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轉(zhuǎn)發(fā)自：模具工業(yè) 2019年第45卷第4期

作者：竇寒玙 1，韓英平 1，李彥磊 1，周 亮 2

（1.長春一東離合器股份有限公司，吉林長春 130012； 2.陸軍裝甲兵駐長春地區(qū)軍代室，吉林長春 130012）

摘要：介紹了一種重型卡車用的厚板料、高強(qiáng)度、高精度離合器殼體的模具設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)分析和計(jì)算了坯料尺寸，闡述了成形翻邊、尺寸保證、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及厚鋼板沖壓、翻邊工藝對零件尺寸精度的影響。

該模具制造完成后，經(jīng)實(shí)際批量生產(chǎn)驗(yàn)證，零件成形尺寸精度和制造工藝滿足要求，適用于大批量生產(chǎn)制造。

關(guān)鍵詞：鋼板；沖壓；高強(qiáng)度；厚板料；高精度；離合器；翻邊中圖分類號(hào)：TG385.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1001-2168（2019）04-0018-06

DOI：10.16787/j.cnki.1001-2168.dmi.2019.04.006

Die design of stamping part with thick sheet metal and high strength and accuracy

DOU Han-yu1, HAN Ying-ping1, LI Yan-lei1, ZHOU Liang2

(1.Changchun Yidong Clutch Co., Ltd., Changchun, Jilin 130012, China; 2.Armored Forces of the Army in Changchun, Changchun, Jilin 130012, China)

Abstract：A stamping die design for the lorry clutch housing with thick sheet metal and high strength and accuracy was proposed. The size of sheet metal was analyzed and calculated, and the flanging, dimension, die structure were elaborated in detail, also the influence of stamping and flanging process on dimensional accuracy was analyzed. The die has passed the acceptance of dimensional accuracy and the actual verification of mass production, it met the requirements of product dimensional accuracy and manufacturing process, and it was suitable for mass production.

Key words: steel plate; stamping; high strength; thick sheet metal; high accuracy; clutch;flanging

0 引 言

汽車離合器是整車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要零部件，一般由離合器蓋總成和從動(dòng)盤兩部分組成，從動(dòng)盤總成聯(lián)接變速箱輸入軸，離合器蓋總成通過螺栓連接發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪。

離合器承擔(dān)整車動(dòng)力輸出中斷、結(jié)合、變換擋位和緩解載荷沖擊的作用，且工作時(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪同步高速旋轉(zhuǎn)，因此離合器蓋要求具有足夠的剛度、尺寸精度，為了散熱需要，必須設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)窗口[1]。

當(dāng)前重型卡車的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力已達(dá)到370 kW以上，離合器的扭矩容量要超過4 000 N•m，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求非常高，殼體制造需要采用高強(qiáng)度厚板料生產(chǎn)，通常重型卡車用離合器鋼板厚度≥5 mm。

離合器作為高速旋轉(zhuǎn)零件，動(dòng)平衡要求高，且傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配匹配度也要求高，因此其尺寸精度要求也高，通常公差要求＜0.5 mm。

離合器殼體具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間緊湊、自身強(qiáng)度和尺寸精度高的特點(diǎn)。

由于離合器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和尺寸精度要求高，早期的重型卡車離合器殼體采用鑄造工藝生產(chǎn)，隨著沖壓技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，采用沖壓離合器殼體代替鑄造殼體，在提高生產(chǎn)效率和降低成本方面發(fā)揮了巨大優(yōu)勢，促進(jìn)了自主離合器的發(fā)展[2]。

但離合器因其高強(qiáng)度的要求，所以采用厚板料翻邊成形以實(shí)現(xiàn)高 1 離合器殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析某款離合器殼體為 4 臺(tái)階圓盤形結(jié)構(gòu)，如圖 1 所示，開放圓筒形階梯結(jié)構(gòu)，16個(gè)裝配安裝孔呈中心對稱分布，翻邊、成形使鋼板材料呈現(xiàn)壓縮類和伸長類組合的不封閉曲線翻邊結(jié)構(gòu)形式。

第3級(jí)臺(tái)階處有12條加強(qiáng)筋呈中心對稱，如圖 2所示，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需多次拉深、精密沖孔和整形，沖壓生產(chǎn)工藝復(fù)雜。

離合器殼體的最大外徑為?480 mm，拉深深度分別為28、18 mm，結(jié)構(gòu)尺寸為多臺(tái)階開放圓筒形階梯拉深，周向拉深深度不同，如圖3所示。

翻邊高度 47 mm，采取壓縮類和伸長類組合的不封閉曲線翻邊工藝成形，零件翻邊成波浪筒形，成形工藝復(fù)雜[3]。

零件材料為SPHE鋼板，是一種深沖用熱軋軟鋼板及鋼帶，對應(yīng)國內(nèi)鋼號(hào)08AL，材料厚度7 mm，抗拉強(qiáng)度≥270 MPa，成形內(nèi)圓角尺寸為 R7 mm。

成形零件屬于高強(qiáng)度沖壓，且成形面積大，必須采用大型壓力機(jī)，沖壓工藝要求高。

離合器屬于整車傳動(dòng)系統(tǒng)的零件，其裝配尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸要求高，屬于高精度沖壓，零件成形同軸度＜?1 mm，裝配孔相對中心孔尺寸位置度公差≤0.5 mm，周向角度公差±20′。

2 離合器殼體沖壓成形工藝分析與設(shè)計(jì)

通過對零件進(jìn)行分析并制定了成形工藝，主要由壓形、拉深和翻邊3個(gè)工藝組成。采用工藝分析圖樣分解計(jì)算，首先對整體拉深的形式簡化工藝計(jì)算。

將零件拆解成A和B2個(gè)不同的單元分別進(jìn)行計(jì)算，如圖4所示。

圖4 沖壓成形的工藝分析

（1）分析并計(jì)算毛坯尺寸。拉深件所有尺寸按照材料厚度中線計(jì)算，如圖 5 所示，d1 直徑為 ?401 mm，d2直徑為?473 mm，采用最大尺寸計(jì)算；一級(jí)臺(tái)階拉深尺寸h1為33.5 mm，二級(jí)臺(tái)階翻邊尺寸h2為43.5 mm。

圖5 A部分結(jié)構(gòu)尺寸

A部分尺寸計(jì)算：采用公式DA2=d22+4（d1×h1+d2× h2）計(jì)算可得理論參考值DA≈599.8 mm，經(jīng)過實(shí)際試制后確定采用直徑DA為566 mm，小于理論計(jì)算值，考慮圖5中h2=43.5 mm翻邊部分可按拉深近似值計(jì)算，計(jì)算過程中毛坯直徑取DA=590 mm。

B部分尺寸計(jì)算：根據(jù)零件尺寸結(jié)構(gòu)R=r，如圖 6所示，B部分毛坯直徑尺寸：采用公式DB2=d22+4× d1×H-3.44r×d1，其中H=23.5 mm，計(jì)算可得理論參考值DB≈503.6 mm，經(jīng)過實(shí)際試制后確定采用毛坯直徑DB為566 mm，計(jì)算過程中毛坯直徑取DB=500 mm。

圖6 B部分結(jié)構(gòu)尺寸

綜合A、B部分結(jié)構(gòu)尺寸，經(jīng)過整合計(jì)算初步確定了毛坯尺寸，實(shí)際尺寸通過試制后核算驗(yàn)證。在剪板和排樣時(shí)考慮到板材的材料纖維方向，設(shè)計(jì)了經(jīng)濟(jì)的剪板排樣（見圖7）和料片排樣尺寸535 mm×