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1 緒論
摩托車由汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)，靠手把操縱前輪轉(zhuǎn)向的兩輪或三輪車型，具有輕便靈活，行駛迅速等特點(diǎn)，廣泛用于巡邏，客貨運(yùn)輸?shù)?，也用作體育運(yùn)動(dòng)器械。從大的方向來說，摩托車分為街車，公路賽摩托車，越野摩托車，巡航車，旅行車等。
自1885年德國(guó)的戴姆勒發(fā)明制造產(chǎn)出世界上第一輛以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的摩托車以來，摩托車的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了100多年的滄桑巨變。限于100多年前，當(dāng)時(shí)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)尚處于低級(jí)幼稚的狀況，當(dāng)時(shí)的車輛尚為馬車技術(shù)階段，原始摩托車與現(xiàn)代摩托車在外形，結(jié)構(gòu)和性能上有很大差別。原始摩托車的車架是木質(zhì)的，車輪也是木質(zhì)的。其發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸工作容積為264ML,最大功率0.37KW(700r/min)，僅為現(xiàn)代簡(jiǎn)易摩托車的1/5，時(shí)速12 km。由于當(dāng)時(shí)沒有彈簧的緩沖裝置，此車被稱為“震骨車”。盡管原始摩托車那么簡(jiǎn)陋，但是從此以后摩托車才能不斷變革，不斷改進(jìn)，才有了100多年的數(shù)億輛現(xiàn)代摩托車子孫。
與德國(guó)摩托車相映生輝的是美國(guó)摩托車，其中以哈利-戴維森公司著稱于世。1903年美國(guó)哈利公司生產(chǎn)的第1號(hào)市場(chǎng)銷售的車型（美國(guó)最早的商品化摩托車），該車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸工作容積為409ML，功率2.94KW，采用自行車車架。19世紀(jì)90年代至20世紀(jì)初，早期的摩托車由于采用了當(dāng)時(shí)的新發(fā)明新技術(shù)，諸如充氣橡膠輪胎、滾珠軸承、離合器和變速器、前懸掛避震系統(tǒng)、彈簧車座等，才使得摩托車開始有了實(shí)用價(jià)值，在工廠批量生產(chǎn)，成為商品，這就是第二代摩托車，即商品代的摩托車。如1912年，美國(guó)哈雷公司生產(chǎn)的X-8A型單缸摩托車。但當(dāng)時(shí)還沒有解決變速器及傳動(dòng)系統(tǒng)，而是用皮帶傳動(dòng)附在后輪上的大皮帶輪，制動(dòng)是通過手柄拉動(dòng)后閘皮來制動(dòng)的。當(dāng)時(shí)也沒有解決后避震問題，前避震器有附在前叉上的環(huán)套式簡(jiǎn)易避震裝置。
20世紀(jì)30年代之后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，摩托車生產(chǎn)又采用了后懸掛避震系統(tǒng)、機(jī)械式點(diǎn)火系統(tǒng)、鼓式機(jī)械制動(dòng)裝置、鏈條傳動(dòng)等。使摩托車逐步走向成熟，廣泛用于交通、競(jìng)賽以及軍事方面。這是摩托車的第三階段-成熟階段。1936年，美國(guó)哈利公司已能制造出水平較高的摩托車。該車采用100ML、OHV、27.93KW的V型雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)，最高時(shí)速達(dá)150km/h。
20世紀(jì)70年代之后，摩托車生產(chǎn)又采用了電子點(diǎn)火技術(shù)、電啟動(dòng)、盤式制動(dòng)器、流線型車體護(hù)板等，以及90年代的尾氣凈化技術(shù)、ABS防抱死制動(dòng)裝置等，是摩托車成為造型美觀、性能優(yōu)越、使用方便、靈活快速的先進(jìn)的機(jī)動(dòng)車輛，使摩托車達(dá)到爐火純青的境界。摩托車的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了第四階段-鼎盛階段。
對(duì)于摩托車來說，由于它要求具有自重輕、行駛速度高、加速性好、適于各種路面上甚至無路地區(qū)行駛及機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來，它的發(fā)動(dòng)機(jī)都采用內(nèi)燃機(jī)。但是，由內(nèi)燃機(jī)的扭矩—轉(zhuǎn)速特性曲線可知，在其整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化小，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較高，不能適應(yīng)摩托車可能遇到的各種行駛條件：如起步、爬坡、通過各種路面和無路地區(qū)等。因此，在摩托車上需要有一套復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)，以使內(nèi)燃機(jī)能適應(yīng)摩托車行駛的需要?，F(xiàn)代摩托車上常用的是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，它是由離合器及變速器、萬向節(jié)傳動(dòng)軸、主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置等部件組成。
