23-25在模具各部分设计中，首先选定对角导柱模架，设计凹模尺寸后，根据凹模板L×B=160×100，矩形选定垫板，矩形固定板，卸料板，计算了橡胶尺寸，得到模具闭合高度224mm，安装在压力机上时，所加垫块厚度应为20mm具体零件见上述设计中附图在此次设计中，也遇到许多没有预料到的问题，比如制件外形尺寸的计算中，圆弧角度、切线的长度都难以测算，在老师同学的帮助下，本设计使用AutoCAD进行绘图并直接测量其长度再进行加和从而计算得到冲裁力在排样时，由于制件的外形特殊，需要斜排，这样送料就与平常所涉及送料方向相差90°，本来设计选取的是中间导柱模架，不能满足要求，最终改选成对角导柱模架还有在确定顶件块尺寸的时候，一开始并没有考虑到顶件块需要导向，在充分考虑后确定使用大凸模进行导向凸凹模进行固定时，由于考虑到加工设计，初步定为线切割，参考一定资料的定位方式后，决定将其定位方式改为销钉定位。
顶板运动时，考虑其上下运动的距离，仅仅在上模座上打孔是不够的，在同学的建议下采用8mm厚的垫板，在垫板上打孔，从而保证了其上下运动足够顺畅使用紧固螺钉时，一般的外六角螺钉所需打的孔比较大，使上模座、下模座的强度损失比较大，后改为内六角螺钉，缩小的孔径本设计仍然存在的问题是橡胶压缩后横向体积增大，可能会与导套发生触碰，在试用调节时应当加以修整，或者如果有更精确的设计方案可以考虑改变橡胶的外形设计，或者将橡胶替换为其他弹性元件由于本人能力有限，如有其他不足之处请读者多批评指正参 考 文 献1 肖景荣，姜奎华.冲压工艺学.北京：机械工业出版社，19992 何贡．互换性与测量技术．第二版．北京：中共计量出版社，20053 姜银方.袁国定.冲压模具工程师手册.北京：机械工业出版社，20114 丁松聚.冷冲模设计.北京：机械工业出版社，20015 王孝培.冲压手册.第3版.北京：机械工业出版社，20116 杨占尧.最新冲压模具标准及应用手册.北京：化学工业出版社，20107 曹立文.王冬.丁海娟.新编实用冲压模具设计手册.北京：人民邮电出版社，20078 齐卫东.简明冲压模具设计手册.北京：北京理工大学出版社，20109 黄毅宏.李明辉.模具制造工艺.北京：机械工业出版社，199910 王爱玲.沈兴全.吴淑琴.现代数控编程技术及应用.北京：国防工业出版社致 谢一叶落而知秋，毕业设计出现的时候，就知道大学就要结束了。
四年之中，寒来暑往，列位老师耳提面命，言传身教；冬夏交错，各位师长依旧谆谆教导，诲人不倦在此，本人衷心地感谢能够遇到你们，你们是这四年中最亮丽的色彩！感谢李国禄老师，刘金海老师，李海鹏老师，王桂新老师，韩广利老师，曹文杰老师，李永艳老师，董艳春老师，孙继兵老师，杨勇老师，焦永树老师等老师的悉心教导，在各位老师的课堂中，本人学习了材料加工的基本知识，包括冲压模具、压铸模具、塑料注射模具等，认识了各种模具结构，模具加工的大体流程，对本人今后的成长起到了巨大的指导作用，本人受益匪浅感谢谷春瑞老师，谷老师在答疑解惑之中，言谈举止之间是那么博学多识，经验丰富，又是那么平易近人在谷老师的耐心指导下本人努力查阅资料文献，根据参考书籍认真推导，终于一次又一次走出迷茫，冲破思维定势，将课本知识应用于实际生产之中，完成了毕业设计这样一个四年来最大的工程感谢同组的安巧丽，孙阳，苏静，韩雪蕊，侯庆华，杜鹃华，张莹等同学以及靳向东，魏捷，张春娇，刘亚鹏等同学，在各位的帮助下，本人在各方面获益良多，终于能够打破自己的局限，闪现出新的想法，找到新的方法途径再次感谢列位老师同学，在你们的教导帮助下，本人才得以顺利完成毕业设计。