离合器星轮精冲挤压工艺分析与模具设计.pdf

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模具工业2012年第38卷第5期
离合器星轮精沖挤压工艺分析与模具设计
易际明',赵军2,黄桂美2
(1.厦门理工学院机械工程系,福建厦门361024
2.厦门理工学院材料科学与工程系,福建厦门361024)
摘要:介绍了离合器星轮精冲挤压成形原理,零件成形过程中工件产生纯剪切变形与挤压变形,以
获得形状与尺寸精度较高的零件。设计了双面齿形压边与组合凹模的精冲挤压模,提高了模具蛋
度
关键词:离合器星轮;娟陷;精冲挤压;模具结构
中图分类号:TG76,TG376文献标识码:B文章编号:1001-2168(2012)05-0058-03
Analysis of fine blanking and extrusion process and
design of die for clutch planetary gear
YI Ji-ming, ZHAO Jun, HUANG Gui-mei
(1. Department of Mechanical Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen, Fuiian
361024, China 2. Department of Materials Science and Engineering, Xiamen University of
Technology, Xiamen, Fujian 361024, China)
bstract: The fine blanking and extrusion forming principle of clutch planetary gear was an
alyzed. In the forming process, shear deformation and compression deformation were oc-
curred that high precision parts were obtained. A fine blanking and extrusion die with dou
ble tooth blank holder and combined die was designed
Key words: clutch planetary gear; collapse; fine blanking and extrusion; die structure
引言
重要影响,双向超越离合器星轮外形结构如图1所
精密冲裁是指通过一次冲压行程就可获得切示,材料选用20 Crmnti,料厚10m。零件尺寸精度
口断面光洁、轮廓尺寸精度高的冲裁零件的工艺方要求m7级以上。目前,离合器星轮制造工艺有2
法,精冲加工的零件可直接使用,具有很高的经济种:①机械加工方法;②厚板精密冲栽方法与机械
效益,是冲压领域的先进精密加工技术之一。对于加工相结合的方法。2种工艺都有明显的缺点:机
材料厚度>4mm的板料冲压都归为厚板冲压,目前械加工制造成本高,精密冲裁以后板料表面会产生
厚板精冲工艺难度较大。厚、薄板精密冲裁相比,塌陷、拉裂等缺陷,需要机械加工才能使零件达到
厚板冲裁力较大,模具寿命低,冲切断面质量差,尺尺寸精度要求?
寸与形位精度低"到。
R19
双向摆动无级自锁式升降控制器是汽车座椅
手动升降装置中的核心功能件,具有双向驱动和任
RO
意位置停驻的功能。离合器星轮作为双向超越离
合器的核心零件,其性能与制造成本对整个装置有
R16
C RO. 5
收稿日期:2011-10-18。
基金项目:厦门市科技计划项日(3502220103040)。
作者简介:易际明(1964-),男(汉族)溯南桃源人,教授,主要从
事机电产品数字化设计与制造领城的教学和研究,地址:福建省
厦门市集美区后溪镇理工路60号,(电话)15960276098,(电子
图1双向超越离合器星轮
信箱)jnyi@ xmt. ed.eno
模具エ业2012年第38卷第5期
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2精挤压原理
精冲挤压是由精密冲裁工艺发展而衍生的
种复合成形工艺,它综合利用了精密体积成形和精
密冲裁2种工艺的特点。
精冲挤压模局部结构如图2所示。与精密冲裁
模结构对比,精冲挤压凹模刃口尺寸由两部分构成
(见图2局部放大,下部凹模刃ロ尺寸D处凸、凹模
单边间隙取O.5mn,板料首先在齿形下压边圈2和
上压料板5的作用下,被压紧在凹模表面,然后完成
精密冲裁:上部凹模刃口尺寸d处凸、凹模单边间隙
小于0.5mm,随着上模向下运行,齿形下压边圈也
跟着向下运动,最后上压料板与凹模构成封闭型
图3精冲挤压零件剪切断面模拟状况
腔。在上压料板5上开设有余料槽,以容纳挤压过
程中多余的材料,改善模具的受力状态
凹模设计
在离合器星轮精冲挤压过程中,受力条件十分
复杂,在径向和轴向均受较大的应力。凹模结构对
零件成形过程有重要影响,为减小精冲挤压过程中
径向应力对凹模的影响,采用组合凹模结构设计
D
组合凹模是利用过盈配合使凹模产生预紧力,
以部分或全部抵偿锻造时产生的径向工作应力,提
高模具径向抗拉强度。为了使设计的组合四模满
足实际使用要求,必须对模具结构及受力状态加以
分析,如各屡四模的承载能力不允许超过模具材料
的许用应力,组合式凹模的外、内径之比必须限制
图2精冲挤压模局部结构
在一个合理范園?
1.凸h模2.齿形压边圈3.工件4.凹模5.上压料板
根据离合器星轮精冲挤压过程中的受力特点
组合凹模采用二层预紧结构,如图4所示。设内
精冲挤压过程大致可分3个阶段。第1阶段双内径为n、内圈外径为n2,外内径为n、外圈外径为
刃口齿图压入板料,完成压边过程,以产生强烈压7,δ为半径过盈量。
边作用力,使板料的塑性剪切变形区形成三向压应
由于内、外圈存在过盈量,在配合面上将产生
力状态,增加变形区及其邻域的静水压力,阻止剪
切区以外的金属在剪切过程随凸模流动,从而在剪
切区内产生压应力,使精冲过程类似于挤压变形的
塑性流动,这一阶段与精密冲裁过程相同。第2阶
段凸模切入板料,随着凸模进入板料深度增加,板
料开始被挤压,直到材料完全分离。第3阶段为板
料冲裁面发生挤压变形,被完全挤入上模型腔,多
余材料流入余料槽中,斷面被完全挤光。图3为精
冲挤压模拟结束时其断面分布情况,它与普通精密
冲裁相比,剪切断面光亮带高度大大提高,塌角高
度明显减小。
精冲挤压模设计
图4组合凹模结构