1—飛輪；2—從動(dòng)盤；3—離合器踏板；4—壓緊彈簧；
5—變速器第一軸；6—從動(dòng)盤轂
圖1.1 離合器工作原理圖
摩托車離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在摩托車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力。其功用為：（1）使摩托車平穩(wěn)起步；（2）給傳動(dòng)系動(dòng)力，配合換檔；（3）防止傳動(dòng)系過載。
在上述機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器作為一個(gè)獨(dú)立的部件而存在。它實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)件之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)（見圖1.1）。
離合器是摩托車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的部件，用來分離或給發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞。而從動(dòng)盤又是離合器的重要組成部分。
2 離合器從動(dòng)盤概述
2.1 離合器概述
離合器由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主動(dòng)部分與曲軸剛性連接，從動(dòng)部分與后輪剛性連接。但主動(dòng)部分與從動(dòng)部分之間不能采用剛性連接，而是靠二者接觸面之間的摩擦作用來傳遞扭矩。離合器的主動(dòng)、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并傳遞動(dòng)力的基本機(jī)構(gòu)；操縱機(jī)構(gòu)是使離合器分離的裝置。
離合器分為不同的形式。按分離方式分，有強(qiáng)制分離式和自動(dòng)離心式離合器兩類。按安裝位置分，有前置式和后置式離合器兩類。推拿擦副的性質(zhì)分，有干式和濕式（浸在機(jī)油中）離合器兩類。推拿擦片數(shù)目分，有單片式和多片式離合器兩類。
在現(xiàn)代摩托車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤，用以避免摩托車傳動(dòng)系統(tǒng)的共振,緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命，改善摩托車行使的舒適性，并使摩托車平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤主要由從動(dòng)片，從動(dòng)盤轂，摩擦片等組成，由圖2.1可以看出，
1，13—摩擦片；2，14，15—鉚釘；3—波形彈簧片；4—平衡塊；5—從動(dòng)片；
6，9—減振摩擦；7—限位銷；8—從動(dòng)盤轂；10—調(diào)整墊片；11—減振彈簧；12—減振盤
圖2.1 帶扭轉(zhuǎn)減振器的離合器從動(dòng)盤組合
摩擦片1，13分別用鉚釘14，15鉚在波形彈簧片上，而后者又和從動(dòng)片鉚在一起。從動(dòng)片5用限位銷7和減振12鉚在一起。這樣，摩擦片、從動(dòng)片和減振盤三者就被連在一起了。在從動(dòng)片5和減振盤12上圓周切線方向開有6個(gè)均布的長(zhǎng)方形窗孔，在從動(dòng)片和減振盤之間的從動(dòng)盤轂8法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11，以便三者彈性的連接起來。在從動(dòng)片和減振盤的窗孔上都制有翻邊，這樣可以防止彈簧滑脫出來。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂之間還裝有減振摩擦片6，9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤相對(duì)從動(dòng)盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。
2.2 從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)形式
從動(dòng)盤主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式。
