1、毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 大扁头方颈螺栓的成型工艺分析和成型模具设计 1、标准件的基本概念 标准件 是应用最广泛的机械基础件。随着我国 2001 年加入 WTO 并步入国际贸易大国的行列。我国标准件产品大量出口到世界各国、世界各国的标准件产品也不断涌入中国市场。标准件作为我国进出口量较大的产品之一，实现与国际接轨，对推动中国标准件企业走向世界，促进标准件企业全面参与国际合作与竞争，都具用重要的显示意义和战略意义。 紧固件 实际是连结件（连接件）的一种，但因为种类繁多应用广泛，所以实际使用中单算一类，甚至 简称为标准件 。 标准件是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。在各种
2、机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、 仪器 、仪表和用品等上面，都可以看到各式各样的标准件。它的特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的种度也极高。因此也有人把已有国家标准的一类标准件称为标准标准件，或简称为 标准件 。 （一）标准件的分类 1.螺栓：由头部和螺杆 (带有外螺纹的圆柱体 )两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，有可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。 2.螺柱：没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中，
3、另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺 柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场合。 3.螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件，与一个带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合 (这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸连接 ;也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。 )紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。
4、4.螺母：带有内螺纹孔，形状一般呈显为扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。 5.自攻螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体，构件上需要事先制出小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。 6.木螺钉：也是与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用罗纹，可以直接旋入木质构件 (或零件 )中，用于把一个带通孔的金属 (或非金属 )零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连
5、接。 7.垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用 ;另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。 8.挡圈：供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。 9.销：主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用 。 10.铆钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带通孔的零件 (或构件 )，使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接，简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开，必须
