离合器壳体中心大孔冲孔,成型,修边复合膜设计

目录摘要............................................. 错误！未定义书签。

1 分析冲压件的工艺性 (4)1.1冲裁工艺性 (4)1.2成形工艺性 (5)2 分析计算确定工艺方案 (6)2.1确定所需的冲压基本工序 (6)2.2确定工序数目 (6)2.2.1 确定拉伸次数 (6)2.2.2 顶面起伏成形加工次数的确定 (7)2.2确定工序顺序 (8)2.3确定工序的组合 (8)3 主要工艺参数的计算 (10)3.1计算毛尺寸 (10)3.2计算冲压力 (12)3.2.1 起伏成形的压力计算 (12)3.2.2 中心冲大孔的冲裁力 (12)3.2.3 修边时的冲裁力 (13)3.2.4 冲中心大孔时的御料力 (13)3.2.5 外缘修边时的御料力 (13)3.2.6 冲孔时的推件力 (14)3.2.7计算压边力 (14)3.3初选压力机 (14)3.4计算压力中心 (15)3.5计算凸凹模刃口尺寸及公差 (15)3.5.1 冲中孔时凸、凹模刃口尺寸计算 (16)3.5.2 修边凸凹模刃口尺寸计算 (17)3.5.3 成形凸凹模的刃口尺寸计算 (17)4 模具整体结构设计 (19)4.1修边凹模的设计 (19)4.1.1 凹模的尺寸计算 (19)4.1.2 凹模的结构形式 (20)4.2冲孔凸模的设计 (21)4.2.1 计算 (21)4.2.2 凸模的结构设计 (22)4.3凸凹模（冲孔凸模和修边凹模）的设计 (23)4.4冲模的导向装置 (24)4.4.1无导向冲裁 (24)4.4.2导板导向 (25)4.4.3模架的导向 (25)4.5定位装置 (28)4.5.1条料的横向定位装置： (28)4.5.2.条料的纵向定位装置： (29)4.6卸料装置 (30)4.6.1.固定卸料装置的形式 (30)4.6.2.固定卸料板的固定方式 (30)4.7推件装置的设计 (30)4.7.1.推件板的结构形式 (31)4.7.2.推件板的尺寸与公差 (31)4.7.3.推件板的极点位置 (31)4.7.4.打杆与打板的设计 (31)5 其它冲模零件设计 (32)5.1模柄的类型及选择 (32)5.2凸模固定板 (33)5.3垫板 (33)5.4紧固件 (34)5.5定位销 (34)6 模具的装配 (35)6.1复合模的装配 (35)6.2凸、凹模间隙的调整 (35)7 具体零件的工艺方案 (36)总结 (38)参考文献 (39)致谢............................................. 错误！未定义书签。

1分析冲压件的工艺性1.1 冲裁工艺性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、尺寸大小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。

良好的结构工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单等等。

通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。

对几何形状的要求是冲裁件的形状应尽可能简单、对称，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成，使排样时废料最少；冲裁件的凸出悬臂和凹槽的宽度不宜太小，以免凸模折断；冲裁件的外形或内形的转角出，要避免夹角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象，同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使模具寿命降低。

对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于IT11级，最高可达IT8~10级，冲孔比落料的精度约高一级。

该零件的形状如图1，其冲裁工艺性为：⑴结构与尺寸：该零件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，没有长的悬臂和狭槽。

⑵精度：零件尺寸最大凸缘尺寸精度为IT11，高度尺寸略低于IT12，其余尺寸均为自由尺寸，中心大孔的冲孔尺寸要求不高，可以经过普通的冲裁方法加工形成。

修边时，相应的尺寸要求和冲孔时相比较高，其凸缘尺寸为IT11级精度，因此，进行模具设计时，应保证修边时所用模具的精度。

另外，零件图中还对下顶面与下底面的平行度，下底面的平面度有一定要求，因此加工时最好能使外缘的修边和顶面的成形在同一付模具上进行加工，以保证相对的位置精度和形状精度，而在冲模加工方法中，复合模能在一付模具上对工件进二道或更多的工序加工，而保持被加工零件没有相对的位移，有利于得到较高精度的加工件。

