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1、毕业设计题目：离合器板精冲成形模具设计目录一 引言3二 工艺分析3三 模具压力机的选择6四 模架的选择9五 模柄的选择10六 模具齿圈的设计10七 凸凹摸尺寸.刃口间隙及刃口圆角的计算.11八 推件板的计算.17九 垫板凸模固定板的设计.18十 推件杆的设计.19十一 结束语.20十二 参考文献.20 谢词. 一 引言从零件的结构和要求入手,结合精冲工艺的特点,论述了离合器板精冲工艺及模具设计时的选取和模具设计的主要技术问题.该离合器是车用控制空调挡位的零件,材料为10号钢,材料厚4.50.1mm,大批要求较高,该零件是对称性的,需经过一次半冲孔,再经一次复合精冲完成.为大批量生产,精度较高。
2、二、工艺分析(一) 1. 车用空调离合器板零件的结构形状、尺寸精度和要求如图1所视。2. 零件冲制的难点和重点是: (1).6条圆弧形窄槽(宽为2.5mm)的冲制; (2).3个冲孔(8mm和6mm)的中心圆直径98的冲制; 3.由于该零件为精冲成形,要求用精冲模成形。那么要考虑的问题就有: (1).冲制6条同心圆弧形窄槽的凸模的强度如何得到保证 （2）.冲制3个半冲孔的凸模和凹模的设计要求以及位置精度要求； （3）.工件两表面的平行度及表面粗糙度要7（4）.半冲孔后部的凸起部分相对侧面的位置要求 （二）.本离合器板的成形可以分为以下三个步骤：1. 落料；2. 冲制3个半冲孔；3. 冲制6条圆
3、弧形窄槽和中心圆直径98。 具体分析：1. 落料：生产中为满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量、原材料性能方面的要求，采用多种多样的冲压加工方法，概括起来冲压加工方法可以分为分离工序和成形工序两大类。分离工序又可分为落料冲孔和剪切等，其目的是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，如图2.1所示。由零件已只条件可选择分离工序，零件厚度为4.50.1，查表可知选择10号钢板来落料。由原始数据得落出的毛胚为130。2. 冲制个3冲孔3个半冲孔的中心圆直径98的精度要求较高，按冲裁件工艺分析，应以直径56的内径定位，用高精度（h11）一道工序中单独冲出其模具将用A。纸画出。3. 冲裁和冲槽冲
4、裁工艺设计包含冲裁件的工艺形分析、冲裁工艺方案的确定和技术经济分析的内容。良好的工艺设计和合理的工艺方案可以实现用最少的工序数量和工时生产产品，并使模具结构简单、模具寿命高，最终获得稳定的合格件。劳动量和工艺成本是衡量冲裁工艺设计的主要指标。（1） 冲裁件的工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等技术要求。冲裁件的工艺性是否合理对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大的影响。 冲裁件的形状和尺寸A. 冲裁件的形状应尽可能简单、对称、排样废料少。在满足质量要求的条件下，把冲裁件设计成少废料、无废料的排样形状。B. 除在少废料无废料排样或采用镶拼模结构时
5、允许工件有尖锐的清角外冲裁件的外形或内孔交角处应采用圆角过度避免产生清角。C. 尽可能避免冲裁件上过长产生悬臂与狭槽，而应使它们的最小宽度b1.5t。D. 冲裁件中孔与孔之间孔与零件边缘之间的壁厚，因受模具强度和零件质量的限制，起值不能太小。一般要求c1.5t;ct。E. 冲裁件的孔径因受孔凸模强度和刚度的限制不宜太小，否则凸模容易折段和压弯。冲孔最小尺寸取决与材料的机械性能凸模强度和模具结构。用自由凸模和带护套的凸模冲制。 冲裁件的尺寸精度和表面粗槽度要求冲裁件的精度要求A冲裁件的精度要求应在经济精度范围以内，对于普通冲裁件，其经济精度不高于I711级，冲孔件比落料件高一级。冲裁件的外形与内
6、孔尺寸公差如表2、6、5所示。如果工件精度高与上述要求，则需在冲裁件后进行整修或采用精密冲裁。 冲裁件的尺寸基准冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，以避免产生基准不重合误差。孔位置尺寸应尽量选择在冲裁过程中不参加变形的变形线上，切不要与参加变形的部位联系起来。（2） 冲裁加工的经济性分析冲裁件的制造成本所谓经济性就是以尽可能少的生产消费获得尽可能大的经济效益。在进行冲压工艺设计时，应该运用经济分析的方法找降低成本，取得优异经济效果的工艺途径。冲裁件的制造成本C0 包括:C0=C1+C2+C3式中C1为材料费，C2为加工费（工人工资，设备折旧费、管理费等），C3为模具费。上述成本中模
7、具费，设备折旧费一般与产量无关，加工费中的工人工资和其它经费在一定时间内基本上也是不变的，因此做固定费用，用Ca表示。而材料费、外购件费等将随生产量大小而变化，属于可变费用，用Cb表示（以单位计）。若产量为Q，则C0=Ca+QCb这样，产品制造成本由固定费和可变费用两部分组成。设法降低固定费用和可变费用都能使成本降低，利润增加，并积累资金。产品的制造的成本和产量之间有着密切的关系。分别对固定费用和可变费用进行了分析。 降低冲压件成本的途径：增产可降低单件产品成本中的固定费用，相当减少消耗，而通过感节约也可以直接降低消耗，两者都是降低成本的重要途径。冲压件的成本包括产料费、加工费、模具费等。因此
