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绪 论
大学三年学习立即结束，毕业设计是其中最终一个实践步骤，是对以前所学知识及所掌握技能综合利用和检验。伴随中国经济快速发展，采取模具生产技术得到愈来愈广泛应用。伴随工业发展，工业产品品种和数量不停增加。换型不停加紧，使模具需要不停增加，而对模具质量要求越来越高。模具技术在国民经济中作用越来越显得更为关键。
模具是一个特殊模型，用来塑造(制造)产品；从工艺角度，模具是一个成型制品特殊工艺装备。模具是工业生产基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％—80％零部件全部依靠模具成形，模具质量高低决定着产品质量高低，所以，模具被称之为“工业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产最终产品价值，往往是模具本身价值几十倍、上百倍。 现在，中国冲压技术和工业发达国家相比还比较落后，关键原因是中国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面和工业发达国家还有相当大差距，造成中国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面和工业发达国家模具相比差距相当大。
伴随国民经济总量和工业产品技术不停发展，各行各业对模具需求量越来越大，技术要求也越来越高。即使模具种类繁多，但其发展关键应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，尤其是现在中国尚不能自给，需大量进口模具和能代表发展方向大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业发展有重大影响。所以，部分关键模具标准件也必需关键发展，而且其发展速度应快于模具发展速度，这么才能不停提升中国模具标准化水平，从而提升模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。因为中国模具产品在国际市场上占有较大价格优势，所以对于出口前景好模具产品也应作为关键来发展。依据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好标准选择关键发展产品，而且所选产品必需现在已经有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来产品。
冲压是一个优异少无切削加工方法，含有节能省材、效率高、产品质量好、重量轻、加工成本低等一系列优点,在汽车、航空航天、仪器仪表、家电、电子、通讯、军工、日常见具等产品生产中得到了广泛应用.据统计，薄板成型后，制造了相当于原材料12倍附加值,在国民经济生产总值中，和其相关产品占四分之一，在现代汽车工业中，冲压件产值占总产值59%。伴随中国经济快速发展，采取模具生产技术得到愈来愈广泛应用。
在完成大学三年课程学习、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面知识，对机械制造、加工工艺有了一个系统、全方面了解，达成了学习目标。对于模具设计这个实践性很强设计课题，我们进行了大量实习。经过生产实习，我对于冷冲模含有了一个全新认识，丰富和加深了对多种模具结构和动作过程方面知识。在指导老师细心指导下和在工厂师傅讲解下，我们对于模具设计和制造工艺有了系统而深刻认识。同时在实习现场亲手拆装了部分经典模具实体并查阅了很多相关资料，经过这些实践，我们熟练掌握了模具通常工作原理、制造、加工工艺。经过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全方面了细节问题。锻炼了缜密思维并使我们初步含有了设计工作者应有素质。设计中，将充足利用和查阅多种资料，并和同学进行充足讨论，尽最大努力搞好此次毕业设计。