1） 整體式彈性從動(dòng)盤，如圖2.2所示。其特點(diǎn)是從動(dòng)盤本體是完整的鋼片，并開有T形槽，摩擦片直接鉚接在從動(dòng)盤本體上。
圖2.2 整體式彈性從動(dòng)盤
2）分開式彈性從動(dòng)盤，如圖2.3所示。其特點(diǎn)是從動(dòng)盤本體上鉚接波形彈簧片，摩擦片鉚接在波形彈簧片上。
圖2.3 分開始彈性從動(dòng)盤
3） 組合式彈性從動(dòng)盤，如圖2.4所示。其特點(diǎn)是靠近壓盤的一面鉚有波形彈簧片，靠近飛輪的一面沒有。
圖2.4 組合式彈性從動(dòng)盤
本文主要研究整體式彈性從動(dòng)盤的從動(dòng)盤本體的設(shè)計(jì)。
3 從動(dòng)盤本體的結(jié)構(gòu)工藝分析
沖裁工藝設(shè)計(jì)包含沖裁件的工藝形分析、沖裁工藝方案的確定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容。良好的工藝設(shè)計(jì)和合理的工藝方案可以實(shí)現(xiàn)用最少的工序數(shù)量和工時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)品，并使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具壽命高，最終獲得穩(wěn)定的合格件。勞動(dòng)量和工藝成本是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。
從動(dòng)盤本體是從動(dòng)盤上的主要零件，該件為板形沖裁件，其成型工藝采用落料、沖孔等沖裁加工。
3.1沖裁件的工藝分析
沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等技術(shù)要求。沖裁件的工藝性是否合理對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。
3.1.1 沖裁件的形狀和尺寸
1）沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、排樣廢料少。在滿足質(zhì)量要求的條件下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少廢料、無廢料的排樣形狀。
2）除在少廢料無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)允許工件有尖銳的清角外沖裁件的外形或內(nèi)孔交角處應(yīng)采用圓角過度避免產(chǎn)生清角。
3）盡可能避免沖裁件上過長(zhǎng)產(chǎn)生懸臂與狹槽，而應(yīng)使它們的最小寬度b≥1.5t。
4）沖裁件中孔與孔之間孔與零件邊緣之間的壁厚，因受模具強(qiáng)度和零件質(zhì)量的限制，起值不能太小。一般要求c≥1.5t；cˊ≥t。
5）沖裁件的孔徑因受孔凸模強(qiáng)度和剛度的限制不宜太小，否則凸模容易折段和壓彎。沖孔最小尺寸取決與材料的機(jī)械性能凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。用自由凸模和帶護(hù)套的凸模沖制。
3.1.2 沖裁件的尺寸精度和表面粗槽度要求
沖裁件的精度要求應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍以內(nèi)，對(duì)于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于I711級(jí)，沖孔件比落料件高一級(jí)。如果工件精度高于上述要求，則需在沖裁件后進(jìn)行整修或采用精密沖裁。
3.1.3 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)
沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模時(shí)的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。孔位置尺寸應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中不參加變形的變形線上，切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。
3.2沖裁加工的經(jīng)濟(jì)性分析
3.2.1沖裁件的制造成本
所謂經(jīng)濟(jì)性就是以盡可能少的生產(chǎn)消費(fèi)獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該運(yùn)用經(jīng)濟(jì)分析的方法找降低成本，取得優(yōu)異經(jīng)濟(jì)效果的工藝途徑。
沖裁件的制造成本C0 包括：C0=C1+C2+C3
