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离合器壳体结构设计与分析、高精度五金冲压模具设计 时间:【2019.09.10】 共阅【78】次 【打印】【返回

离合器壳体结构设计与分析高精度五金冲压模具设计精密五金冲压模具


离合器壳体结构设计与分析


介绍了一种重型卡车用的厚板料、高强度、高精度离合器壳体的模具设计方案,系统分析和计算 了坯料尺寸,阐述了成形翻边、尺寸保证、模具结构设计及厚钢板冲压、翻边工艺对零件尺寸精度的影 响。该模具制造完成后,经实际批量生产验证,零件成形尺寸精度和制造工艺满足要求,适用于大批量 生产制造。

汽车离合器是整车传动系统的重要零部件,一 般由离合器盖总成和从动盘两部分组成,从动盘总 成联接变速箱输入轴,离合器盖总成通过螺栓连接发动机飞轮。离合器承担整车动力输出中断、结 合、变换挡位和缓解载荷冲击的作用,且工作时与 发动机飞轮同步高速旋转,因此离合器盖要求具有 足够的刚度、尺寸精度,为了散热需要,必须设计适 当的通风窗口。


当前重型卡车的发动机动力已达到 370 kW 以上,离合器的扭矩容量要超过 4 000 N•m,其结构强 度要求非常高,壳体制造需要采用高强度厚板料生 产,通常重型卡车用离合器钢板厚度≥5 mm。离合 器作为高速旋转零件,动平衡要求高,且传动系统 的装配匹配度也要求高,因此其尺寸精度要求也 高,通常公差要求<0.5 mm。离合器壳体具有结构 复杂、空间紧凑、自身强度和尺寸精度高的特点。由于离合器结构强度和尺寸精度要求高,早期 的重型卡车离合器壳体采用铸造工艺生产,随着冲 压技术的发展进步,采用冲压离合器壳体代替铸造 壳体,在提高生产效率和降低成本方面发挥了巨大 优势,促进了自主离合器的发展。但离合器因其高强度的要求,所以采用厚板料翻边成形以实现高强度、轻量化、低成本的目的。


某款离合器壳体为 4 台阶圆盘形结构,如图 1 所示,开放圆筒形阶梯结构,16 个装配安装孔呈中 心对称分布,翻边、成形使钢板材料呈现压缩类和 伸长类组合的不封闭曲线翻边结构形式。

 (a)外表面  

 

            (b)内表面


图 1 离合器壳体


第 3 级台阶处有 12 条加强筋呈中心对称,如图2 所示,结构复杂,需多次拉深、精密冲孔和整形,冲 压生产工艺复杂。



图 2 离合器壳体二维结构


离合器壳体的最大外径为ϕ480 mm,拉深深度分别为 28、18 mm,结构尺寸为多台阶开放圆筒形阶 梯拉深,周向拉深深度不同,如图 3 所示。翻边高度47 mm,采取压缩类和伸长类组合的不封闭曲线翻 边工艺成形 ,零件翻边成波浪筒形 ,成形工艺复 杂。


零件材料为SPHE钢板,是一种深冲用热轧软钢板及钢带,对应国内钢号08AL,材料厚度 7 mm。



图 3 离合器壳体成形分析


抗拉强度≥270 MPa,成形内圆角尺寸为 R7 mm。成形零件属于高强度冲压,且成形面积大,必须采 用大型压力机,冲压工艺要求高。


离合器属于整车传动系统的零件,其装配尺寸 和结构尺寸要求高,属于高精度冲压,零件成形同 轴度<ϕ1 mm,装配孔相对中心孔尺寸位置度公差≤0.5 mm,周向角度公差±20′。


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