在设计过程中，将有一定困难，但有指导老师悉心指导和自己努力，相信会完满完成毕业设计任务。因为学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，恳请各位老师指正。
设 计 者：余 正 生
04月15日
第一章 零件工艺性分析
工件名称：齿轮螺栓垫片
生产批量：大批量
材 料：A3钢
厚 度：1mm
图1 零件图
1.1 零件总体分析
该零件为齿轮螺栓垫片，材料为A3钢，即为Q235旧牌号，含有良好塑性、韧性、冷冲压性能，能够进行通常冲压加工。零件形状较为复杂，采取圆弧过渡，但零件对称分布，有冲孔、落料两个工序特征。
1.1.1外形落料工艺性
齿轮螺栓垫片属于中等尺寸零件，料厚1mm，外形较为复杂，采取圆弧过渡，方便于模具加工，降低热处理开裂，降低冲裁时尖角处崩刃和过快磨损，尺寸精度要求通常。
1.1.2冲孔工艺性
有两个11孔，尺寸精度通常。
1.1.3冲裁件孔边距和孔间距
为避免工件变形和确保模具强度，孔边距和孔间距不能过小。【1】其最小许可值当取：。依据工件尺寸可得 ，所以工件尺寸符合要求。
冲孔时因凸模强度限制孔尺寸不应太小，不然凸模易折断，查表2.7.3【1】知，工件上孔直径大于或等于0.35倍料度即。由任务书零件图易于看出工件尺寸符合要求。
1.1.4尺寸精度
图示零件尺寸均未注公差通常尺寸，按通例取IT14级，尺寸精度较低，符合通常冲压经济精度要求。
第二章 工艺方案确实定
该零件所需基础冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。
方案一：单工序模生产。
方案二：落料冲孔复合模。
方案三：冲孔落料级进模。
采取方案一，生产率低，工件累计误差大，操作不方便，因为该工件为大批量生产，方案二和方案三更含有优越性。
该零件φ11mm孔和外圆之间最小距离为4.5mm，大于此凸凹模许可最小壁厚（2.7mm）（1），能够采取冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。但复合模模具形位精度和尺寸精度轻易确保，且生产率也高。尽管模具结构比较复杂但因为零件几何形状简单对称，模具制造并不困难。级进模虽生产率也高，但零件冲裁精度稍差。欲确保冲压件形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。经过对上述三种方按分析比较，该零件冲压生产采取方按二复合模为佳。
第三章 排样设计和计算
设计复合模时，首先要设计条料排样图。依据工件形状选择有废料排样，且为直排形式，即使材料利用率低于少废料和无废料排样，但工件精度高，且易于确保工件外形圆角。
3.1确定搭边和搭肩值
搭边和搭肩值通常是由经验确定，查表2.5.2【1】。取最小搭边值为，最小搭肩值。
3.2确定零件排样方案
设计模具时，条料排样很关键。分析零件形状可知，确定排样方案：条料从右至左送进，落料凸模冲压力比较均匀，零件形状精度轻易确保。条料排样图2所表示。
图2 排样方案
3.3计算送料步距和条料宽度
按如上排样方法，并依据工件尺寸确定送料步距为搭肩值和工件宽度之和。即
查表2.5.3可知条料宽度单向偏差为0.50mm，由公式计算以下：
所以确定条料宽度B为
导料板间距离（无侧压装置）
—条料宽度方向冲裁件最大尺寸。
—搭边值
C—导料板和条料之间间隙（查表2.5.5）
3.4计算材料利用率
依据通常市场供给情况，原材料选择冷扎薄钢板。每块可剪规格条料16条，材料剪切利用率达96％。
材料利用率通用公式【1】
式中A—一个冲裁剪面积。
n— 一个步距内冲裁件数量。
B—条料宽度。
S—步距。
材料利用率：
第四章 计算冲压力和初选压力机
4.1冲裁工序总力计算
由工件结构和前面所定冲压方案可知，本模具采取弹性卸料装置和下出料方法冲裁模。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等原因影响。本模具采取一般平刃口模具冲裁，其冲裁力P按下式计算：
式中 P—冲裁力（KN）。
K—系数，通常取1.3
L—冲裁件剪切周围长度（mm）。
t—冲裁件材料厚度（mm）
—被冲材料抗剪强度。