6、破坏零件上的铆钉。 11.组合件和连接副：组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉 (或螺栓、自供螺钉 )与平垫圈 (或弹簧垫圈、锁紧垫圈 )组合供应 ;连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。 12.焊钉：由于光能和钉头 (或无钉头 )构 成的异类紧固件，用焊接方法把他固定连接在一个零件 (或构件 )上面，以便再与其他零件进行连接。 （二）标准件的特征 紧固件是作紧固连接用的一类机械零件，应用极为广泛 .紧固件的特点：品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度极高。因此，也有人把已有国家 (行业 )标准的一类紧固件
7、称为标准紧固件，简称为标准件。 由于每个具体紧固件产品的规格、尺寸、公差、重量、性能、表面情况、标记方法，以及验收检查、标志和包装等项目的具体要求，是分别规定在几个国家(行业 )标准中，例如有英制、德制和美制。 （三） 标准件 几个方面内容的标准： 1) 标准件 产品尺寸方面的标准：具体规定产品基本尺寸方面的内容 ;带螺纹的产品，还包括螺纹的基本尺寸、螺纹收尾、肩距、退刀槽和倒角、外螺纹零件的末端尺寸等方面内容。 2) 标准件 产品技术条件方面的标准。具体又包括以下几个方面内容的标准： a) 标准件 产品公差方面的标准：具体规定产品尺寸的公差和形位公差方面的内容。 b) 标准件 产品机械性能方
8、面的标准：具体规定产品机械性能等级的标记方法以及机械性能项目和要求方面的内容 ;有的紧固件产品则将此项内容改为产品材料性能 或工作性能方面的内容。 c) 标准件 产品表面缺陷方面的标准：具体规定产品表面缺陷种类和具体要求等方面的内容。 d) 标准件 产品的表面处理方面标准：具体规定产品表面处理种类和具体要求等方面的内容。 e) 标准件 产品试验方面的标准：具体规定上述各种性能要求试验方面的内容。 3) 标准件 产品验收检查、标志与包装方面的标准：具体规定产品出厂验收时抽查项目合格质量水平和抽样方案，以及产品标志方法和包装要求方面的内容。 4) 标准件 产品标记方法方面的标准：具体规定产品完整标
9、记方法 和简化标记方法方面的内容。 5) 标准件 其他方面的标准：如紧固件术语方面的标准，紧固件产品重量的标准等。 2、主题部分 （一）、标准件的发展现状 1、标准件工厂在传统的工业城市都有设立，以至于一般的地级市甚至县城都有工厂。此乃计划经济时代的背景所致，追求“大而全”的工业门类。这些基本上为国营和集体工厂，大约在 20 世纪的 80 年代后期开始衰败，一方面受其体制原因，难以和新兴的所有制工厂抗衡，另一方面受产业结构的调整，大约 90%以上的老紧固件工厂亏损、停产或倒闭。像沈标、广标、武标、腾标等均处于停产 、半停产状态，能够依靠改制、重组生存下来的国营或国有企业目前主要有上标集团、乍浦
10、标准件厂、常熟标准件厂等； 2、私营企业是目前紧固件制造厂的主体。无论从工厂数量、总产量和销售额来讲都是中国紧固件制造厂的主体。规模偏小，品质意识较差是当前私营企业的特征，这和经营者的原始积累的时间、急功近利的思想、管理水平的层次和国家对私营企业的支持等有关，但这中间也有些佼佼者，特别是利用企业转制而摇身为私营业者的工厂。其中有规模的私营工厂集中在宁波、温州地区。 3、外资企业特别是台资企业是“重磅炸弹”。从 90 年代中期以后， 台湾螺丝业者在大陆的投资明显增加，其中以 97 年投资设厂的晋亿、东明为标志，带来了更多的台湾同行。台资工厂的投资规模比较大、品质好、效率高，一般内外销兼做，前期以
11、外销为主，着眼未来的大陆市场。比较知名的还包括东莞春雨、宁波安拓、上海本原等。当然也有些香港的电子螺丝工厂、欧洲的建筑螺丝工厂及日本工厂等。 （二）、紧固件行业的市场形态 1、维持温饱型：这是在中国大小城市可以看到的最普遍的螺丝商店采用的形态。其特征是有一个小店面，有一部分库存，大约 10 20 万左右，每月销售 3、 5 万或 10 来万，成为紧固件行 业终端零售系统的主力军。一般维持温饱型的客户推销能力欠缺，基本上属于“坐商”而非“行商”的形态，每个商店依靠多年“守株待兔”的成果勉强维持店面开支，少数几个关系客户的效益好坏直接影响其收入状况。在销售价格没有办法提高的情况下，尽可能找到低价紧
12、固件行业知识及营销管理 5进货，哪怕品质差一些也无所谓，因此，“价格”成为决定性因素。依靠老乡关系、亲戚关系和勤俭持家的美德是这些夫妻老婆店的生存之道。 2、批发为主型：以规格全、库存大、价格低为特征，成为本行业的一级批发商，承担着向某区域市场的中小商家销售、配送、转运 的功能，一般都有千平米的仓库、送货车等。比如：广东建生、东莞沪江、福建昌英、江苏大世界、沈阳万泉等批发商，年消额均在 5 千万以上 3、跑单型：之所以也将此列为一个形态，因为这绝对是一个容易忽视但不可忽视的群体。所谓容易忽视，是因为这些经营者没有店面，甚至不需要行头，所以不容易看到；所谓不可忽视是因为这些经营者大都能生存就一定
