马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
摩擦离合器是在机械设计中用于轴与轴连接，使它们一起回转并传递转矩的重要件，它具有接合平稳、冲击和振动较小等优点。其重要组成部分——摩擦片大多根据使用场合的不同而被设计成各种不同式样，但由于工作条件恶劣，磨损严重，因此需要量大。目前，有许多小型企业瞄准了这个市场，但由于设备条件的限制，在生产工艺中须采取一些措施才能快速、经济地制造出来，以下通过实例加以说明。 工艺分析
* k& q+ K' P2 y& ?" ^ 在我公司对外承揽的技术业务中，有图1所示外形如垫片，中部需成形四个凸台的摩擦片。采用2.5mm厚45钢板经热处理45〜52HRC而成，生产批量较大。
/ N0 L( ]# ]! W! F8 e图1 这是一个冲裁及成形复合件，由于生产批量较大，根据零件结构宜采用冲裁及成形复合模。依据冲裁力计算公式： 7 }, C$ N% a$ p2 m3 z- F
2 J) p6 F; `; n* o. F7 }P = KLtτ
9 F9 n2 i* K) v( t$ b' P4 W1 ?2 N: Q4 \, p8 L7 P
式中 τ——抗剪强度，取500N/mm2 4 d( W6 r; r5 Y. ]9 A
L——冲裁件的周长，mm
, E3 _0 A9 Y$ b9 W0 a1 V1 Vt——材料厚度，mm
' ^0 q9 Y' g, Z4 X3 SK——安全系数，取1.3
$ ~! z) C/ N: d: c4 y: [4 |, p0 `4 f8 d( ~4 c
代入零件相关数据，可计算出： # N! _8 }) U- Y7 R, F( l G
. \/ t ^7 W, l8 K( A4 z" V; ?摩擦片冲裁力P=1.3×3.14×(80+20)×2.5×500=510kN
$ l+ f5 _% M& _( u
S0 s. F4 X [& @" l, K依据冲孔、落料卸料力经验公式：P卸 = K卸P ( G8 K5 I; ^9 L1 _: W3 ^
7 r3 f: G' m+ w4 r! L
式中
* W; ]6 T0 ~: G* h1 o3 t) @K卸—— 为卸料力系数，取0.06
6 |. d9 C# N) Y) w+ _; _3 ?P —— 冲孔、落料总冲裁力，N
2 l; q/ E }( N! [+ q* v
# P* O; J# d6 D y代入零件相关数据，可计算出： : t9 u4 N x u2 X: k$ I7 L/ a* t
* V ~1 v, p) n/ {5 Z摩擦片卸料力P卸=0.06×510=30.6kN 1 m: M* f/ K+ C; P* Z/ Q. n
' X! M+ X8 J7 ?8 q: z* H3 `
依据成形力计算公式：
- }% A7 Z( Z! ^5 W: L& u
_0 g4 G, a3 U2 d/ K! W" Q0 sP = KLtσb
# q( N$ R% ~$ O+ n7 C9 i7 W4 W( n# J3 c5 o( ?4 q2 x
其中 σb——材料抗拉强度，取 65kg/mm2 . e6 L4 P& Y1 y0 ~8 W5 d" T
L——成形部分的周长，mm
4 @& ^% Y }, e7 |& c: At——料厚，mm
r# d1 e8 \1 L9 w* |; ?' IK——为成形系数，取0.8 + q7 r- [6 m+ n1 O
$ e, d$ j$ E( w
代入零件相关数据，可计算出：
$ Y! C" ~8 w" E: e! l) m; C( [
: b5 \; J8 I/ T$ L# }; C. A& C摩擦片成形力P成=0.8×2.5×(10×2+12×2) ×4×65=229kN
9 U6 _+ A3 n+ |/ L: {2 o) M2 k7 O/ y' O
故摩擦片冲孔、落料、成形复合力为：510+30.6+229=770kN，自然须选择770kN以上的压力机。
0 t. L# m! N2 x8 Z# n9 t! f# w9 W5 e! g0 ]
根据对方生产设备仅能选用JC23－40开式双柱可倾压力机，要想实行冲孔、落料、成形复合，冲压力明显不足，如将复合工序调整为分步实施的单工序，又必将使生产效率降低、成本上升。 6 o2 u4 J. M; S) R# N