上式中抗剪强度和材料种类和坯料原始状态相关，可在手册中查询，为方便计算，可取材料，故冲裁力表示式又可表示为：
查手册【3】 取极限值
查表2.6.1【1】卸料力系数
卸料力
推件力
—推件力系数,由手册查得
n—同时卡在凹模工件(或废料)数,其中n=h/t
h—凹模刃部直壁洞口高度（mm），
t—料厚( mm)
查手册【5】表2.9.4 可得和h=6mm,故n=6/1.5＝4
工序总力
4.2初选压力机
压力机公称压力必需大于或等于工序总力。
查手册【2】初选开式可倾压力机参数初选压力机型号为J23-16和J23-25，见表一。
表一 所选择压力机相关参数
型号
公称压力/kN
滑块行程/mm
最大封闭高度/mm
工作台尺寸/mm
可倾斜角/。
封闭高度调整量/mm
J23-16
160
55
220
300×450
35
45
J23-25
250
65
270
370×560
30
55
4.3 确定压力中心
用解析法求模具压力中心坐标。按百分比画出零件尺寸，选择坐标系XOY。以下图3（下页）所表示。因零件左右对称，即xc＝0。故只需计算yc。将工件冲裁周围分成L1、L2、L3、L4、…L10、L11基础线段，求出各段长度重心位置:
图3 压力中心计算
L1＝40mm Y1=27mm
L2＝9.948mm Y2=25.44mm
L3＝5.39mm Y3=20.91mm
L4＝5mm Y4=17mm
L5＝5.39mm Y5=13.09mm L6＝3.84mm Y6=10.05mm
L7＝6.26mm Y7=3.92mm
L8＝5mm Y8=0mm
L9＝4.87mm Y9=3.38mm
L10＝28.29mm Y10=7mm
L11＝34.54mm Y11=17mm
第五章 模具结构形式选择和确定
5.1 模具类型选择
由冲压工艺分析可知，采取倒装复合冲压，所以模具类型为倒装复合模。
5.2定位方法选择
因为该模具采取是条料，所以选择导料销和挡料销来实现对冲裁条料定位。
5.3导向方法选择
为了提升模具寿命和工作质量，方便安装调整，该复合模采取后侧导柱导向方法。
5.4 卸料方法
该模具采取倒装结构，冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下。工件厚度为1mm，料厚相对较厚，卸料力也比较小，故可采取弹性卸料。
5.5 送料方法
采取手动送料。
第六章 模具工作零部件刃口尺寸计算
该零件属于无特殊要求通常冲孔落料件，外形尺寸由落料取得，小孔尺寸则由冲孔得到。
查表2.3.3可知
又模具精度等级为IT14级。
查表2.2【4】 取
6.1冲裁孔凸、凹模刃口尺寸计算
凸模尺寸
凹模尺寸
校核：
即 满足公差间隙条件。
6.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸计算
此落料件为形状较为复杂零件，所以利用凸凹模配作法，这种方法有利于取得最小合理间隙，放宽对模具加工设备精度要求。
以落料凹模为基准件，由公差表查得工件个尺寸公差等，确定x
采取配作法，计算凹模刃口尺寸，首先是依据凹模磨损后轮廓改变情况正确判定出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情况，然后分别按不一样计算公式计算。
a、凹模磨损后会增大尺寸-------第一类尺寸A
第一类尺寸：
b、凹模磨损后会减小尺寸-------第二类尺寸B
第二类尺寸：
c、凹模磨损后会保持不变尺寸 第三类尺寸C
第三类尺寸：
其落料凹模基础尺寸计算以下：
第一类尺寸：磨损后增大尺寸：
第三类尺寸：磨损后基础不变尺寸：
图4 落料凹模刃口部分尺寸
落料凸模基础尺寸和凹模相同，分别是71.63mm、16.785mm、4.775mm、19.74mm、39.69mm，无须标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸和落料凹模配制，确保最小双面合理间隙值Zmin=0.100（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分别见图4、5）