式中C1為材料費(fèi)，C2為加工費(fèi)（工人工資，設(shè)備折舊費(fèi)、管理費(fèi)等），C3為模具費(fèi)。上述成本中模具費(fèi)，設(shè)備折舊費(fèi)一般與產(chǎn)量無關(guān)，加工費(fèi)中的工人工資和其它經(jīng)費(fèi)在一定時(shí)間內(nèi)基本上也是不變的，因此做固定費(fèi)用，用Ca表示。而材料費(fèi)、外購件費(fèi)等將隨生產(chǎn)量大小而變化，屬于可變費(fèi)用，用Cb表示（以單位計(jì)）。
若產(chǎn)量為Q，則C0=Ca+QCb
這樣，產(chǎn)品制造成本由固定費(fèi)和可變費(fèi)用兩部分組成。設(shè)法降低固定費(fèi)用和可變費(fèi)用都能使成本降低，利潤(rùn)增加，并積累資金。產(chǎn)品的制造的成本和產(chǎn)量之間有著密切的關(guān)系。分別對(duì)固定費(fèi)用和可變費(fèi)用進(jìn)行了分析。
3.2.2 降低沖壓件成本的途徑
增產(chǎn)可降低單件產(chǎn)品成本中的固定費(fèi)用，相當(dāng)減少消耗，而通過感節(jié)約也可以直接降低消耗，兩者都是降低成本的重要途徑。沖壓件的成本包括產(chǎn)料費(fèi)、加工費(fèi)、模具費(fèi)等。因此，降低成本就是降低上述各項(xiàng)的費(fèi)用。
3.3沖裁工藝方案的確定
在進(jìn)行沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，可根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。
3.3.1 沖裁工序的組合
沖裁工序可分為單工序沖裁，復(fù)合件沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。
復(fù)合沖裁是在壓機(jī)一次過程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序，級(jí)進(jìn)沖裁上把完成一個(gè)沖裁件的 ，N個(gè)沖壓工序排列成一定順序，在壓機(jī)一次行程中，按順序使條料早沖模的不同位置，上分別完成所需求的工序。除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個(gè)沖裁件。組合的沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)的效率高，獲得的制件精密度很高。
確定沖裁組合方式使應(yīng)根據(jù)下列一些因素。
1）生產(chǎn)批量。一般來說，小批量與試制沖裁采用單工序沖裁，中批量和大批量生產(chǎn)采用復(fù)合沖裁級(jí)進(jìn)沖裁。本課題中將采用復(fù)合沖裁。
2）工件尺寸公差等級(jí)。復(fù)合沖裁所得到工件尺寸公差等級(jí)很高，因此它避免了多次沖壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整。經(jīng)過沖裁所得到的工件尺寸，公差等級(jí)較復(fù)合沖裁低。
3）模具的制造、安裝調(diào)整和成本。對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件,采用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)沖裁為宜。因?yàn)椴捎脧?fù)合沖裁時(shí)模具較容易制造、安裝、調(diào)整、成本較低。
4) 操作方便與安全。復(fù)合沖裁中出件或清除廢料較困難、工作安全性差。
綜合上述，在滿足模具制造成本低、模具壽命長(zhǎng)、操作方便又安全的工藝方案時(shí),采用落料-沖孔工序便可以完成。
4 沖裁模具的設(shè)計(jì)
4.1沖裁模刃口尺寸的確定
精沖零件的內(nèi)，外輪廓分別是由凹凸模，凹模和沖孔(窄槽)凸模的刃口沖裁形成的。精沖零件的外輪廓尺精度，而其內(nèi)輪廓尺寸精度，則主要取決于沖孔(窄槽)凸模的刃口尺寸精度。但是凸模和凹模刃口之間的間隙大小，刃口圓角的大小，齒圈壓板的壓力以及推件板反壓力的大小等，都對(duì)零件的尺寸精度有一定的影響。
影響精沖零件尺寸精度主要因素有：
1）齒圈壓板的壓料力及推件板的反壓力愈大,則精沖零件尺寸的收縮就愈大。
2) 材料塑性好的比塑性差的尺寸收縮大；材料厚的比材料薄的尺寸收縮大；對(duì)外輪廓來說，間隙小的比間隙大的尺寸收縮大；沖孔凸模刃口圓角值愈大，則孔的收縮就愈大。凹模刃口圓角值愈大，則孔的收縮就愈大；凹模刃口圓角值愈大，則對(duì)精沖零件的側(cè)擠壓力大，造成材料內(nèi)部的彈性變形，使精沖零件外輪廓尺寸稍有增大；沖孔凸模在長(zhǎng)時(shí)間使用后，刃口部分都有磨損，這將直接改變精沖零件的尺寸。
其他模具零件（如：復(fù)合模中的凸凹模）工作部分刃口尺寸則按落料凹模及沖孔凸模的刃口尺寸配制，保證雙面間隙值即可。模具工作部分的尺寸計(jì)算后，還應(yīng)根據(jù)零件應(yīng)有的收縮量加以修正，尤其以在零件的精度較高。公差范圍較小時(shí)，最后的修正是確保零件的質(zhì)量合格和延長(zhǎng)壽命的重要性。
由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可以分為兩種情況，本課題中將采用凸模與凹模分開加工。