因此，相对来说，该零件的冲裁加工要求可以得到保证。

⑶材料：该零件材料为10号钢，屈服强度为206Mpa，此材料具有良好的结构强度和塑性，其冲裁加工性较好。

⑷生产批量：大批量生产。

根据以上分析，该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工。

图1 工件图1.2 成形工艺性上图所示零件为离合器壳体的剖视图。

是经过本道模加工后应达到的要求，其前一道工序的零件图和该图相比，没有顶面的下凹锥形及中心的大孔，其它形状尺寸和本道工序的尺寸几乎相同，只是下凸缘留有修边余量。

为了得到本道工序所要求的形状，要对该离合器壳体的顶面进行局部拉延的变形加工，其成形特点为伸长类与形。

伸长类成形的破坏形式主要是由于材料的延伸率不足而造成的破裂，如伸长类翻边、扩口、扩孔、凸包，平板的圆筒、锥台及各种复杂曲面胀形等。

当其各部分材料伸长不均匀时，常伴有起皱、翘曲等缺陷。

对于该种破裂的成形，常用其变形前后的相对伸长与材料延伸率之比来衡量成形极限。

由于该零件采用10号钢进冲压成形，材料的延伸率较大，朔性较好。

经过初步的估算可知，该零件的成形工艺性较好。

2 分析计算确定工艺方案2.1 确定所需的冲压基本工序由零件图可知，该零件主要外形是留有小凸缘的锥形件，锥形件开口向下。

其顶面还有一小锥形的下凸包，凸包下底面冲有一个大中心孔。

要加工成具有一定深度的冲压件，必需要进行成形加工，如为了得到零件的外轮廓锥形，要对零件进行拉伸或纯胀形加工。

由于进行冲压加工的毛坯多为板材或型材，面拉伸成形一般要求其毛坯外形为圆形或尺寸一定的非圆毛坯，因此在拉伸加工前需进行落料冲裁。

而在拉伸加工时，为了拉伸的计算的简便，有时不需要对拉伸件的毛坯进行精确的计算，只需留有一定的修边余量，在其后的加工中再把多余的材料去掉。

这就需要在后续工序中配有修边加工。

上顶面的小凸包加工时，可以采用与外面大锥形成形方法一致的拉伸成形，也可以根据其形状和尺寸确定其它的冲压加工。

由于上顶面凸包的高度尺寸相对较小，而径向尺寸较大，可利用胀形加工方法对其进行加工。

因此，该零件的加工所需要的冲压基本工序有：落料、拉伸、拉延成形、冲孔及修边。

2.2 确定工序数目2.2.1 确定拉伸次数零件外形的拉伸属于圆锥型件的拉伸成形，圆锥型零件厚度不同，可以分为下述的三种情况：浅锥型件相对高度h/d=0.1～0.25，一般半锥角α=500～800，在成形过程中毛坯的变形程度小，拉深后的回弹大，为保证工件的形状、尺寸精度，必需加大径向拉应力，提高胀形成分。

具体措施有：○1 无凸缘可以补加凸缘。

○2采用带拉深筋的凹模。

○3用像皮或者液压代替凸模进行拉深。

中锥形件相对高度h/d=0.3～0.7,一般锥角O =15α～45O ，中等深度的锥形件毛坯的变形程度不大，由于有很大一部分毛坯在压边圈外呈悬空状态，因此成形的主要工艺缺陷是悬空部分拉深变形的起皱失稳。

同样，可以利用加在径向拉应力的方法来防止。

根据毛坯相对厚度t/D O ⨯100 的不同，大致可以分为三种情况：○1当t/D O ⨯100<2.5时，毛坯的相对厚度较大，不易失隐起皱。

也可以用不带压边装置的模具一次成形，但需在工作行程终了时对工件施加精压整形。

○2当t/D O ⨯100=1.5～2时，采用带有压边装置的模具上次成形。

对于无法兰的锥形件，可以在成形后再切边。

○3当t/D O⨯100≤1.5时，或具有较宽的法兰时，可以用带压边装置的模具，经过二次或三次成形。

首次拉深常拉出大园角或者半球形筒形零件，然后再按照图纸尺寸成形。

有时，第二次采用反拉深可以有效地防止皱纹的产生。

深锥型件相对高度h/d>0.8,一般半锥角O ≤10α～O 30，深度较大的锥形件毛坯的变形程度较大。

只靠息坯与凸模接触 局部面积传递成形力，极易引起毛坯的局部过度变薄乃至破裂，所以需要经过多次过渡渐渐成形。

具体方法有：○1阶梯过渡法 用这种方法是将毛坯分数道工序逐步拉深成阶梯，阶梯与成品的内形相切，最后在成形模内整形。

缺点是：壁厚不均匀，有明显的印痕，工作表面不光滑，所用模具套数多，结构、加工都较复杂。

○2锥面逐步成形法 这种方法是将毛坯拉成圆筒形，使其等于或大于成品圆锥表面积，而直径等于圆锥大端直径，以后各道工序逐步拉出圆锥面，使其高度逐渐增加，最后形成所需的圆锥件。

与阶梯法下比，表面光滑与壁厚均匀方面都有所好转，但所需的模具套数仍然较多。

在这个零件的拉伸加工中，h/d=56/248=0.22 半锥角为：α=65O 属于浅锥型件的拉伸，在成形过程中毛坯变形程度小，可以一次拉伸成功。

2.2.2 顶面起伏成形加工次数的确定起伏成形是依靠材料的延伸使工序件或工件形成局部凹起或凸起的冲压工序。

起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的，即厚度改变形过程中自然形成的，不是设计指定的要求。

对于一定厚度及性能的材料，要使起伏成形能够顺利进行，则材料的变形程度必需要在材料本身充许的变形程度范围之内。

因此，当材料性能一定时，有一个极限的变形程度，该变形程度就决定了起伏成形时，材料所能成形的一个极限尺寸。

当实际尺寸超过此成形极限尺寸时，起伏成形不能顺利进行或者需要经过几道成形工序才能达到零件所要求的尺寸。

起伏成形的变形程度，可用延伸率表示：100)(1⨯-=L L L ε------------------------------------------- (1) 式中1L —变形的沿截面的材料长度(mm)；L —变形前材料原有长度(mm)；ε—延伸率(％)；一次起伏成形的延伸率ε，不能超过材料拉伸试验的延伸率δ的70～75％，即ε<(0.7～0.75)δ由于零件材料为10号钢，查表得其延伸率δ为29(％)。

变形长度尺寸如下所示：图2 工件图L=132mm ；L 1=6.13845)]45sin 1(25.9210[225.91804546.960000=-⨯-+⨯⨯+π 所以：5100132)1326.138(100)(1=⨯-=⨯-=L L L ε<29故顶面凸包可以通过一次工序加工完成。

2.2 确定工序顺序对于外锥形轮廓的加工，采用先落料再拉伸。

对于顶面的内凸包和冲孔加工时，为了使孔在冲压后尺寸不受到较大影响，采用先成形凸包，在成形快终了时，对中心大孔冲孔。

修边是为了保证离合器壳体的大凸缘尺寸，因此应该在胀形和冲孔完成时再进行，作为该步骤零件加工的最后一道工序。