图5 落料凸模刃口部分尺寸
第七章 模具关键零部件设计
7.1工作零部件结构设计
7.1.1落料凹模设计
凹模采取整体式凹模，各冲裁凹模孔均采取线切割加工。安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心数据，使压力中心和模柄中心重合。整体式凹模装于下模座上, 凹模高度可按经验公式计算，即
凹模高度H=Kb
凹模壁厚C=(1.5～2)H
式中b----凹模孔最大宽度（但B大于15mm）
C-----凹模壁厚， 指刃口至凹模外形边缘距离
K=系数（查表2－40【5】K=0.22）
凹模高度H=Kb=0.22×71.63=15.76mm
按表取标准值H=16mm
凹模壁厚C= C=(1.5～2)H =24mm～32mm（）
凹模壁厚取32mm。
凹模宽度
凹模上螺孔到凹模外缘距离通常取（1.7～2.0）d,
图6 凹模上螺孔设计和选择
d为螺孔距离，因为凹模厚度为16mm，所以依据表2.46【2】查得螺孔选择4×M8螺钉固定在下模座。故选择图6 。
螺孔到凹模外缘最小距离【6】：
a2=1.5d=1.5×8=12mm
a3=1.13d=1.138≈9mm
凹模上螺孔到销孔距离通常取b>2d,所以b应大于16。
依据上述方法确定凹模外形尺寸须选择矩形凹模板160×125×16（JB/T7643.1）【6】
7.1.2 冲孔凸模设计
因为所冲孔均为圆形，而且全部不属于需要尤其保护小凸模，所以冲孔凸模采取台阶式。首先加工简单，其次便于装配和更换。
查表1－214【5】冲两个孔圆形凸模可选择标准件B型式。图7所表示（下页）。
图7 冲孔凸模结构形式
凸模长度通常是依据结构上需要而确定，其凸模长度用下列公式计算：
L=h1+h2+h3+h
式中 L—凸模长度， mm
h1—凸模固定板高度，mm
h2—卸料板高度，mm
h3—导料板高度，mm
h—附加高度，通常取15~20mm
冲裁11mm孔凸模尺寸及其组件确定和标准化（包含外形尺寸和厚度）
小凸模长度 L=20+14+6+18=58mm
由小凸模刃口d=11.15mm查手册【2】表2.54可知 h=5mm, D1=16mm, D=15mm, L=58㎜。
小凸模强度校核
要使凸模正常工作，必需使凸模最小断面压应力不超出凸模材料许用压应力，即
对于圆形凸模
式中 —圆形凸模最小截面直径，mm
t—冲裁材料厚度，mm
—冲裁材料抗剪强度，取140Mpa【3】
—凸模材料许用强度，取120Mpa【3】
dmin≥==4.67mm 所以承压能力足够。
抗纵向弯曲力校核
对于圆形凸模（有导向装置）
式中 Lmax ——许可凸模最大自由长度，mm
F ——冲模力,N
ｄ——凸模最小截面直径，mm
= =631.99mm 所以长度适宜。
凸模固定端面压力
q =<
式中 q—凸模固定端面压力，MPa
F—落料或冲孔冲裁力，N
—模座材料许用压应力（查表得120～160Mpa【3】）
q ==0.91MPa
凸模固定板端面压力小于120～160Mpa，凸模固定板承受压力适宜。
7.1.3落料凸模（凸凹模）设计
结合工件外形并考虑加工，外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个M8螺钉固定在垫板上，凸模按下式计算：
L=h1+h2+h3+h
其中： h1为固定板厚度（20 mm），h2为卸料板厚度（14mm），h3为导料板厚度（6 mm）， h为附加长度，关键考虑凸模进入凹模深度（1mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间安全距离（15mm～20mm）等原因。
所以：L=20+14+6+1+17=58 mm
凸模固定板材料可用45钢，结构形式和尺寸规格见手册【5】表15.57可得160×125×20。
7.2定位装置设计和标准化【6】
7.2.1挡料销及导料销设计和标准化
由设计结构可得该套模具所用挡料销和导料销规格尺寸一样，依据手册【4】选择。
型号：JB/T7649.9 6×25mm
材料为45钢圆柱挡料销,硬度43～48HRC
7.2.2挡料销和导料销位置确实定
