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摩托車從動盤沖壓工藝分析及其模具設(shè)計
摘要
沖壓件具有自重輕、強度大、剛度好和材料利用率高等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。本文分析了沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性，闡述了金屬塑性成形機理及其工藝，設(shè)計了摩托車離合器從動盤沖壓件及其成型工藝，并進行了模具設(shè)計。
隨著摩托車技術(shù)的發(fā)展,對發(fā)動機技術(shù)的要求也越來越高。大功率、大的傳動比和長壽命等要求推動了發(fā)動機的研發(fā)并開始進行復(fù)雜的離合器的設(shè)計。而離合器從動盤是摩托車發(fā)動機和變速箱之間的重要傳動部件,其主要功用為傳遞發(fā)動機的扭矩、起步及換擋時切斷動力。本文設(shè)計了一種整體式離合器從動盤，能較好的滿足設(shè)計要求。
另外，對壓力機進行了選擇并對主要零件進行了校核。經(jīng)試模后，便可投入生產(chǎn)，具有可靠的使用性能和良好的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：摩托車，離合器從動盤, 沖壓件, 扭矩，模具
Motorcycle Driven Plate Stamping Process Analysis and The Mold Design
Abstract
Stamping with light weight, high strength, stiffness and high material utilization characteristics of a wide range of applications in industrial production. This paper analyzes the structure of the stamping process on the metal plastic forming mechanism and process, design of motorcycle clutch plate stampings and molding process and mold design.
With the development of motorcycle technology, engine technology. High power, large transmission ratio and long life requirements to promote the development of the engine and begin a complex design of the clutch. The clutch disc between the motorcycle engine and gearbox transmission components, and its main function is to cut off the power to pass the engine torque to start and when shifting. This paper designs an integrated clutch disc, can better meet the design requirements.
In addition, on the press to select and check the parts. After the test mode can be put into production, with reliable performance and good economic benefits.
Key words: motorcycles, clutch disc, stamping parts, torque, die
目 錄
1 緒論……………………………………………………………………………………… 1
2 離合器從動盤概述……………………………………………………………………… 3
2.1離合器概述 ………………………………………………………………………… 4
2.2從動盤的結(jié)構(gòu)形式…………………………………………… …………… …… …5
3 從動盤本體的結(jié)構(gòu)工藝分析……… ……………………………………………………7
3.1沖裁件的工藝分析………………… ……… ……………………………………… 7
3.1.1 沖裁件的形狀和尺寸……… ……………… ………………………………… 7
3.1.2沖裁件的尺寸精度和表面粗槽度要求………………… ……… …… ……… 7
3.1.3沖裁件的尺寸基準 ……………… ……………………………… ……………7
3.2沖裁加工的經(jīng)濟性分析 …………………… ………………………………………8
3.2.1沖裁件的制造成本 ……………………………………………………………8
3.2.2 降低沖壓件成本的途徑 …………………………………………………… …8
3.3沖裁工藝方案的確定 …… …………………………………………………………8
3.3.1 沖裁工序的組合 …………………………………… …………………………8
4 沖裁模具的確定 ………… ……… ……………………………………………………10
4.1沖裁模刃口尺寸的確定…………… ……………………………………………… 10
4.2凸、凹模尺寸的計算………………………………………………… …………… 11
4.2.1 計算沖外形的凸凹模尺寸………… ……… …………………………………11
4.2.2 內(nèi)孔的凸凹模尺寸計算 ………………………………………………………12
4.3凸凹模刃口間隙的確定………… ………………………………………………… 13
