离合器壳体冷冲压模具设计(全套资料

离合器壳体冷冲压模具设计(全套资料内容摘要：

他的冲模生产。 综合以上的分析可以选择复合模进行冲裁。 复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔及拉深等数到工序。 在完成这些工序的过程中无须进给运动。 主要是复合模具有如下的特点 1）冲件精度高 ，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好。 2） 冲裁件表面较平整 / 3）适宜冲薄料，也适宜冲脆性和软质材料。 4）可以充分利用短料和边角材料。 5）冲模面积较小。 复合模的最小壁厚 冲孔落料复合模的凸凹模，其刃口平面与冲件尺寸相同，这就产生了“最小壁厚”的问题。 为了增加凸凹模的强度和减少孔内废料的张力，可以采用对凸凹模有效刃口以下增加壁厚和将废料反向顶出的办法。 正装和反装的选择 从能否达到平整要求、操作是否方便、能否提高生产效率和保证安全生产等方面来邵阳学院毕业设计（论文） 11 分析，综合考虑可以选用 反装复合模。 考虑到凸凹模比较大，所以可以直接将凸凹模固定在底座上。 倒装复合模的结构比顺装复合模简单，所以应优先考虑采用倒装复合模。 最终能否采用复合模冲裁方案以及采用何种复合模结构的关键是验算冲压件的最小壁厚。 经验算 知道 冲压件的最小壁厚，可用倒装复合模冲裁方案。 模具结构论证 在保证产品尺寸公差等级的前提下，应尽量简化模具结构复杂程度，降低模具制造费用，这是设计模具的铁则。 而此 冲压件，因外形比较简单，且壁厚较大，所以采用复合模冲裁排样方案就比采用级进模冲裁的方案好。 计算毛坯尺寸 为了便于计算，把零 件分解成若干个简单的几何体，分别求出其面积后相加。 图示的零件可看成由圆部分（ a1），圆弧旋转部分（ a2 、 a4 ），截头锥形 a3 以及圆环 a5 部分组成，如图所示。 圆部分为： A1= mmdd 222  式中 1d 为圆圈部分直径 圆角球台部分面积可根据以下原理近似计算。 图 22 面积计算图 设 AB 为工件的母线（见图），工件的表面由 AB 曲线绕 yy 轴旋转而成，则工件表面积等于曲线的重心绕轴旋转一周所得的周长与曲线长度的乘积。 即： 邵阳学院毕业设计（论文） 12 AAB =2π XL 式中 L— 曲线的长度 X— 曲线的重心到旋转轴的距离。 其值为： X=Raasin 式中 R— 曲线圆弧半径； a— 曲线圆心角。 球台部分面积则为： A2 =2π（ 2cd + πar2 ） 2π ra 23 = 83π （ 2π ra +8r2a ） A4 =2π（ 2bd +rb +πbr2 ） 2π rb =4π （ 2π rb db +2π r2b +8r2b ） 式中 db ， dc 分别表示毛坯开口内圆直径和底部两圆心之间的距离； ra ， rb 分别表示工件中线在下圆角和上圆角处的圆角半径。 截头锥形： A3 =  2 1ddl， 其中 2122   ddhl 圆环面积为： A5 =π d2a －π（ db － rb ） 2 工件总面积为 A1 ， A2 ， A3 ， A4 和 A5 部分之和。 A=A 1 + A 2 + A3 + A 4 + A 5 = 42d +2π（ 2cd + πar2 ） 2π r a 23 +2π（ 2bd +r b + πbr2 ）2π rb +  2 1ddl +π d2a －π（ db － rb ） 2 毛坯面积和工件面积 相等，设毛坯直径为 D，则： 4πD2= 42d +2π（ 2cd +πar2 ）2π ra 23 +2π（ 2bd +rb + πbr2 ） 2π rb +  2 1ddl +π d2a －π（ db － rb ） 2 对于图示零件，其 da =180mm， db =252mm， dc =80mm， ra =8mm， rb =8mm 所以 D=352mm 通过计算可以算出其他部位的尺寸，最后得出冲裁前毛坯的形状和尺寸如图所 邵阳学院毕业设计（论文） 13 图 23 毛坯图 排样和计算材料的利用率 排样的结果是否合理是影响到材料利用、零件的质量、生产率、模具的结构与寿命及生产操作与 安全。 