由模具整体结构设计，导料销及导料销全部应经过卸料板固定于模具凸凹模上。且在模具闭合状态下，应高出卸料板3mm【1】。
依据分析选择废料孔后端定位时挡料销位置图8
图8 挡料销位置
L=D/2+C+d/2+0.1
=[72/2+74.2+6/2+0.1]mm=113.3mm
7.2.3导料销位置确实定
导料销在条料同一侧，采取从右向左送料方法，送料方向导料销应装在后侧。
7.3卸料装置设计及标准化【7】
7.3.1弹性卸料板结构形式
模具采取倒装结构，选择手册【6】图7－7（b）卸料板形式。由表7－8查得弹性卸料板厚度为12mm。装模具时卸料板孔和凸凹模得单边间隙为0.10mm，在模具开启状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，方便顺利卸料，卸料板工作行程为3.5mm。
7.3.2卸料螺钉选择
采取圆柱头卸料螺钉45钢，热处理硬度35～45HRC
规格 M12×90 JB/T7650.5
7.3.3卸料弹簧设计及选择
依据模具结构初选6根弹簧，每根弹簧卸料力为：
依据预压力和模具结构尺寸,查手册【5】试选弹簧具体参数是:D=35mm, d=6mm, H0=120mm , t=14.5mm, F许=960N, H1=88.4mm, 并计算以下：
，
校核：＞
所以所选弹簧是适宜。
弹簧规格为：
外 径：D=35mm
钢丝直径：d=6mm
自由高度：H0=120mm
装配高度：H2=H0-△H0 =120mm－26.04mm＝93.96mm
7.4推件装置设计和标准化【5】
7.4.1刚性推件装置设计和标准化
本套模具推件装置所需推件力大，且为了推件平稳可靠，应采取刚性推件装置。其结构形式见手册【5】
7.4.2推件块设计
本推件块端面外形应跟落料凹模刃口形状一致，整体外形应设计成台阶式方便和凹模配合完成推件，而在冲裁时不致和把推件块推出滑到模外。推件块在自由状态下应高出凹模面0.2～0.5mm。
推件块和凹模配合：因为外形件相对尺寸较大，外形形状相对复杂，所以推件内形和凹模为间隙配合H8/f8，推荐外形和凹模为非配合关系，属内导向。
7.4.3连接推杆选择
为了使推件装置推出平稳采取3根推杆。每根推杆所承受力为：
由手册查取适合本装置推杆规格为：φ6×65mm
7.4.4推板设计
由推出结构需要，推板适宜选择圆形即手册A型。
7.4.5打杆设计
打杆选择带肩A型打杆和推板配合以起到平稳推件作用。
其材料45钢 热处理硬度43～48HRC
规格： A11×110mm JB/T7650.1
7.5支撑固定零件设计和标准化【6】
由凹模周界L＝160mm,B=125mm，及卸料板外形尺寸，材料选为HT200,0I级精度后侧导柱模架。技术要求按JB/T8070—1995要求。
7.5.1模架选择
上模座标识：160×125×40 GB/T2855.5
下模座标识：160×125×50 GB/T2855.6
模柄标识： Bφ40×90 GB/T2862.3—81（见于手册5）
7.5.2 凸模固定板设计
因凸凹模尺寸较大所以直接用螺钉紧固在下模座上。
凸模固定板设计:
为了确保安装、固定牢靠，凸模固定板必需有一定厚度，由经验公式【6】计算凸模固定板厚度。
H=（1～1.5）D=（1～1.5）×11.215mm＝11.215mm～16.823mm
查手册【6】表7-2本模具取H=16mm，其外形尺寸应和凹模外形尺寸一致规格为160mm×125mm×16mm
7.5.3垫板设计【6】
在本模具采取弹性卸料装置中，上模座中设有推板等零件装置和让位空间，会使其厚度变薄，影响其抗压强度，所以应设一块垫板。其规格依据凹模外形尺寸选择160mm×125mm×12mm。
7.6导向零件设计和标准化【6】
本组模具采取是后侧导柱模座只需两对相同型号导柱导套。本模具冲裁间隙小应按H6/h5配合，材料选择20钢热处理要求渗碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技术要求按JB/T8070—1995要求。
导柱标识： B20h5×100×30 GB/T2861.2
导套标识： B20H6×45×23 GB/T2861.2
7.7 紧固零件设计和标准化【6】
本模具采取螺钉固定，销钉定位。其具体数据以下：
内六角圆柱头螺钉标识：GB/T70.1 M10×70
螺钉标识：GB/T5782 M12×35
销钉标识：GB/T11.21 8m6×80
第八章 冲压设备选择
经过前面设计知道，上模座厚度为40mm，上模垫板厚度为12mm，固定板厚度为16mm，凸模长度为58mm，凹模厚度为16mm，下模座厚度为50mm，凸模冲裁后进入凹模深度为2mm。
该模具闭合高度：
模具闭合高度159mm,依据前面初选压力机，选择JC23—25型压力机，其工作台尺寸为370×560mm,最大闭合高度为270mm，连杆调整长度为55mm.最终经过校核，选择JC23—25型压力机能满足使用要求。
其关键技术参数以下：
工称压力：250KN
滑块行程：55mm
最大闭合高度270mm
最大装模高度：250mm
连杆调整长度：55mm
工作台尺寸（前后×左右）：360mm×560mm
垫板尺寸（厚度×孔径）：40mm×210mm
模柄孔尺寸:φ60×75mm
最大倾斜角度：300
第九章 模具总装图
由以上设计，可得到模具总装图（装配图见附图）。模具上模部分关键由上模板、垫板、凸模固定板、凹模板、推件块等组成。推件方法由刚性推件装置凭借压力机压力来完成废料推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。卸料方法采取弹性卸料，以弹簧为弹性元件。
其工作过程是：条料在送进模具时由挡料销限位，导料销导向，使得条料正确定位。模具在工作时，上模部分随压力机下行，当上模部分和条料接触时，卸料板起压料作用和凹模一起作用将条料压紧随上模下行，压力机滑块继续下行冲孔凸模进入凸凹模在压力及刃口作用下完成冲裁。
压力机滑块回程，上模部分跟着一起上行，在打料杆等一系列推件装置作用下将制件推出凹模腔内，冲孔废料从凸凹模型孔内落下，和此同时卸料板在弹簧恢复作用下也将条料从凸凹模上拨落下来，完成卸料，卸料装置复位。条料再送进一个步距等候下一次回程冲裁。
第十章 零件分析
10.1零件作用
中模模柄是安装在压力机滑块模柄孔中 ，使模具中心线和压力机中心线重和，并把上模固定在压力机滑块连接零件上。模柄和压力机连接采取H11/d11间隙配合，模柄和上模座连接采取H7/h6经过三个螺钉固定在上模座窝孔内。
10.2零件工艺分析
模柄材料选择45钢，该材料含有较高硬度、抗压强度、抗拉强度，含有良好铸造工艺性（热锻变形抗力低、塑性好、铸造温度范围宽）和良好淬透性、淬硬性。
该零件关键加工面为A面、B面、C面、40外圆、85外圆。
A面和B面平面度影响模具装配以后接触精度和正确位置。
40和80外圆尺寸精度、同轴度直接影响模具装配好以后在冲压设备上正确位置。
由参考文件【4】中相关面孔加工经济精度及机床能达成位置精度。可知，上述技术要求是能够达成，零件结构工艺性也是可行。
第十一章 确定毛坯、画毛坯—零件合图
依据零件材料确定毛柸为锻件，依据零件使用情况确定生产类型为单件生产。毛柸铸造方法选择自由锻。为消除残余应力，铸造后选择安排退火。
由参考文件【6】知锻件机械加工余量和公差为两个等级E和F。依据使用要求选择F级，用查表法确定各表面加工余量如表2—1所表示：
表2—1 各加工表面总余量和公差
加工表面
基础尺寸
余量等级
余量数值
公差值
A面
90
F
9
B面
90
F
9
C面
90
F
9
40外圆
40
F
7
85外圆
85
F
9
依据表2—1中数据确定毛坯—零件合图以下图;
图 9 毛坯图
第十二章 工艺规程设计
12.1 定位基准选择
粗基准选择：零件加工是从车削开始，粗基准选择毛坯外圆表面，能够确保各加工表面含有足够加工余量。
精基准选择：使用粗加工以后外圆表面作为定位基面，零件轴心线既是设计基准又是装配基准，能够遵照“基准重合”标准。
12.2 制订工艺路线
依据各表面加工要求和多种加工方法能达成经济精度，确定各表面加工方法以下：
A面：粗车——半精车——精车
B面：粗车——半精车——精车
C面：粗车——半精车——精车