4.3.1 間隙對沖裁件尺寸精度的影響…… …… ……………………………………13
4.3.2 間隙對模具壽命的影響……… ……… ………………………………………13
4.3.3 間隙對沖裁工藝中力的影響…… ……… ……………………………………14
4.3.4 間隙值的確定…………… ………… …………………………………………14
4.4 凹模、沖孔凸模工作部分的刃口圓角的確定…………………………………… 15
4.5 沖孔凸模的形式及固定方法……………………………………………………… 15
4.6 半沖孔零件（凸模）的選擇 ……………………………………………………… 15
4.6.1凸臺件…………………………………………………………………………… 15
4.6.2凸柱件…………………………………………………………………………… 16
5 壓力機的選擇………………………… ………………………………………………… 17
5.1 沖裁力……………………… ………………………………………………………17
5.2 齒圈壓板的壓料力…………………………………………………………………18
5.3 推件板的反壓力 …………… …………………… ………………………………19
6 模架及模柄的選擇………………………… ……………………………………………20
6.1 模架的選擇…………………………………………………………………………20
6.2 模柄的選擇…………………………………………………………………………21
7 模具主要工作零件的設(shè)計……………………………………………… ………………22
7.1 推件板的設(shè)計………………………………………………………………………22
7.2 墊板.凸模固定板的設(shè)計 …………………………………………………………22
7.3 推件桿的設(shè)計………………………………………………………………………23
8 繪制模具總裝圖…………………………………………………… ……………………25
結(jié)論……… …………………………………………………………………………………26
致謝……………………………………………… …………………………………………27
參考文獻………… …………………………………………………………………………28
4
1 緒論
摩托車由汽油機驅(qū)動，靠手把操縱前輪轉(zhuǎn)向的兩輪或三輪車型，具有輕便靈活，行駛迅速等特點，廣泛用于巡邏，客貨運輸?shù)龋灿米黧w育運動器械。從大的方向來說，摩托車分為街車，公路賽摩托車，越野摩托車，巡航車，旅行車等。
自1885年德國的戴姆勒發(fā)明制造產(chǎn)出世界上第一輛以汽油發(fā)動機為動力的摩托車以來，摩托車的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了100多年的滄桑巨變。限于100多年前，當(dāng)時的汽油發(fā)動機尚處于低級幼稚的狀況，當(dāng)時的車輛尚為馬車技術(shù)階段，原始摩托車與現(xiàn)代摩托車在外形，結(jié)構(gòu)和性能上有很大差別。原始摩托車的車架是木質(zhì)的，車輪也是木質(zhì)的。其發(fā)動機氣缸工作容積為264ML,最大功率0.37KW(700r/min)，僅為現(xiàn)代簡易摩托車的1/5，時速12 km。由于當(dāng)時沒有彈簧的緩沖裝置，此車被稱為“震骨車”。盡管原始摩托車那么簡陋，但是從此以后摩托車才能不斷變革，不斷改進，才有了100多年的數(shù)億輛現(xiàn)代摩托車子孫。
與德國摩托車相映生輝的是美國摩托車，其中以哈利-戴維森公司著稱于世。1903年美國哈利公司生產(chǎn)的第1號市場銷售的車型（美國最早的商品化摩托車），該車發(fā)動機氣缸工作容積為409ML，功率2.94KW，采用自行車車架。19世紀90年代至20世紀初，早期的摩托車由于采用了當(dāng)時的新發(fā)明新技術(shù)，諸如充氣橡膠輪胎、滾珠軸承、離合器和變速器、前懸掛避震系統(tǒng)、彈簧車座等，才使得摩托車開始有了實用價值，在工廠批量生產(chǎn)，成為商品，這就是第二代摩托車，即商品代的摩托車。如1912年，美國哈雷公司生產(chǎn)的X-8A型單缸摩托車。但當(dāng)時還沒有解決變速器及傳動系統(tǒng)，而是用皮帶傳動附在后輪上的大皮帶輪，制動是通過手柄拉動后閘皮來制動的。當(dāng)時也沒有解決后避震問題，前避震器有附在前叉上的環(huán)套式簡易避震裝置。
20世紀30年代之后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，摩托車生產(chǎn)又采用了后懸掛避震系統(tǒng)、機械式點火系統(tǒng)、鼓式機械制動裝置、鏈條傳動等。使摩托車逐步走向成熟，廣泛用于交通、競賽以及軍事方面。這是摩托車的第三階段-成熟階段。1936年，美國哈利公司已能制造出水平較高的摩托車。該車采用100ML、OHV、27.93KW的V型雙缸發(fā)動機，最高時速達150km/h。
20世紀70年代之后，摩托車生產(chǎn)又采用了電子點火技術(shù)、電啟動、盤式制動器、流線型車體護板等，以及90年代的尾氣凈化技術(shù)、ABS防抱死制動裝置等，是摩托車成為造型美觀、性能優(yōu)越、使用方便、靈活快速的先進的機動車輛，使摩托車達到爐火純青的境界。摩托車的發(fā)展已經(jīng)進入了第四階段-鼎盛階段。
對于摩托車來說，由于它要求具有自重輕、行駛速度高、加速性好、適于各種路面上甚至無路地區(qū)行駛及機動靈活等特點，長期以來，它的發(fā)動機都采用內(nèi)燃機。但是，由內(nèi)燃機的扭矩—轉(zhuǎn)速特性曲線可知，在其整個工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化小，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較高，不能適應(yīng)摩托車可能遇到的各種行駛條件：如起步、爬坡、通過各種路面和無路地區(qū)等。因此，在摩托車上需要有一套復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，以使內(nèi)燃機能適應(yīng)摩托車行駛的需要。現(xiàn)代摩托車上常用的是機械傳動系統(tǒng)，它是由離合器及變速器、萬向節(jié)傳動軸、主減速器、差速器和驅(qū)動車輪的傳動裝置等部件組成。