该工件的排样是根据落料的工序来设计的 ,考虑到操作的方便及模具的结构简单 ,故采用单排排样设计 ,由表 2— 16 查得 图 24排样图 参考 1 a1 =4㎜ ,a= ㎜ ,而且采用双排活动挡料销挡料 ,则条料的宽为 b=352+8=360 ㎜ 条料的进距为 h=352+4=356 ㎜。 而冲裁的利用律按式（ 2— 16计算）得 bhnA 式中 A— 冲裁件面积（㎜）； n— 一个进距内的冲裁数目； b— 条料的宽度（㎜）； h— 进距（㎜）。 代入数据可以得出： 邵阳学院毕业设计（论文） 14 材料的利用律为 %%1004357352%100 2  DbhnA 。 冲压工序的性质和工序次数的选择 综合分析该工件可得出，该冲压件需要的基本工序和次数有： （ a）落料； （ b）冲底部  95 的孔； （ c）冲 6个  的孔； （ d）冲 6个  16 的孔； （ e）冲 3个 10 的孔； （ f）拉深到 56㎜； （ g）底部局部成型； （ h）冲腰孔； （ i）腰部局部成形。 工艺组合及其方案比较 根据以上这些工序 ,可以做出下列各种组合方案。 方案一：（ a）落料； （ b）冲 6个  的孔，冲 6个  16 的孔，冲 3个 10 的孔及冲底部  95 的孔； （ c）拉深到 56㎜； （ d）底部局部成型 ,腰部局部成形及切边； （ e）冲矩形腰孔。 方案二：（ a）落料，冲底部  95 的孔； （ b）拉深到 56㎜； （ c）冲 6个  的孔 ,冲 6个  16的孔和冲 3 个 10 的孔； （ d）底部局部成型，腰部局部成形； （ e）冲矩形腰孔。 方案三：（ a）落料，拉深到 56 ㎜； （ b）底部局部成型 ,腰部局部 成形及切边； （ c）冲底部  95的孔，冲矩形腰孔； （ d）冲 6个  的孔 ,冲 6个  16的孔 冲矩形腰孔和冲 3 个 10 的孔。 方案四：（ a）落料冲底部  95的孔； 邵阳学院毕业设计（论文） 15 （ b）拉深到 56㎜； （ c）冲 6个  的孔，冲 6个  16 的孔，冲 3个 10 的孔； （ d）冲矩形腰孔； （ e）底部局部成型，腰部局部成形及切边 方案五： （ a）落料；拉深到 56 ㎜； （ b）底部局部成型 ,腰部局部成形和冲底部  95 的孔及切边； （ c）冲 6个  16的孔冲 6个  的孔 ,及冲矩形腰孔； （ d）钻 10 的螺纹孔。 对以上五种方 案进行比较，可以看出： 方案一，从生产效率、模具结构和寿命方面考虑，将落料和零件上的孔组合在三套模具上冲压，有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具的结构比较简单，操作也较方便。 但是，该方案的拉深，底部局部成型和腰部局部成形均安排在冲孔以后进行，拉深，底部局部成型和腰部局部成形回弹后孔距不容易保证，影响零件的精度。 方案二，落料，冲孔组合以及拉深和冲 6 个  的孔 ,冲 6 个  16 的孔和冲 3 个 10的孔组合冲出后再进行底部局部成型和腰部局部成形和冲矩形腰孔，可以最后保证矩形腰孔和所有孔的精度要求，虽然模具并没有减少，但是在提高精度方面却有了很大的进步。 方案三，落料，拉深组合及底部局部成型 ,腰部局部成形及切边组合采用复合模组合冲压，优点是节省工序和设备可以提高生产效率，但模具结构复杂。 冲底部  95 的孔，冲矩形腰孔方案四组合在一起能最后保证矩形孔的精度要求；同时冲 6 个  的孔 ,冲6 个  16 的孔和冲 3 个 10 的孔组合在一起也能够保证  的位置精度的要求。 缺点是成形后冲孔，模具结构复杂，刃磨和修理比较困难，上、下模操作也比较不方便。 方案四，冲 6 个  16 的孔和冲矩形腰孔在底部局部成型，腰部局部成形前进行，就不能够保证矩形孔的精度要求和保证  的位置精度的要求，同时在底部局部成型，腰部局部成形后二次冲孔的定位和费 用也较高。 