40外圆：粗车——半精车——精车
85外圆：粗车——半精车——精车
9和12台阶孔：钻——铰——锪底平面
11通孔：钻——铰
依据先面后孔、先关键表面后次要表面和先粗加工后精加工标准，将端面和外圆面粗加工放在前面，然后钻孔；再接着进行精加工。
确定工艺路线如表3—1(下页)：
表3—1 加工工艺路线
序号
工 序 内 容
简明说明
10
20
30
40
50
60
70
80
铸造
退火
粗车40外圆、B面和C面
粗车85外圆、A面
钻11通孔
钻9孔
半精车、精车40外圆、B面和C面，倒圆角
半精车、精车85外圆、A面，倒圆角
铰11通孔
铰9孔，锪12台阶孔
检验
消除应力
先加工基准
先加工面
后加工孔
粗加工结束
精加工开始
提升基准精度
先加工面
后加工孔
12.3 选择加工设备和刀、夹、量具
因为生产类型确定为单件生产，故加工设备宜用通用机床。其生产方法为通用机床配合专用夹具，工件在各机床上装卸和各机床间传送均由人工完成。各表面加工装备选择以下：
A面：车削加工时选择一般车床，型号为CA6140，加工刀具选择45o 车道，夹具使用三爪卡盘，量具使用游标卡尺。
B 面：车削加工时选择一般车床，型号为CA6140，加工刀具选择45o 车道，夹具使用三爪卡盘，量具使用游标卡尺。
C面：车削加工时选择一般车床，型号为CA6140，加工刀具选择90o 车道，夹具使用三爪卡盘，量具使用游标卡尺。
40外圆：车削加工时选择一般车床，型号为CA6140，加工刀具选择90o 车道，夹具使用三爪卡盘，量具使用游标卡尺。
85外圆：车削加工时选择一般车床，型号为CA6140，加工刀具选择45o 车道，夹具使用三爪卡盘，量具使用游标卡尺。
11通孔：选择摇臂钻床，型号为Z3025，刀具选择锥柄麻花钻，锥柄
扩孔钻倒角。选择锥柄机用铰刀，专用夹具，快换钻头，游标卡尺，塞规。
铰9和12台阶孔：选择摇臂钻床，型号为Z3025，刀具选择锥柄麻花钻，锥柄机用铰刀；台阶孔加工选择直径为12mm、带可换导柱锥柄平底锪钻，导柱直径为9mm。
12.4 加工工序设计
1. 工序10粗车及工序50半精车、精车Ａ面
查文件【６】中端面加工余量，取精车时端面加工余量为0.7mm，半精车端面加工余量为1.3ｍｍ，已知Ａ面总加工余量为9ｍｍ，故粗车削时加工余量为9-0.7-1.3=7ｍｍ。
查文件【７】取粗车时进给量f＝0.5mm/ｒ，半精车时进给量ｆ＝0.25mm/ｒ，精车时进给量ｆ＝0.1mm/ｒ。粗车走刀三次，背吃刀量为3mm、2mm、2mm，半精车走刀一次，背吃刀量为1.3mm，精车走刀一次，背吃刀量为0.7mm。
查文件【7】取粗车时主轴转速为n=400r/min，取半精车时主轴转速为n=600r/min，取精车时主轴转速为n=800r/min，据此算取对应切削速度分别为:
2. 工序20粗车及工序60半精车、精车B面
查文件【６】中端面加工余量，取精车时端面加工余量为0.7mm，半精车端面加工余量为1.3ｍｍ，已知B面总加工余量为9ｍｍ，故粗车削时加工余量为9-0.7-1.3=7ｍｍ。
查文件【７】取粗车时进给量f＝0.5mm/ｒ，半精车时进给量ｆ＝0.25mm/ｒ，精车时进给量ｆ＝0.1mm/ｒ。粗车走刀三次，背吃刀量为3mm、2mm、2mm，半精车走刀一次，背吃刀量为1.3mm，精车走刀一次，背吃刀量为0.7mm。
查文件【7】取粗车时主轴转速为n=400r/min，取半精车时主轴转速为n=600r/min，取精车时主轴转速为n=800r/min，据此算取对应切削速度分别为:
3. 工序10粗车及工序50半精车、精车C面
查文件【６】中端面加工余量，取精车时端面加工余量为0.7mm，半精车端面加工余量为1.3ｍｍ，已知C面总加工余量为9ｍｍ，故粗车削时加工余量为9-0.7-1.3=7ｍｍ。
查文件【７】取粗车时进给量f＝0.5mm/ｒ，半精车时进给量ｆ＝0.25mm/ｒ，精车时进给量ｆ＝0.1mm/ｒ。粗车走刀三次，背吃刀量为3mm、2mm、2mm，半精车走刀一次，背吃刀量为1.3mm，精车走刀一次，背吃刀量为0.7mm。