7 x% P( }9 D( l依据零件结构，其成形高度1.5mm小于料厚t=2.5mm，因此凸台成形仅依靠材料自身延伸性能及料厚变化便可达到；又由于凸台与零件内外形边缘距离均大于(3〜3.5)t＝(7.5〜8.75)mm，故不会引起边缘材料往内收缩，造成成形缺陷。
4 k% H: _9 ^2 p9 m7 Y0 |8 Z
5 C8 j2 ~8 T3 W9 U上述分析表明：四个凸台仅仅发生局部成形。零件落料、冲孔、成形复合过程中，凸台的成形没有必要的先后顺序。
* b' ^" c4 M+ h4 C
0 c* d2 I8 b% K0 W' G' z1 X5 C模具设计 & l4 s# U# R; a" B5 B& p
( l0 i' c! K# D8 h- x( }根据零件成形的特点及选用的JC23－40压力机具有打料横杆结构，设计了图2所示模具。
1 A5 W/ S. B8 Q9 b+ |9 @6 v图2 1.上模板 2.导套 3.垫板 4.固定板 5.模柄 6.顶杆 7.打料杆8.打料板 9.冲孔凸模 10.卸料器 j! M, u8 S! |
11.落料凹模 12.导柱13.冲孔、成形凸凹模 14.卸料板 15.聚氨酯块 16.下模板 整个模具工作过程是：坯料置于模具适当位置，冲床滑块开始下移，落料凹模11与卸料板14共同将坯料压紧，随着冲床滑块的下移，落料凹模11与冲孔、成形凸凹模13作用，当滑块再下移3mm后，零件外形冲出，此时，卸料器10顶部刚好与固定板4底端接触，当滑块继续下移1.5mm, 卸料器10、冲孔凸模9与冲孔、成形凸凹模13共同作用，完成中部四个凸台的成形及中间φ20mm孔的冲裁。至此，零件内、外形及凸台完全成形。" P' k" L2 o* e' E; E
滑块上移，打料杆7与压力机打料横杆相撞，卸料力经打料杆7传于打料板8，再经顶杆6传至卸料器10，由卸料器10将加工好的零件推出落料凹模11型腔，与此同时，冲裁完外形的条料经卸料板14作用，完成顶料，余料转入下一工作循环。( V5 A& d" w1 u, f6 \, G4 S
在模具中，卸料器具有成形凸台及卸料的双重功能，为防止卸料器旋转，设计成带导向、定位的四方结构，并且它与落料凹模型腔保证单面间隙0.03〜0.05mm，以保证成形准确、卸料可靠。
/ r# n' }3 {/ c) t+ X 成形凸台的高度尺寸由卸料器相关成形尺寸决定。通过修磨冲孔、成形凸凹模上平面，可调整成形高度尺寸，从而保证成形精度。; s( X( Y5 K9 e- ?; Y1 H/ O
效果及结论
- ?. N0 m- o; A7 {7 k% M 模具设计完成后，经制造、试模，生产的零件一次性符合图样要求。经过三年多来的使用，生产零件数万件，产品质量稳定、模具工作可靠。
( h( h7 ?2 z! Z# P在这里，小吨位压力机之所以能一次性加工出零件，从模具工作原理可看出主要得益于模具结构设计时，落料凹模11比卸料器10厚3mm、冲孔凸模9比落料凹模11后3mm与坯料接触，形成阶梯型冲裁，使落料凹模11完成落料后，卸料器及冲孔凸模才开始接触坯料，而后成形及冲孔。此时，冲裁力为P=1.3×3.14×80×2.5×500=408kN，略大于400kN，只需选取稍大些的落料间隙便可克服。
2 Y: @, w% L! S! {9 B/ `; j 上述措施的采用，使落料、冲孔、成形复合的“节奏”得到了重新布置，形成了阶梯型压力分布，从而，消除了三者复合后的压力叠加，使压力机落料、冲孔、成形复合力不够的矛盾得到根本解决。; }. R8 h2 V: \6 \
在生产实际中，除阶梯型冲裁外，在凸模、凹模上采用不同的斜刃结构，形成斜刃冲裁，可降低冲裁力40%〜80%，不过该结构刃口制造及修磨比较复杂，刃口易磨损，主要适用于大型及厚料工件。如若工件表面质量要求不高也可采用加热冲裁，通过加热使材料抗剪强度明显降低，而适当增大冲裁或拉伸等的凸、凹模间隙，均能较好地降低冲裁力，起到小吨位压力机加工出大零件的功效。; u% H3 b/ l/ i" P( [
| 
发表于 2010-10-4 21:27:59
:thankfulness::thankfulness::thankfulness::thankfulness::thankfulness::thankfulness::thankfulness: