《汽车离合器压盘盖模具设计毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车离合器压盘盖模具设计毕业论文.doc（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、摘 要板料冷冲压、拉深加工是机械加工的一个重要组成部分。它应用十分广泛。但由于传统的加工存在着工艺方案选择不合理、冲压间隙选择过大，压力机不相匹配等问题。本文就以合理选用模具，设计汽车离合器压盘盖，过程如下：(1) 合理选材，设定工艺参数；(2) 经工艺分析、工艺计算，间隙值的选择，确定了该设计工艺流程及拉深模结构形式； (3)在冲压工艺中选择级进模；(4)对压力机做出了合理的选择；(5) 整个过程采用手工绘制模具的二维装配图和个别零件图；(6) 设计出汽车内轴承电磁离合器的压盘盖关键词：冲压模；离合器压盘盖；拉深模目 录摘 要I关键词：冲压模；离合器压盘盖；拉深模I1 前言12材料的选用及要
2、求22.0优质碳素结构钢08F22.1特性及适用范围：22.4要求23拉深模的设计43.0拉深工艺的计算43.1确定坯料直径43.2确定拉深系数mt43.3修边余量R的确定53.4拉伸次数53.5拉深凸凹模的间隙53.6凸凹模圆角半径的确定63.6.1凹模圆角半径的确定63.6.2凸模圆角半径的确定63.7拉深模工作部分尺寸的确定63.8模具的结构设计73.9压力机的选择84冲裁模具设计94.0 工艺方案的确定94.1工艺方案的分析94.1.1冲裁件的精度和表面粗糙度分析94.1.2尺寸标注分析与生产批量分析104.2 确定工艺方案104.2.3模具结构的选择104.2.4级进模的特点104.
3、3确定毛坯尺寸、搭边值104.4 排样和计算材料的利用率104.5工艺组合及其方案确定114.6冲裁力的计算114.7凸模与凹模刃口尺寸的确定125表面处理145.1热处理145.2润滑14总 结15致 谢16参考文献17 - III - 汽车离合器压盘盖模具设计1 前言21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。现在，汽车制造业发展迅速，而且更新速度很快。离合器是汽车动力系统的重要部件，它担负着将动力与发动机之间进行切断与连接的工作。在城市道路或者复杂路段驾驶时，离合器成了我们最频繁使用的部件之一，而离合器是由摩擦片，弹簧
4、片，压盘以及动力输出轴组成，其中压盘盖起着承载负荷的作用。中国目前设计制造离合器采用压铸和冲压与拉深两种模具，刚度要求高的采用压铸模，绝大多数采用冲压与拉深模具.模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。模具的发展方向为：充分运用IT技术发展 。模具设计、制造用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。外形车身和发动机是汽车两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为
5、汽车换型的主要制约因素。目前世界上汽车的改型换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现异地设计和异地制造。虚拟制造等IT技术的应用，将推动模具工业的发展，在这汽车制造业中，汽车离合器压盘盖制造是重要的一个方面。汽车离合器压盘盖的制造现在目前使用冲裁、拉深的工艺比广泛，这将会给汽车离合器压盘盖的制造带来新的发展。2材料的选用及要求2.0优质碳素结构钢08F2.1特性及适用范围：其强度低、钢质软、塑性和韧性好。一般使用不需进行热处理，但为消除因冷加工而产生的内
6、力，改善钢的切削性能，可进行热处理，冷加工可增加强度。常用于制造冲压件和渗碳件，如冲压制品、套筒、搪瓷制品、汽车外壳等。2.2化学成份：碳 C ：0.050.11硅 Si：0.03锰 Mn：0.250.50硫 S ：0.035磷 P ：0.035铬 Cr：0.10镍 Ni：0.25铜 Cu：0.252.3力学性能：抗拉强度b (MPa)：295(30)屈服强度 s (MPa)：175(18)伸长率 5 ()：35断面收缩率 ()：602.4要求拉伸后须保证尺寸200.02mm，300.1mm冲孔后须保证尺寸：35+0.150，38+0.160 mm，落料后保证1000-0.02此零件外观要求较
7、高，圆角处，圆弧处要明显，压印要清晰，表面无皱折及明显伤痕，毛刺要少，凸缘处要平整，凸台成型要到位。从而保证离合器可靠地安装在发动机与变速器之间，灵活接合与分离，以传递和切断发动机输出到变速器的动力，使汽车起步及换档时工作平稳，且在汽车急刹车时防止传动系统过载。2.5选材由以上分析得到，汽车离合器压盘盖材料选用08F钢3拉深模的设计3.0拉深工艺的计算3.1确定坯料直径 零件底部圆角半径r与凸缘转角半径R相等，即r=R时，坯料直径：D= (dt2+4dh-3.44dR)1/2D2=(dt2+4dh-3.44dR)2 =1002+43011-3.44302=11113.6因此,D=105.43.
8、2确定拉深系数mt mt=d/D （1）mt-有凸缘圆筒形件的拉深系数;d-零件筒形部分的直径；D-坯料直径; D=(dt2+4dh-3.44dR)1/2 （2）由(1)式(2)式得 （3）mt= d/ D= D= =2/(1002+43011-3.44302)1/2 =0.2853.3修边余量R的确定凸缘相对直径dt/d=100/30=3.3dt=100,根据下表由凸缘圆筒形拉深件的修边余量R,mm凸缘直径dt凸缘相对直径dt/d1.5以下1.5222.52.53252550501001001501.62.53.54.31.42.03.03.61.21.82.53.01.01.62.22.5
9、 修边余量R=2.2，毛坯尺寸为D=2.22+100=104.4，毛坯料为1000104.4mm3.4拉伸次数一次拉深，mt=0.2853.5拉深凸凹模的间隙拉深模的凸凹模之间间隙对拉深力、零件质量、模具寿命等都有影响。设计使用有压料圈的拉深模，查表得，单边间隙Z/2=（11.1）t=(44.4)mm,Z/2取4.2 mm3.6凸凹模圆角半径的确定3.6.1凹模圆角半径的确定首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径可按下式计算：rA1=c1c2trA1凹模圆角半径；c1考虑材料的力学性能系数，对于软钢，硬铝, c1=1,纯铝，铜c1=0.8；c2考虑板料厚度与拉深系数，查表得c2=（45），c1=
10、1rA1=c1c2t=（45）14=1620取rA1=183.6.2凸模圆角半径的确定首次拉深可取：rT1=(0.71.0) rA1=(0.71.0) 18=1.812.6取rT1=10最后一次拉深凸模圆角半径rTn即等于圆角半径r0但零件圆角半径如果小于拉深工艺性要求时，则凸模圆角半径应按工艺性的要求确定，（即rTt），然后通过整形工序得到零件要求的圆角半径。圆角半径r=2mm, rT1=(0.71.0) rA1=10,满足rT=10t=4mm3.7拉深模工作部分尺寸的确定对于最后一道工序的拉深模，其凸凹模工作部分尺寸及公差按零件的要求来确定，零件尺寸标注在外形以凹模为基准，工作部分尺寸为：
11、DA=(Dmax-0.75)+0ADT=(Dmax-0.75-z)0TDA 、DT凹凸模的尺寸；Dmax拉深件外径的最大极限尺寸；零件的公差；A、T凹凸模制造公差，z拉深模双面间隙；Dmax=30mm, =0.42，A、T查表得:A=0.08,T=0.05,z=z/22=8.4DA=(Dmax-0.75)+0A =29.685+0.080DT=(Dmax-0.75-z)0T =21.2850-0.053.8模具的结构设计该制件拉深属于浅拉深，采用倒装拉深模如下图所示，由于弹性元件装在下模座下压边机工作台面的孔中，因此空间较大，允许弹性元件有较大的压缩行程，可以拉深深度较大的拉深件。这副模具采用
12、了锥形压边圈6，在拉深时，锥形压边圈先将毛坯压成锥形，使毛坯的外径已经产生一定量的收缩，然后再将其拉成筒形件。采用这种结构有利于拉深变形，可以降低极限拉伸系数。弹性压边装置采用弹簧压边装置，弹簧应选用总压缩量大，压边力随压缩量缓慢增加的弹簧，图3.8所示。3.8.1拉伸凸凹模的结构有压料的拉深模凸凹模结构，拉伸直径D=30100mm，采用下图结构，这种结构有锥形凹模的改善金属流动、减少变形抗力，材料不易薄等特点外，还能减轻坯料的反复弯曲变形程度，提高冲件侧壁质量。凸凹模的锥角大，对拉深件有利。t2mm, 取60。图3.8.1所示。3.8.2校形带凸缘拉深件的整形部位常常有：凸缘平面侧壁、底平面
13、和凸凹模圆角半径。整形时由于工序件圆角半径变小，要求从邻边区域补充材料，如果邻近不能流动过来，则只有靠变形区本身的材料变薄来实现。这时，变形部位材料的伸长变形以2%5%左右为宜，变形过大则工件会破裂。3.9压力机的选择 采用油压机，工作原理利用帕斯卡原理，以油为工作介质，采用静压力传递进行工作，使滑块上下往复运动。该类压力机，压力大，而且是静压力，但生产率低，运用于拉深成形工序。油压机的主要特点：1. 设有上行下行快速装置及计数器，速度快、效率高、能耗低。2. 工作平稳、噪音低、符合环保要求。3. 采用液压件，经久耐用。4. 配有的电器元件及光电保护器，具有安全保护功能及超行程保护功能。5.
14、主机、 油箱整体结构，外形紧凑、美观、便于按装，机架与活动工作台精度高、刚性好、抗侧向力强；活动工作台速度快、生产效率高。4冲裁模具设计4.0 工艺方案的确定 良好的工艺性可以用最少的材料，最少的工序数和工时，使得模具结构简单且模具寿命长，能稳定地获得合格冲件。 4.1工艺方案的分析 图4.1所示，冲压件的工艺分析的目的是能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。冲压件的形状和尺寸分析：a. 冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用；b. 冲裁件内形及外形的转角，冲裁件內形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡；c. 冲裁件上凸出的悬臂和凹
15、槽，尽量避免冲裁件上过长的凸出，悬臂和凹槽宽度不宜过小；d. 冲裁件的孔边距与孔间距，为避免工件变形和保证模具强度，孔间距和孔边距不能过小；e. 在弯曲件和拉深件上冲孔时，孔边与直臂之间应保持一定的距离，以免冲孔时凸模受水平推力而折断；f. 冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯； 4.1.1冲裁件的精度和表面粗糙度分析 冲裁件的尺寸一般分为精密级与经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度，而经济级是指模具达到最大许可磨损时，其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上又最合理的精度，即所谓经济精度。为降低冲压成本，获得最佳的技术经济效果，在不影响冲裁
16、件使用要求的前提下，应尽可能采用经济精度。a.冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级；b.冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝及冲模结构等有关。 4.1.2尺寸标注分析与生产批量分析 冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基准重合，并选择在冲裁过程中基本上下不变动的面或线。中小批量生产，多次成形。4.2 确定工艺方案 4.2.3模具结构的选择 冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，良好的模具结构是实现工艺方案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低，主要取决于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进又直
17、接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。考虑到冲裁件形状是圆形、尺寸、精度和生产批量采用级进模。4.2.4级进模的特点是一种工位多、效率高的冲模，整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的。连续成形是工序集中的工艺方法，可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性成形、落料等多种工序在一副模具上完成。4.3确定毛坯尺寸、搭边值毛坯料有拉深工艺确定1000104.4mm,在制件的所有圆形或圆角中，较小半径:202t= 24=8，因此，如下图所示，图4.3所示。查表得：a1=2.5,a=2.84.4 排样和计算材料的利用率排样图由图4.4所示在一个步距内的材料利用率：=A/Bs 100%式中
18、 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；s步距= A/Bs 100%=(3.14502/104.4102.5)100% =73.4%值越大，材料的利用率就越高，在冲裁件的成本费用一般占60%以上。4.5工艺组合及其方案确定级进模装置中方案有：方案一：落料冲孔方案二：冲孔落料比较两种方案，方案一造成后道工序的进行需要把制件从落料模中取出后放入冲孔模，不省时，采用方案二。4.6冲裁力的计算F=LtbF=冲裁力L=冲裁周边长度t=材料厚度b=材料的抗拉强度F=3.14100430 =3768N卸料力：FX=KxF推件力：FT=nKTF顶件力：FD=KDF 差表得：Kx=0.03， KT=0.45