13、有生存之道。一般从原来的企业，特别是国营企业出来，信息灵通、关系牢固、高价高利为特征，提供“全方位”服务。比如传统的“配套厂”、还有工程项目等等，相当一部分都由跑单完成。 4、专业型：又 称“紧固系统型”，一般由外资企业在华机构构成，如 BOSSARD、伍尔特、喜利得、惠鱼等。采取的销售模式不是批发也非零售，一般采取专业代理制，提供技术支持，甚至包括客户的直接服务。这不是简单的直销，而是将产品、服务、品牌与保障一并出售。一般服务的终端客户为外资大型企业、国家公共工程，员工普遍受教育程度较高，具备良好素质，并有持续的岗位教育和深造机会。 （三）、当前的问题 1、层次低下：不论是产品的档次、品质都
14、在世界范围内属低档产品。以外六角为例，目前大部分使用的都是 4.8 级产品，还有相当部分不达标的 4.8 级产品，而国外以 8.8 为主。 2、标准混乱：国家标准分新标、老标，习惯思维和标准化推广形成巨大抗衡，东西部地区差异甚大，加上外资涌入后欧洲的 DIN 标，日本的 JIS，美国的ASME 等标准导致市场上标准不统一，技术监督部门执法不公，形同虚设； 3、蚂蚁雄兵：从业人员过多，规模效益难以显现，效率低下，追逐小利无孔不入，而且观念落后是普遍的状态；随着新的营销模式的建立，以便利店代替夫妻老婆店，以直销性代替跑单型是必然的趋势。 3、一般的制备方法 锻造：锻造变形不能太大，一般在锤击时应采
15、用两轻一重的方法，高温区 轻击快锻，随后适当重击，接近终锻时轻击修整。此外，为保正锻件表面质量，锻件应力争一火锻成。 1、 冷镦冲模制造 用 冷镦 加工方法制造紧固件、连接件 (如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等 )用的钢称为 冷镦 钢，俗称铆螺钢。 通常使用的有调质型合金钢、低温回火型合金结构钢、低碳低合金高强度钢、铁素体 -马氏体双相钢等 。 冷镦 是在常温下利用金属塑性成形的。采用 冷镦 工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、成本低。但是 冷镦 工艺对原材料的质量要求较高。 冷镦 性能是 冷镦 钢的重要性能之一。 冷镦 钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于 冷镦 钢变形要具有
16、尽可能小的阻力和可能高的变形能力。为此，一般要求 冷镦 钢的屈强比为 0.50.65，断面收缩率大于 50%。此外，为避免在 冷镦 时表面开裂，要求钢材表面质量良好，同时钢材的表面脱碳要尽可能小。 2、 自由锻造成形 利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的一种加工方法。自由锻造时，除与上、下砧铁接触的金属部分受到约束外，金属坯料朝其它各个方向均能自由变形流动，不受外部的限制，故无法精确控制变形的发展。 由于自由锻件的形状与 尺寸主要靠人工操作来控制，所以锻件的精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低。自由锻主要应用于单件、小批量生产，修配
17、以及大型锻件的生产和新产品的试制等。 3、联合锻造 由于一种锻造方式无法精确满足模具需要，可由两种及两种以上的锻造的方法组成，如 自由锻 -胎模锻联合锻造 等满足具体需求 4、锤锻 将圆钢坯料插入下模腔内 , 用杠杆式 国形钳 夹上模罩于其上 , 启动气锤使之锤击护板 ,此后升起上模并移开 有时下模也一同升起 , 此时可将整模里于事先已准备好的套筒之上 , 下模于套筒之内悬空 , 用手锤或气锤轻锤护板 , 上、下模即可分离 , 最后翻转下模用冲子顶着活底垫 , 轻锤冲子 , 锻件即出。如图 1 图 1 1护板 2.取模环 3.六内角外膜 4.外六角冲头 5.上模套 6.锻件 7.固定头垫 8.
18、下模座 9.活底垫 4 参考文献 1 邱义臻 .胶塞模具制造专业化生产 期刊论文 -机械设计与制造 2009(2) 2 张清模具标准化制造及模具标准件的发 展 期刊论文 -无锡职业技术学学报 2008(5) 3 洪丽华 .陈永禄中国模具工业现状和模具技术发展趋势 期刊论文 -机电术 2007(2) 4 李志广 . 镶块锻模的可塑性设计 . 金属成形工艺 , 1998( 6) 5 张志文 . 锻造工艺学 . 北京 : 机械工业出版社 , 1984. 6 航空工艺装备设计手册 . 北京 : 国防工业出版社 , 1978. 7 中国机械工程学会锻压分会 . 锻压手册 . 北京 : 机械工业出版社 ,
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