离合器齿轮冷挤压工艺及模具设计
时间:2018-04-16 查看数:149

      离合器齿轮是摩托车启动电机中的一个关键零件,其形状尺寸如所示。该零件由外径☆32mm的离合器(离合器的内齿形状图中没有表达)和节圆直径为24.5mm的圆柱齿轮组成。齿轮齿部和离合器内齿都没有退刀槽,因此零件结构非常紧凑,强度较高。为了保持原有的设计结构,采用热锻制还,切削加工是很难加工的,只有采用粉末冶金和冷挤压的加工工艺。但无论从零件强度、成形精度和生产效率方面比较,冷挤压更具有优势。近几年,随着模具工业的迅速发展,冷挤压技术水平有了很大提高,因此采用冷挤压成形,除了可以充分利用原材料,提高零件强度和生产效率外,更是复杂形状零件成形的最有效的方法。对于复杂形状零件的成形,关键是要采用正确的成形工艺和模具结构,在提高材料利用率和生产率的同时,获得最佳的产品性能和尺寸精度。

      工艺分析离合器齿轮所用的材料为高强度合金钢20CrMnTi,其供应状态强度高、变形抗力大、塑性差,存在加工硬化现象。但经充分退火软化处理后,变形抗力大为降低,塑性有了很大的提高,完全可以采用冷挤压成形。
      另外,冷挤压工艺可以达到的加工精度和挤压面的表面粗糙度分别为IT7级和Ra=0.6,um,完全能够满足图纸要求。
      但据有关资料介绍|1,冷挤压一次成形,其同轴度一般只能达到*0.05mm,而图纸要求离合器齿从事冲压工艺及模具设计课程的教学及冷挤压工艺的研究地址:浙江绍兴市环城西路5号,绍兴文理学院机电系,电话:形中心线、齿轮分度圆中心线均应与12H7mm孔轴心线保持同轴。同轴度误差不超过*0.025mm.由于离合器齿形、齿轮齿形和<H2H7mm孔在模具中分别由凸模、凹模和反向凸模(芯轴)成形,因此同轴度问题是工艺设计和模具设计的关键。由于离合器和齿轮齿形复杂,机加工难度大,而〖12H7mm为圆柱孔,容易机加工,因此为了解决同轴度问题,用冷挤压方法将离合器齿形和齿轮齿形直接挤压成形,达到图纸要求并保证离合器齿形和齿轮齿形的同轴度。而对
      由于离合器部分可视作一个圆杯,因此在工艺上采用反挤压成形。而齿轮部分可视作阶梯轴,因此采用正挤压成形。综上分析,零件的终成形应采用复合挤压。同时,由于该零件满足有关资料介绍的典型冷成形零件的工艺要求|21,即df0.模具设计根据工艺分析,终成形采用正反复合挤压成形,离合器部分经反挤成形后,会受到凸模32mm轴端处的阻力,因此在设计凸模离合器齿形工作部分时,应将离合器的整体高度作为工作带高度。而在设计凹模齿轮齿形时,应做出工作带,工作带高度不超过3mm.模具工作时,挤压机滑块下行带动凸模进入凹模内挤压工件坯料,坯料在模具的作用下,同时进行正、反挤压,但反挤压成形材料很快受到凸模轴端的阻挡,在滑块的进一步作用下,以正挤压结束完成最终成形。由于2mm外圆与齿轮采用锥度过渡,有利于正挤压成形。
      在模具设计时应注意:①凸、凹模必须要有尽可能大的圆角,以便使凸、凹模能自然插入;②应保证在凸模接触工件前,凸、凹模有足够的导入长度。但也不要导入太长,造成模具钢材的浪费,同时也影响模具的强度;③应控制毛坯的下料尺寸或重量,材料过多或不足都会影响成形质量。
      结束语采用先进制造技术是发展生产力的有效途径,而快速精确或直接成形技术是国家积极提倡的先进制造基础技术之一,特别对于复杂形状零件的成形更具有现实意义。而冷挤压成形更是实现上述目标的方法之一,但要取得成功,除了合理安排工艺,正确设计模具外,冷挤压设备、模具材料、模具材料的热处理、模具的加工技术、冷挤压材料、毛坯的制备与处理等都会直接影响冷挤压成形件的质量,因此只有系统全面地提高上述各方面的技术水平,才能将我国的冷挤压水平提到一个新的高度。

文章来源:太空模具网
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