方案五，情况与方案三基本相同，采用了三套模具可以完成，第一套是落料、拉深复合模；第二套是局部成形、冲孔的复合模；最后一套是冲孔的复合模。 但是的  孔改为钻孔，可以保证孔间的尺寸，同时也减少了模具的数目，有利于降低零件的生产成本。 缺点是增加了钻孔工序，增加工序的 时间。 当然底部的 3组 2—  ㎜的小孔不能邵阳学院毕业设计（论文） 16 采用冲压技术冲压成功，故采用在模具的冲压好后钻孔的技术来完成。 同时为保证上表面的平面度公差采用车来完成，而且整个零 件平行度需要保证，可采用最后的整形来完成。 通过以上的方案分析 ,可以看出，在一定的生产批量条件下，选用方案五是比较合理的。 确定了工艺方案以后 ,就可以进行该方案的模具结构的草图形式的确定如图所示 ,各工序的冲压力计算和冲压设备的选用。 （本设计只对第一套模具进行计算） 说 明本模具可完成落料,拉 深两个工序,条 料送进时,由 带导尺的固定板导向,冲 首件时以目测定位,待 冲第二个工件时,用档料销6定 具工作时,用 压力机的气垫压边,可 以获得较大的压边力,压 外,可使模具的结构简单,气 垫的压力是通过托杆4传 到压边圈9上进行压边的,工 件制出上模上行,打 杆19和 推件块21起作用,把 工件从凸凹模16中 推出. 图 25 模具草图邵阳学院毕业设计（论文） 17 3 具体的工艺计算 落料工艺的计算 冲裁力的计算 冲裁模设计时，为了合理的设计模具及选用设备，必须计算落料力。 压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适 应冲裁的要求。 该模具采用刚性卸料和弹性出料方式。 落料力 参考 2 F落 = 式中 F落 落料力 (N) L工件外轮廓周长 t材料的厚度  材料的抗剪强度 (MPa ) 由参考 3 附注可以知道  =260 MPa ， L= 352=1105 ㎜ 落料力则为 F落 = 1105 6 260=1867922N 卸料力 按式 (211)可以知道 F卸 =K卸 F落 式中 K卸 为卸料力因素 ,其值可以 由表 (215)查得 K卸 = 卸料力则为 F卸 = 1867922=74716N 推件力的计算 按式 (211)计算 F推=n K推 F冲 式中 K推 为推件力因素 ,其值可以由表 (215)查得 K推 = n 为卡在凹模其中的工件数 取 n =1 个 推件力则为 F推=1 933961=93396N 邵阳学院毕业设计（论文） 18 那么总的冲裁力为  退卸落 FFFF933961+37358+46698=2036034N 压力中心的确定 冲裁力合力的作用点称为压力中心，为了保证压力机和模具平稳的工作，必须是冲模的压力中心与压力机的滑块中心线相重合。 对于使用模柄的中小型模具就是使其压力中心与模柄轴线相重合。 否则使冲模和压力机滑块承受侧应力，引起 凸凹模间隙不均匀和导向零件加速磨损，甚至还会引起压力机导轨的磨损、影响压力机的精度。 对于工件外形尺寸大、形状复杂、多凸模的冲裁模，正确的 计算起压力中心就显得更加重要了， 通常我们采用计算法来求得其压力中心，由于此冲裁模就是对一个圆形件的冲裁，所以就可以将其简化为一个点上，也可以从其对称性来考虑，它的压力中心就是工件的圆心。 凸模的间隙值的确定 冲裁间隙对冲压的影响 ： 对断面质量的影响 间隙对尺寸精度的影响。 由于弹性变形的存在，冲裁结束后出现弹性恢复，使尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差 ，而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。 间隙对冲裁力的影响 冲裁间隙对冲裁力的影晌规律是间隙越小 ,变形区内压应力成分趟大 ,拉应力成分越小 ,材料变形抗力增加 ,冲裁力就越大。 反之 ,间隙越大 ,变形区内拉应力成分就越大 ,变形抗力降低 ,冲裁力就小。 间隙达材料厚的 5%20%时，冲裁力下降不明显。 当单边间隙 Z增大到材料厚度的 15%20%时，卸料力为 0。 间隙对模具寿命的影响。