1—飛輪；2—從動盤；3—離合器踏板；4—壓緊彈簧；
5—變速器第一軸；6—從動盤轂
圖1.1 離合器工作原理圖
摩托車離合器位于發(fā)動機和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在摩托車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機與變速箱暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力。其功用為：（1）使摩托車平穩(wěn)起步；（2）給傳動系動力，配合換檔；（3）防止傳動系過載。
在上述機械式傳動系統(tǒng)中，離合器作為一個獨立的部件而存在。它實際上是一種依靠其主、從動件之間的摩擦來傳遞動力且能分離的機構(gòu)（見圖1.1）。
離合器是摩托車傳動系中直接與發(fā)動機相連接的部件，用來分離或給發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞。而從動盤又是離合器的重要組成部分。
2 離合器從動盤概述
2.1 離合器概述
離合器由主動部分、從動部分、壓緊機構(gòu)和操縱機構(gòu)四部分組成。主動部分與曲軸剛性連接，從動部分與后輪剛性連接。但主動部分與從動部分之間不能采用剛性連接，而是靠二者接觸面之間的摩擦作用來傳遞扭矩。離合器的主動、從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并傳遞動力的基本機構(gòu)；操縱機構(gòu)是使離合器分離的裝置。
離合器分為不同的形式。按分離方式分，有強制分離式和自動離心式離合器兩類。按安裝位置分，有前置式和后置式離合器兩類。推拿擦副的性質(zhì)分，有干式和濕式（浸在機油中）離合器兩類。推拿擦片數(shù)目分，有單片式和多片式離合器兩類。
在現(xiàn)代摩托車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動盤，用以避免摩托車傳動系統(tǒng)的共振,緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動系統(tǒng)零件的壽命，改善摩托車行使的舒適性，并使摩托車平穩(wěn)起步。從動盤主要由從動片，從動盤轂，摩擦片等組成，由圖2.1可以看出，
1，13—摩擦片；2，14，15—鉚釘；3—波形彈簧片；4—平衡塊；5—從動片；
6，9—減振摩擦；7—限位銷；8—從動盤轂；10—調(diào)整墊片；11—減振彈簧；12—減振盤
圖2.1 帶扭轉(zhuǎn)減振器的離合器從動盤組合
摩擦片1，13分別用鉚釘14，15鉚在波形彈簧片上，而后者又和從動片鉚在一起。從動片5用限位銷7和減振12鉚在一起。這樣，摩擦片、從動片和減振盤三者就被連在一起了。在從動片5和減振盤12上圓周切線方向開有6個均布的長方形窗孔，在從動片和減振盤之間的從動盤轂8法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11，以便三者彈性的連接起來。在從動片和減振盤的窗孔上都制有翻邊，這樣可以防止彈簧滑脫出來。在從動片和從動盤轂之間還裝有減振摩擦片6，9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，從動片及減振盤相對從動盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。
2.2 從動盤的結(jié)構(gòu)形式
從動盤主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式。
1） 整體式彈性從動盤，如圖2.2所示。其特點是從動盤本體是完整的鋼片，并開有T形槽，摩擦片直接鉚接在從動盤本體上。
圖2.2 整體式彈性從動盤
2）分開式彈性從動盤，如圖2.3所示。其特點是從動盤本體上鉚接波形彈簧片，摩擦片鉚接在波形彈簧片上。
圖2.3 分開始彈性從動盤
3） 組合式彈性從動盤，如圖2.4所示。其特點是靠近壓盤的一面鉚有波形彈簧片，靠近飛輪的一面沒有。
圖2.4 組合式彈性從動盤
本文主要研究整體式彈性從動盤的從動盤本體的設(shè)計。
3 從動盤本體的結(jié)構(gòu)工藝分析
沖裁工藝設(shè)計包含沖裁件的工藝形分析、沖裁工藝方案的確定和技術(shù)經(jīng)濟分析的內(nèi)容。良好的工藝設(shè)計和合理的工藝方案可以實現(xiàn)用最少的工序數(shù)量和工時生產(chǎn)產(chǎn)品，并使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命高，最終獲得穩(wěn)定的合格件。勞動量和工藝成本是衡量沖裁工藝設(shè)計的主要指標。
從動盤本體是從動盤上的主要零件，該件為板形沖裁件，其成型工藝采用落料、沖孔等沖裁加工。
3.1沖裁件的工藝分析
沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等技術(shù)要求。沖裁件的工藝性是否合理對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。
3.1.1 沖裁件的形狀和尺寸
1）沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、排樣廢料少。在滿足質(zhì)量要求的條件下，把沖裁件設(shè)計成少廢料、無廢料的排樣形狀。