8、，降低成本就是降低上述各项的费用。降低小批量生产中的冲压件成本。使工艺合理化。多件同时冲压。冲压过程高度自动化。提高产料利用效率，节约模具费用。冲裁工艺方案的确定 在进行冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，可根据冲裁件的特点确定冲裁工艺方案。 冲裁工序的组合冲裁工序可分为单工序冲裁，复合件冲裁和级进冲裁。复合冲裁是在压机一次过程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序，级进冲裁上把完成一个冲裁件的 ，N个冲压工序排列成一定顺序，在压机一次行程中，按顺序使条料早冲模的不同位置，上分别完成所需求的工序。除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个冲裁件。组合的冲裁工序比单工序冲裁生产的
9、效率高，获得的制件精密度很高。确定冲裁组合方式使应根据下列一些因素。A.生产批量。一般来说，小批量与试制冲裁采用单工序冲裁，中批量和大批量生产采用复合冲裁级进冲裁。本课题中将采用复合冲裁。B.工件尺寸公差等级。复合冲裁所得到工件尺寸公差等级很高，因此它避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。经过冲裁所得到的工件尺寸，公差等级较复合冲裁低。C.模具的制造、安装调整和成本。对复杂形状的冲裁件,采用复合冲裁比采用级进冲裁为宜。因为采用复合冲裁时模具较容易制造、安装、调整、成本较低。D.操作方便与安全.复合冲裁中出件或清除废料较困难、工作安全性差。综合上述:在满足模具制造成
10、本低、模具寿命长、操作方便又安全的工艺方案时,本课题易采用两道模。一道半冲孔模和一道精冲复合模。三.压力机的选择 精冲压力机的选择：在设计中,精冲压力的计算是选择精冲机床的主要因素之一,也是考虑精冲模具的强度依据。由于精冲是在三向受力状态下进行冲裁的,所以设计模具事必须对各个压力分别进行计算,然后求出精冲时所需的总压力,从而选用合适的精冲机.(一) 精冲总压力:P=Ps+Pr+Pg 式中:Ps冲裁力，KN; Pr压料力，KN; P g推件板的反压力KN; P精冲所需要的总压力，KN。(二) 精冲过程中冲裁力: 为精冲时的冲裁力Ps和普通冲裁力曲线. (a) 冲裁力;(b) 冲裁力-料原曲线图.
11、影响冲裁力的因素主要有:零件尺寸,材料机械性能,材料厚度等.计算公式:1 根据VD1-3345；Ps=L.S.f式中 L裁切线周长,mm; S材料厚度,mm;抗拉强度,KN/mm; f 系数,其值为0.60.9,常取0.9.2 根据F.W.Timmerbeil公式： P=L.S（1-t/s）式中: Ps最大冲裁力,KN;L裁切线长度,mm;抗拉强度,KN/mm;S料厚,mm;t凸模挤入深度,mm.f=(1-t/s)-取决于屈强比/比值,可由求得.对于精冲材料,在多数情况下/=0.6,故(1-t/s)常取0.60.7.由原始数据知L=1024.5mm;S=4.5mm10号钢的取为400Mpa所以
12、Ps=1024.54.54000.9 =1844052.056N=1844KN(三) 齿圈压板的压料力 如图3-59所示,齿圈压料力Pr在精冲过程中的主要作用是:固定材料;对板料沿剪切力周围施加静压力,以利塑剪变形,并在冲裁完后起退料的作用.1. 根据VDL-3345:Pr=L.h.f式中L剪切线周长mm;h齿高度mm;抗拉强度N/mm;f系数,常取4.2.:根据其他经验:(1) 按冲裁力Ps的百分数选取,即 Pr=(40-60)Ps(2) 按齿圈和内齿根到型孔边的面积取 Pr=(F1+F2).式中F1齿形的投影面积,mm F2齿圈内齿根到型孔边间的面积,mm被冲材料的屈服极限,N/mm;因为
13、齿形的角度是固定的,为了计算的方便,可以用齿高进行计算,根据图(3),可以在计算时先查出每毫米周长所需的压力,再乘以齿圈的总长度,即可得出齿圈压板的压料力. 计算得:Pr=528.77KN.(四) 推件板的反压力. 如图3-65所示,顶件器的反压力Pg对精冲零件的弯曲,冲裁表面锥度,塌角大小,尺寸精度等都有影响.但是过大的反压力,使凸模过载,影响其寿命.反压力按下示计算:1. 根据VD1-3345;Pg=F.P式中F零件的受压面积,mmP零件的单位反压力,P=2070 N/mm;大面积零件取70N/mm,小面积薄零件取20N/mm。2. 根据经验公式:(1) 按Schmid资料:Pg=0.2Ps(2) 按其它:Pg=(0.10.25)Ps示中Ps冲裁力,N.由原始数据取Pg=70N/mm计算得Pg=492821.6396N所以精冲过程中所需的总压力为P=Ps+Pr+Pg=2866KN 。为能满足此压力的需要，选择公称压力为4000KN的精冲压力机。其公称参数： 滑块行程：130mm; 公称压力行程：2mm; 最大装模高度：400mm;导轨间距离：660mm;滑块底面尺寸 前后左右：400620mm;工作台板尺寸 前后左右：660640mm。半冲孔