19、，KD=0.05 FX=0.033768=113.04NFT=10.453768=1695.6NFD=0.053768=188.4N4.7凸模与凹模刃口尺寸的确定08F钢，料厚t=4mm,如图4.7所示：解：外形尺寸1000-0.02由落料获得，35+0.150，38+0.160，20+-0.02，是冲孔所得；查表得：Zmin=0.640,Zmax=0.880,A=0.035T=0.025则Zmax- Zmin=0.240 由前面公差规定，公差全是IT6级，x取0.8 设凸凹模分别按IT6级加工制造，则冲孔： dT=(dmin+x)0-T=(8+0.80.16)0-0.025 =8.1280-
20、0.025 dA=( dT + Zmin) +A0=( 8.128 + 0.640) +0.035 0 =8.788+0.035 0校核：A+TZmax- Zmin 0.025+0.0350.880-0.640 0.060.240（满足间隙公差条件）孔间距尺寸：Ld=L+-1/8=(20+-1/820.02)=20+-0.05mm落料：DA=(Dmax-x)+0A =(100-0.80.02)+00.035 =99.984+00.035 DT=(DA- Zmin)0-T =99.3440-0.035校核符合间隙公差条件： DA=99.984+00.035 DT=99.3440-0.0355表面
21、处理5.1热处理在拉深成形过程中，金属材料一般要产生加工硬化，制件内部存在残余应力，致使材料继续变形困难甚至不可能。为了后续成形工序的顺利进行，或消除工件的残余应力，必要时应进行工序间的热处理或最后消除应力的热处理。08F钢属于普通硬化金属材料，一般不需要热处理。为了提高强度，韧性，需对制件进行热处理。对制件进行退火处理，钢的退火将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性
22、，改善切削加工性能。 5.2润滑 由于材料与模具接触面上总是有摩擦力存在，在冲压过程中产生的摩擦力对于板料成形不总是有害的，也有有益的一面。因此，制件表面存在一定的毛刺，不光洁，需用10号润滑剂进行润滑。这种润滑剂的主要成分是锭子油，硫化蓖麻油，鱼肝油，油酸，苛性钠和水。它很容易去掉，用于单位压边力的拉深。总 结 （1）在设计汽车离合器压盘盖的时候，冲裁工艺需要恰当选择模具结构，它的设计是否合理，直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。级进模具有工为多，连续成形等特点，在设计时候合理选用。（2）拉深工艺的设计中，确定坯料直径时，理论上选用经验公式，D=(dt2+4dh-
23、3.44dR)1/2 ，在实际生产中应稍加大坯料直径，可在直径上加1mm,防止在拉深时的破裂。 （3）这种压盘盖使用于汽车内轴承电磁离合器的压盘盖致 谢时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋临近，毕业论文的的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！ 参考文献1王孝培主编 冲压手册 北京 机械工业出版社 19902肖景容 姜奎华主编 冲压工艺学 北京 机械工业出版社 19963吴诗淳主编 冲压工艺学 西安 西北工业大学出版社 19954李硕本主编 冲压工艺学 北京 机械工业出版社 19825模具实用技术丛书编委会 冲模设计应用实例 北京 机械工业出版社 19946高鸿庭 刘建超主编 冷冲设计及制造 北京 机械工业出版社 20027模具设计与制造技术教育丛书编委会 模具制造工艺与设备 北京 机械工业出版社 20038陈剑鹤主编 冲压工艺与模具设计 北京 机械工业出版社 2002 9成虹主编 冲压工艺与模具设计 北京 高等教育出版社 200010李云程主编 模具制造工艺学 北京 机械工业出版社 1997 17