2）除在少廢料無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時允許工件有尖銳的清角外沖裁件的外形或內(nèi)孔交角處應(yīng)采用圓角過度避免產(chǎn)生清角。
3）盡可能避免沖裁件上過長產(chǎn)生懸臂與狹槽，而應(yīng)使它們的最小寬度b≥1.5t。
4）沖裁件中孔與孔之間孔與零件邊緣之間的壁厚，因受模具強度和零件質(zhì)量的限制，起值不能太小。一般要求c≥1.5t；cˊ≥t。
5）沖裁件的孔徑因受孔凸模強度和剛度的限制不宜太小，否則凸模容易折段和壓彎。沖孔最小尺寸取決與材料的機械性能凸模強度和模具結(jié)構(gòu)。用自由凸模和帶護套的凸模沖制。
3.1.2 沖裁件的尺寸精度和表面粗槽度要求
沖裁件的精度要求應(yīng)在經(jīng)濟精度范圍以內(nèi)，對于普通沖裁件，其經(jīng)濟精度不高于I711級，沖孔件比落料件高一級。如果工件精度高于上述要求，則需在沖裁件后進行整修或采用精密沖裁。
3.1.3 沖裁件的尺寸基準
沖裁件的尺寸基準應(yīng)盡可能和制模時的定位基準重合，以避免產(chǎn)生基準不重合誤差?？孜恢贸叽鐟?yīng)盡量選擇在沖裁過程中不參加變形的變形線上，切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。
3.2沖裁加工的經(jīng)濟性分析
3.2.1沖裁件的制造成本
所謂經(jīng)濟性就是以盡可能少的生產(chǎn)消費獲得盡可能大的經(jīng)濟效益。在進行沖壓工藝設(shè)計時，應(yīng)該運用經(jīng)濟分析的方法找降低成本，取得優(yōu)異經(jīng)濟效果的工藝途徑。
沖裁件的制造成本C0 包括：C0=C1+C2+C3
式中C1為材料費，C2為加工費（工人工資，設(shè)備折舊費、管理費等），C3為模具費。上述成本中模具費，設(shè)備折舊費一般與產(chǎn)量無關(guān)，加工費中的工人工資和其它經(jīng)費在一定時間內(nèi)基本上也是不變的，因此做固定費用，用Ca表示。而材料費、外購件費等將隨生產(chǎn)量大小而變化，屬于可變費用，用Cb表示（以單位計）。
若產(chǎn)量為Q，則C0=Ca+QCb
這樣，產(chǎn)品制造成本由固定費和可變費用兩部分組成。設(shè)法降低固定費用和可變費用都能使成本降低，利潤增加，并積累資金。產(chǎn)品的制造的成本和產(chǎn)量之間有著密切的關(guān)系。分別對固定費用和可變費用進行了分析。
3.2.2 降低沖壓件成本的途徑
增產(chǎn)可降低單件產(chǎn)品成本中的固定費用，相當(dāng)減少消耗，而通過感節(jié)約也可以直接降低消耗，兩者都是降低成本的重要途徑。沖壓件的成本包括產(chǎn)料費、加工費、模具費等。因此，降低成本就是降低上述各項的費用。
3.3沖裁工藝方案的確定
在進行沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟分析的基礎(chǔ)上，可根據(jù)沖裁件的特點確定沖裁工藝方案。
3.3.1 沖裁工序的組合
沖裁工序可分為單工序沖裁，復(fù)合件沖裁和級進沖裁。
復(fù)合沖裁是在壓機一次過程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的沖壓工序，級進沖裁上把完成一個沖裁件的 ，N個沖壓工序排列成一定順序，在壓機一次行程中，按順序使條料早沖模的不同位置，上分別完成所需求的工序。除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個沖裁件。組合的沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)的效率高，獲得的制件精密度很高。
確定沖裁組合方式使應(yīng)根據(jù)下列一些因素。
1）生產(chǎn)批量。一般來說，小批量與試制沖裁采用單工序沖裁，中批量和大批量生產(chǎn)采用復(fù)合沖裁級進沖裁。本課題中將采用復(fù)合沖裁。
2）工件尺寸公差等級。復(fù)合沖裁所得到工件尺寸公差等級很高，因此它避免了多次沖壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進行壓料，工件較平整。經(jīng)過沖裁所得到的工件尺寸，公差等級較復(fù)合沖裁低。
3）模具的制造、安裝調(diào)整和成本。對復(fù)雜形狀的沖裁件,采用復(fù)合沖裁比采用級進沖裁為宜。因為采用復(fù)合沖裁時模具較容易制造、安裝、調(diào)整、成本較低。
4) 操作方便與安全。復(fù)合沖裁中出件或清除廢料較困難、工作安全性差。
綜合上述，在滿足模具制造成本低、模具壽命長、操作方便又安全的工藝方案時,采用落料-沖孔工序便可以完成。
4 沖裁模具的設(shè)計
4.1沖裁模刃口尺寸的確定
精沖零件的內(nèi)，外輪廓分別是由凹凸模，凹模和沖孔(窄槽)凸模的刃口沖裁形成的。精沖零件的外輪廓尺精度，而其內(nèi)輪廓尺寸精度，則主要取決于沖孔(窄槽)凸模的刃口尺寸精度。但是凸模和凹模刃口之間的間隙大小，刃口圓角的大小，齒圈壓板的壓力以及推件板反壓力的大小等，都對零件的尺寸精度有一定的影響。
影響精沖零件尺寸精度主要因素有：
1）齒圈壓板的壓料力及推件板的反壓力愈大,則精沖零件尺寸的收縮就愈大。
2) 材料塑性好的比塑性差的尺寸收縮大；材料厚的比材料薄的尺寸收縮大；對外輪廓來說，間隙小的比間隙大的尺寸收縮大；沖孔凸模刃口圓角值愈大，則孔的收縮就愈大。凹模刃口圓角值愈大，則孔的收縮就愈大；凹模刃口圓角值愈大，則對精沖零件的側(cè)擠壓力大，造成材料內(nèi)部的彈性變形，使精沖零件外輪廓尺寸稍有增大；沖孔凸模在長時間使用后，刃口部分都有磨損，這將直接改變精沖零件的尺寸。
其他模具零件（如：復(fù)合模中的凸凹模）工作部分刃口尺寸則按落料凹模及沖孔凸模的刃口尺寸配制，保證雙面間隙值即可。模具工作部分的尺寸計算后，還應(yīng)根據(jù)零件應(yīng)有的收縮量加以修正，尤其以在零件的精度較高。公差范圍較小時，最后的修正是確保零件的質(zhì)量合格和延長壽命的重要性。
由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可以分為兩種情況，本課題中將采用凸模與凹模分開加工。
采用這種方法，凸模和凹模分別按圖加工至尺寸，要分別標注凸模和凹模的刃口尺寸和制造公差（凸模，凹模），適用與圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Cmax，必須滿足下列條件： ||+||2Cmax-2Cmin
或=0.4(2Cmax-2Cmin)
=0.6(2Cmax-2Cmin)
也就是說，新制造的模具應(yīng)該是||+||+2Cmin2Cmax，否則制造的模具間隙已超過允許變動范圍2Cmax-2Cmin,影響模具的使用壽命，下面對落料進行討論一下。
根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設(shè)計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于制件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值2Cmin。其計算公式如下：
Dd=(Dmax-x)
Dp=(Dd-2Cmin)
=(Dmax-x-2Cmin)
Dd—落料凹?；境叽纾╩m）；
Dp—落料凸?；境叽纾╩m）；
Dmax—落料件最大極限尺寸（mm）；
d —沖孔凹?；境叽纾╩m）；
d—沖孔凸?；境叽纾╩m）；
—制件公差（mm）；
2Cmin—凸凹模最小初始雙面間隙（mm）；
—凸模下偏差，可按IT6選用（mm）；
—凹模下偏差，可按IT7選用（mm）。
X-為系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件的公差帶的中間尺寸，P35
當(dāng)制件公差為IT11—IT13， 取X=0.75；
當(dāng)制件公差為IT14以下時，取X=0.5。
4.2 凸、凹模尺寸的計算
4.2.1.計算沖外形的凸凹模尺寸
由原始數(shù)據(jù)知離合器板的外圓直徑為110mm，內(nèi)孔直徑為58mm，同時獲得2Cmin=0.78mm；
2Cmax=0.86mm；
則
2Cmax-2Cmin=(0.86-0.78)mm=0.08mm
由公差表查得：58為h11級，取x=0.75；110為h11級，取x=0.5
設(shè)凸凹模分別按IT6和IT7級加工制造；
則沖內(nèi)孔：dp=(dmin=x)
=(58+0.750.20)mm
=58.15mm
d=(d+2Cmin)
=(58.15+0.78)mm
=58.93mm
校核: ||+||2Cmax-2Cming
0 + 0 0.86-0.78
0 0.08（滿足間隙公差條件）
落料： Dd=(Dmax-X)
=（110-0.50）mm
=110mm
Dp=(Dd-2Cmin)
=(110-0.78)mm
=109.22mm
校核 0+0=00
故得 Dd=110mm
Dp=109.22mm
4.2.2內(nèi)孔的凸凹模尺寸計算
由1部分知X=0.5 =0 2Cmin=0.86mm
故 Dd=(Dmax-X)
=(58-0)
=58m
Dp=(Dd-2Cmin)
=(58-0.86)mm
=57.14mm
故 Dd=58mm
Dp=57.14mm
4.3凸凹模刃口間隙的確定
沖裁凸模和凹模間的間隙對沖裁件斷面質(zhì)量有著極其重要的影響。此處，沖裁間隙還影響著模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。
4.3.1 間隙對沖裁件尺寸精度的影響
沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸的差值，查值越小，則精度就越高。這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。
沖裁件相對于凸.凹模尺寸的偏差尺寸的偏差，主要是制件從凹模推出（落料件）或從凸模上卸下（沖孔件）時，因材料所受的擠壓變形、纖維伸長、穹彎等產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負的。影響這個偏差值的因素有：凸凹模的間隙，材料的性質(zhì)，工件的形狀與尺寸等。其中主要因素是凸凹模的間隙值。
當(dāng)凸凹模間隙較大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁結(jié)束后，因材料的彈性恢復(fù)使沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。當(dāng)間隙較小時，由于材料受凸模凹模的擠壓力大，故沖裁后材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔徑變小。尺寸變化量的大小與材料性質(zhì)、厚度、扎制方向等因素有關(guān)。材料性質(zhì)直接決定了材料在沖裁過程中的彈性變形量。軟剛的變形量較小，沖裁后的彈性恢復(fù)也??；硬剛的彈性恢復(fù)量較大。若模具刃口制造精度低，則沖裁件的制造精度也就無法保證。此外，模具的結(jié)構(gòu)形式及定位方式對孔的定位尺寸精度也有較大的影響。
4.3.2 間隙對模具壽命的影響
模具壽命受各種因素的影響，間隙是其中最主要的因素之一。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間、凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙值越小，模具作用的壓力越大，磨損也越嚴重。所以過小的間隙對模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面與材料的間的摩擦減小，并減少制造和裝備精度對間隙的限制，放寬間隙不均勻的不利應(yīng)，從而提高模具壽命。
4.3.3 間隙對沖裁工藝中力的影響
隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不明顯，當(dāng)單邊間隙為材料的厚度的5％-20％左右時，沖裁力的降低不超過5％-10％。
間隙對卸料力、推件力的影響比較嚴重。間隙增大后，從凸模上卸料和從模里推出零件都省力，當(dāng)單邊間隙達到材料的15％-25％左右時，卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大會使毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。
4.3.4 間隙值的確定
由以上分析，凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝中的力、模具壽命都有很大的影響。因此設(shè)計模具時一定要選擇一個合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，使所需沖裁力小，模具壽命高。但分別從質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的間隙不是同一個值，只是彼此接近。考慮到模具制造的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常只選擇一個適當(dāng)?shù)姆秶鳛橐粋€合理的間隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可沖出良好的制件。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Cmin。本設(shè)計中將采用經(jīng)驗確定法來確定凸、凹模的間隙。
根據(jù)研究與使用經(jīng)驗，在確定間隙值時要按要求分類選用。對于尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小間隙值，對于斷面垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、底稿模具壽命為主，可采用較大的間隙值。其值可按下列經(jīng)驗公式選用：
對于軟材料：
t＜1mm， C=(3％-4％)t
t=1-3mm， C=(5％-8％)t
t=3-5mm， C=(8％-10％)t
對于硬材料：
t＜1mm， C=(4％-5％)t
t=1-3mm， C=(6％-8％)t
t=3-5mm， C=(8％-13％)t
精沖模的間隙很小，一般只有材料厚度的0.5-1。間隙的大小與材料厚度、性能以及精沖零件的形狀有關(guān)。
根據(jù)已知到的參數(shù)值和經(jīng)驗公式：
精沖凸凹模刃口間隙可取為：
外形Z1=0.06mm
內(nèi)形Z2=0.08mm
4.4 凹模、沖孔凸模工作部分的刃口圓角的確定
將模具鋒利的刃口倒成圓角，可起到擠壓材料的作用，在剪切過程中，能改善工件的剪切面的質(zhì)量。由于沖件的外形是由凹模成型的，沖件的內(nèi)形是由沖孔（槽）凸模成形的，所以應(yīng)該在凹模和沖孔凸模的刃口上倒以圓角，用這種方法可以得到表面粗糙度很好的工件剪切面。但圓角值不能太大，否則易在沖件的剪切面上形成波紋狀的粗糙表面，并且使沖件塌角增大，所以，在一般情況下試模時先取最小圓角值，待試沖后視零件的質(zhì)量情況再逐步加大。
模具刃口圓角值與材料厚度及材料的抗拉強度有關(guān)，內(nèi)形較外形易于光潔，所以凹模與沖孔（槽）凸模的刃口原角值也不一樣，根據(jù)已知道的參數(shù)值以及參考文獻⑷查得：凹模、沖孔（窄槽）凸模的刃口原角值分別為：
R1=0.12mm；R2=0.10mm
4.5 沖孔凸模的形式及固定方法
沖孔凸模工作部分的形狀，與精沖零件的內(nèi)孔形狀一致。在設(shè)計中，由于弧形的窄槽的成形凸模的截面較小，在設(shè)計時其工作部分就很短（L＜10），在其后部形狀加大，以增加其強度和穩(wěn)定性。
沖孔凸模工作部分的長度，應(yīng)考慮與相配合的零件（推件板）的導(dǎo)向和活動距離應(yīng)為材料的3-5倍，導(dǎo)向部分的長度則應(yīng)為活動部分的1.5-2倍。在本設(shè)計中，沖弧形窄槽凸模的精度要求高，難于加工，可采用鑲拼結(jié)構(gòu)，其總長度為凹模厚度與固定板之和，即70。沖內(nèi)孔凸模由于截面較大，又難于加工，可作成直通道式結(jié)構(gòu)，用螺釘直推固定在墊板上，而沖窄槽凸模則采用固定板固定在凸模上作為抬階。
4.6 半沖孔零件（凸模）的選擇
半沖孔零件的結(jié)構(gòu)形式，主要有凸臺、凸柱和凸焊。它們多用于定距、定心和鉚接。
4.6.1凸臺件
其工藝特點有以下幾個方面：
1）凸模與凸臺的直徑相等，且壓入體積V1大于壓出體積V2的20％即：V1=1.2V2；
2）凸臺在毛刺側(cè)時，用復(fù)式精沖模加工；
3）凸臺在塌角側(cè)時用連續(xù)精沖模加工。
4.6.2凸柱件
其工藝特點有以下幾點：
1）凸模直徑大于凸模直徑D且D=S；
2）凸柱在毛刺側(cè)時，用復(fù)式精沖加工；
3）凸柱在塌角側(cè)時，用連續(xù)精沖模加工；
4）凸柱直徑D與材料厚和材料變形程度有關(guān)。
有零件及已知數(shù)據(jù)得該半沖孔件為凸柱件，但需選擇單獨半沖模加工。
半沖孔凸模如圖4.1所示。
圖4.1 半沖孔凸模
5 壓力機的選擇
在設(shè)計中,沖載壓力的計算是選擇機床的主要因素之一,也是考慮沖壓模具的強度依據(jù)。
由于沖壓是在三向受力狀態(tài)下進行沖裁的,所以設(shè)計模具時必須對各個壓力分別進行計算,然后求出沖壓時所需的總壓力,從而選用合適的沖壓機.
沖載總壓力：P=Ps+Pr+Pg
式中：Ps─沖裁力，KN；
Pr─壓料力，KN；
P g─推件板的反壓力，KN；
P─沖載所需要的總壓力，KN。
5.1沖載力
影響沖裁力的因素主要有：零件尺寸，材料機械性能，材料厚度等。
根據(jù)VD1-3345；Ps=L.S..f
式中 L─裁切線周長，mm；
S─材料厚度，mm；
─抗拉強度，KN/mm；
f ─系數(shù)，其值為0.6~0.9，常取0.9。
根據(jù)F.W.Timmerbeil公式：
P=L.S（1-t’/s）
式中：Ps─最大沖裁力，KN；
L─裁切線長度，mm；
─抗拉強度，KN/mm；
S─料厚，mm；
t’─凸模擠入深度，mm。
f=(1-t’/s)-取決于屈強比/比值，可由求得。對于精沖材料，在多數(shù)情況下/=0.6，故(1-t’/s)常取0.6~0.7。
由原始數(shù)據(jù)知L=1024.5mm；S=4.5mm。
10鋼的取為400Mpa
所以Ps=1024.54.54000.9
=1844052.056N=1844KN
5.2 齒圈壓板的壓料力
如圖5.1所示，齒圈壓料力Pr在精沖過程中的主要作用是：固定材料，對板料沿剪切力周圍施加靜壓力，以利塑剪變形，并在沖裁完后起退料的作用。
圖5.1 齒圈每毫米長度的壓力
根據(jù)VDL-3345：
Pr=L.h..f
式中L─剪切線周長mm；
h─齒高度mm；
─抗拉強度N/mm；
f─系數(shù)，常取4。
根據(jù)其他經(jīng)驗，（1）按沖裁力Ps的百分數(shù)選取，即
Pr=(40-60)℅Ps
（2）按齒圈和內(nèi)齒根到型孔邊的面積取
Pr=(F1+F2).
式中F1—齒形的投影面積，mm；
F2—齒圈內(nèi)齒根到型孔邊間的面積，mm；
—被沖材料的屈服極限，N/mm。
因為齒形的角度是固定的，為了計算的方便,可以用齒高進行計算，可以在計算時先查出每毫米周長所需的壓力，再乘以齒圈的總長度，即可得出齒圈壓板的壓料力。
計算得Pr=528.77KN。
5.3 推件板的反壓力
頂件器的反壓力Pg對沖壓零件的彎曲，沖裁表面錐度，塌角大小，尺寸精度等都有影響。但是過大的反壓力，使凸模過載，影響其壽命。反壓力按下式計算:
Pg=F.P
式中F—零件的受壓面積，mm
P—零件的單位反壓力，P=20-70 N/mm，大面積零件取70N/mm，小面積薄零件取20N/mm。
根據(jù)經(jīng)驗公式
Pg=0.2Ps
Pg=(0.1~0.25)Ps
式中Ps—沖裁力，N。
由原始數(shù)據(jù)取Pg=70N/mm計算得Pg=492821.6396N所以沖載過程中所需的總壓力為P=Ps+Pr+Pg=2866KN 。為能滿足此壓力的需要，選擇公稱壓力為4000KN的沖載壓力機。
壓力機參數(shù)：
滑塊行程：130mm；
公稱壓力行程：2mm；
最大裝模高度：400mm；
導(dǎo)軌間距離：660mm；
滑塊底面尺寸 前后左右：400620mm；
工作臺板尺寸 前后左右：660640mm。
6 模架及模柄的選擇
6.1 模架的選擇
根據(jù)已知條件選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架作為精沖模的模架，型號為GB2851.3-81HT200。
其數(shù)據(jù)參數(shù)為：L=305mm；
B=192mm；
D=192mm；
閉合高度 最?。?75mm ；最大320mm；
上模座：GB2855.5-81 30519250 ，數(shù)量1個；
下模座：GB2855.6-81 30519265，數(shù)量1個；
導(dǎo)柱： GB2861.1-81 25275，數(shù)量2個；
導(dǎo)套： GB2861.6-81 4810558，數(shù)量2個。
根據(jù)已知條件選擇單柱模架為半沖孔模的模架， 其參數(shù)為：L=224mm，
B=192mm，H=186mm。
圖6.1 半沖孔模柄
上模座GB2856.1-81 22419245，數(shù)量1個；
下模座GB2856.2-81 22419250 ，數(shù)量1個；
導(dǎo)柱 GB2861.3-81 25171 ，數(shù)量1個；
導(dǎo)套 GB2861.8-81 254851 ，數(shù)量1個。
6.2 模柄的選擇
由已知條件可查出半沖模柄應(yīng)選擇壓入式模柄:如圖6.1所示。
7 模具主要工作零件的設(shè)計
7.1 推件板的設(shè)計
推件板是沖壓模的一個重要組成部分，它的作用是在沖壓前將材料加壓，沖壓后將沖壓件從凹模里推出，在復(fù)合沖壓模里，它還是沖孔凸模的導(dǎo)向定位，因此在沖壓模中，推件板是一個既精密又要有一定強度的構(gòu)件。推件板的精度要求很高，外形與凹模型孔，內(nèi)形與沖孔（縫，槽）凸模成無松動配合。