查文件【7】取粗车时主轴转速为n=400r/min，取半精车时主轴转速为n=600r/min，取精车时主轴转速为n=800r/min，据此算取对应切削速度分别为:
4. 工序10粗车及工序50半精车、精车40外圆面
查文件【6】中外圆加工余量，取外圆精加工余量为0.5mm，取外圆半精加工余量为1.5mm，已知40外圆总加工余量为7mm，故粗车时加工余量为7-0.5-1.5=5mm。
查文件【７】取粗车时进给量f＝0.5mm/ｒ，半精车时进给量ｆ＝0.25mm/ｒ，精车时进给量ｆ＝0.1mm/ｒ。粗车走刀二次，背吃刀量为2.5mm，半精车走刀一次，背吃刀量为1.5mm，精车走刀一次，背吃刀量为0.5mm。
查文件【7】取粗车时主轴转速为n=400r/min，取半精车时主轴转速为n=600r/min，取精车时主轴转速为n=800r/min，据此算取对应切削速度分别为:
5.工序20粗车及工序60半精车、精车85外圆面
查文件【6】中外圆加工余量，取外圆精加工余量为0.5mm，取外圆半精加工余量为1.5mm，已知85外圆总加工余量为9mm，故粗车时加工余量为9-0.5-1.5=7mm。
查文件【７】取粗车时进给量f＝0.5mm/ｒ，半精车时进给量ｆ＝0.25mm/ｒ，精车时进给量ｆ＝0.1mm/ｒ。粗车走刀三次，背吃刀量为3、2、2mm，半精车走刀一次，背吃刀量为1.5mm，精车走刀一次，背吃刀量为0.5mm。
查文件【7】取粗车时主轴转速为n=400r/min，取半精车时主轴转速为n=600r/min，取精车时主轴转速为n=800r/min，据此算取对应切削速度分别为:
6. 工序30钻及工序70铰11孔
查文件【6】孔加工余量，取钻孔尺寸为10.8，铰孔时达成11。
查文件【7】钻削时切削用量，取钻孔时进给量f=0.4mm/r，，取铰孔时进给量f=0.2mm/r。
查文件【7】取钻孔时主轴转速为n=500r/min，取铰孔时主轴转速为n=600r/min。据此算取对应切削速度分别为:
7. 工序40钻9孔及工序80锪12台阶孔
查文件【6】孔加工余量，取钻孔尺寸为8.8，铰孔时达成9，12台阶孔一次性用锪钻加工出来。
查文件【7】钻削时切削用量，取钻孔时进给量f=0.4mm/r，，取锪台阶孔时进给量f=0.2mm/r。
查文件【7】取钻孔时主轴转速为n=500r/min，取锪台阶孔时主轴转速为n=600r/min。据此算取对应切削速度分别为:
12.5 填写机械加工工艺过程卡和和机械加工工序卡
详见工艺卡和工序卡
第十三章 夹具设计
此次夹具设计是第40道工序——钻铰9孔和锪12台阶孔，该夹具适适用于Z3025摇臂钻床。
13.1确定设计方案
本道工序所加工孔为通孔，贯穿C面和A面，且和C面和A面垂直，加工时先钻9孔，然后用锪钻锪出12台阶孔。
钻9孔时，不管A面还是C面全部能够向上，不过锪台阶孔时要求C面必需向上。所以，定位时将A面置于支撑钉上，同时用V型块夹住85外圆，定V型块，拧动螺母使活动V型块夹紧工件，用锁紧螺母锁紧，盖上钻模板，并用菱形螺母压紧。拉出对顶销，转动分度盘，使对顶销进入分度盘上槽内，加工9孔；然后更换12快换钻套锪台阶孔。加工完以后松开V型块和菱形螺母，翻开钻模板，取下工件。
13.2配合要求选择
衬套和钻模板配合为H7/r6.
钻套和衬套配合为H7/g6.
钻孔时刀具和衬套内孔配合为F8/h6.
锪台阶孔时刀具和导套配合为G7/h6.
钻套轴线和定位面垂直度为0.1mm.
13.3夹具操作说明
装夹工件时先松开压紧钻模板菱形螺母，翻开钻模板，将工件放在支撑钉上，并靠近固定V型块，拧动压紧螺母使活动V型块夹紧工件，盖上钻模板，用菱形螺母压紧。拉出对定销，转动分度盘，使对定销进入分度盘内槽内，加工9孔，然后更换12快换钻套锪台阶孔。加工完以后先松开V型块，松开菱形螺母，翻开钻模板，取下工件。
结论
齿轮螺栓垫片属于形状较为复杂冲压件，分析其工艺性，并确定工艺方案。依据计算确定本制件排样方案及冲裁力，然后选择适宜压力机。本设计关键设计关键点是工件为外形是圆弧过渡，工件为非对称件，必需计算好压力中心
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