在本設(shè)計中，推件板可做成整體帶凸圓狀的圓形件。推件板借助于頂桿傳遞推力，故頂桿的位置分布十分重要，在設(shè)計中頂桿應(yīng)分布在推件板強度較弱的截面位置，或在以它為對稱的位置上，使它承受垂直力，且不受偏載荷，這樣就可以提高推件板的使用強度，延長模具的壽命。
推件板的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖7.1所示。
圖7.1 推件板
查沖壓手冊，根據(jù)以上尺寸校核該零件，符合技術(shù)要求。
7.2 墊板.凸模固定板的設(shè)計
考慮到凸模為固定不動的，采用墊板加固。墊板的厚度取10mm，固定板的厚度取20mm，其外形直徑取192mm，其結(jié)構(gòu)如圖7.2所示。
1-墊板 2-凸模固定板
圖 7.2 凸模
7.3 推件桿的設(shè)計
推件桿是精沖模結(jié)構(gòu)中用于推出沖孔的廢料，它安裝在凸、凹模的內(nèi)形孔中，由頂板將它托住。推料板的形狀與凸凹模內(nèi)形孔一致，為了防止脫出，后部帶有凸臺。它的頭部應(yīng)高出凸模0.2，以便推出廢料，凸模內(nèi)行孔為狹長的縫槽時，推料桿可以做成板狀，再與頂板進行連接。在本設(shè)計中，凸、凹模內(nèi)狹長槽的推料桿即設(shè)計成與其形狀一致的弧形桿。
1.3-沖孔推件桿 2-凹模推件桿
圖7.3 推件桿
為了讓孔內(nèi)空氣逃走，要開出氣槽，在沖件內(nèi)外形間材料狹窄時，沖裁時產(chǎn)生的熱量不易散失，也要開氣槽，壓縮空氣經(jīng)常由此通過，可以延長模具壽命。為防止廢料粘在頂板上，頂桿頭部易帶圓弧，或按裝彈簧頂銷。如圖7.3所示。
8 繪制模具總裝圖
裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖，一般主視圖和俯視圖應(yīng)對應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸，如封閉高度、輪廓尺寸、壓力中心以及靠裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。畫出工件圖、排樣圖，填寫詳細的零件明細表和技術(shù)要求。
結(jié) 論
本設(shè)計主要敘述了摩托車離合器從動盤的設(shè)計計算，初步確定了合適的離合器從動盤結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)給定的參數(shù)，完成了離合器從動盤本體的設(shè)計工作。
離合器從動盤由從動盤本體，從動盤轂和摩擦片等三部分組成，其中從動盤本體是其主要零件，該件作為沖裁件采用板材經(jīng)落料、沖孔等沖裁加工可一次成形，不僅確保了精度，同時顯著提高了生產(chǎn)率。根據(jù)離合器從動盤的基本性能參數(shù)要求，完成了離合器從動盤本體的設(shè)計及校核工作，從而能達到設(shè)計所需要的各種性能。
經(jīng)校核，本離合器從動盤本體設(shè)計計算結(jié)果符合整車性能要求，可為同類車型離合器的設(shè)計提供參考。由于時間倉促和自己水平有限，設(shè)計中難免存在一些不足之處，有待于在今后的學(xué)習(xí)工作中進一步學(xué)習(xí)研究，希望老師多多指正。
致 謝
我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉萬福教授，因為我開始不知道該怎么動手，老師就給我講解了一些離合器從動盤相關(guān)設(shè)計的資料和模板，每次都給我悉心的指導(dǎo)，指出并解答了我設(shè)計中的問題和疑問，劉老師熱情待人、認真的研究精神和嚴謹?shù)慕虒W(xué)態(tài)度也深深感染并影響了我，給了我學(xué)習(xí)的榜樣。借此論文完成之際特向老師表示我的敬意和感激之情。
在離合器從從盤的設(shè)計計算時，有些地方不清楚，又和同學(xué)們一起討論，很多同學(xué)細心地給我講解，在這里一并感謝。
通過這次課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)了自己理論知識的缺乏，繪圖軟件使用不熟練等問題，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)多加強理論知識的學(xué)習(xí)和繪圖軟件的練習(xí)，并把理論知識用運到實踐中，使所學(xué)到的知識可以靈活運用，為以后踏入社會工作做好充分的準備。
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附錄：文獻綜述-沖壓模具的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
附錄：中英文文獻翻譯名稱——金屬板成型時易變原因的驗證
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