采用這種方法，凸模和凹模分別按圖加工至尺寸，要分別標(biāo)注凸模和凹模的刃口尺寸和制造公差（凸模，凹模），適用與圓形或簡(jiǎn)單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Cmax，必須滿足下列條件： ||+||2Cmax-2Cmin
或=0.4(2Cmax-2Cmin)
=0.6(2Cmax-2Cmin)
也就是說，新制造的模具應(yīng)該是||+||+2Cmin2Cmax，否則制造的模具間隙已超過允許變動(dòng)范圍2Cmax-2Cmin,影響模具的使用壽命，下面對(duì)落料進(jìn)行討論一下。
根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于制件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值2Cmin。其計(jì)算公式如下：
Dd=(Dmax-x)
Dp=(Dd-2Cmin)
=(Dmax-x-2Cmin)
Dd—落料凹模基本尺寸（mm）；
Dp—落料凸?；境叽纾╩m）；
Dmax—落料件最大極限尺寸（mm）；
d —沖孔凹?；境叽纾╩m）；
d—沖孔凸?；境叽纾╩m）；
—制件公差（mm）；
2Cmin—凸凹模最小初始雙面間隙（mm）；
—凸模下偏差，可按IT6選用（mm）；
—凹模下偏差，可按IT7選用（mm）。
X-為系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件的公差帶的中間尺寸，P35
當(dāng)制件公差為IT11—IT13， 取X=0.75；
當(dāng)制件公差為IT14以下時(shí)，取X=0.5。
4.2 凸、凹模尺寸的計(jì)算
4.2.1.計(jì)算沖外形的凸凹模尺寸
由原始數(shù)據(jù)知離合器板的外圓直徑為110mm，內(nèi)孔直徑為58mm，同時(shí)獲得2Cmin=0.78mm；
2Cmax=0.86mm；
則
2Cmax-2Cmin=(0.86-0.78)mm=0.08mm
由公差表查得：58為h11級(jí)，取x=0.75；110為h11級(jí)，取x=0.5
設(shè)凸凹模分別按IT6和IT7級(jí)加工制造；
則沖內(nèi)孔：dp=(dmin=x)
=(58+0.750.20)mm
=58.15mm
d=(d+2Cmin)
=(58.15+0.78)mm
=58.93mm
校核: ||+||2Cmax-2Cming
0 + 0 0.86-0.78
0 0.08（滿足間隙公差條件）
落料： Dd=(Dmax-X)
=（110-0.50）mm
=110mm
Dp=(Dd-2Cmin)
=(110-0.78)mm
=109.22mm
校核 0+0=00
故得 Dd=110mm
Dp=109.22mm
4.2.2內(nèi)孔的凸凹模尺寸計(jì)算
由1部分知X=0.5 =0 2Cmin=0.86mm
故 Dd=(Dmax-X)
=(58-0)
=58m
Dp=(Dd-2Cmin)
=(58-0.86)mm
=57.14mm
故 Dd=58mm
Dp=57.14mm
4.3凸凹模刃口間隙的確定
沖裁凸模和凹模間的間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量有著極其重要的影響。此處，沖裁間隙還影響著模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。
4.3.1 間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響
沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸的差值，查值越小，則精度就越高。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。
沖裁件相對(duì)于凸.凹模尺寸的偏差尺寸的偏差，主要是制件從凹模推出（落料件）或從凸模上卸下（沖孔件）時(shí)，因材料所受的擠壓變形、纖維伸長(zhǎng)、穹彎等產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負(fù)的。影響這個(gè)偏差值的因素有：凸凹模的間隙，材料的性質(zhì)，工件的形狀與尺寸等。其中主要因素是凸凹模的間隙值。
當(dāng)凸凹模間隙較大時(shí)，材料所受拉伸作用增大，沖裁結(jié)束后，因材料的彈性恢復(fù)使沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。當(dāng)間隙較小時(shí)，由于材料受凸模凹模的擠壓力大，故沖裁后材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔徑變小。尺寸變化量的大小與材料性質(zhì)、厚度、扎制方向等因素有關(guān)。材料性質(zhì)直接決定了材料在沖裁過程中的彈性變形量。軟剛的變形量較小，沖裁后的彈性恢復(fù)也??；硬剛的彈性恢復(fù)量較大。若模具刃口制造精度低，則沖裁件的制造精度也就無法保證。此外，模具的結(jié)構(gòu)形式及定位方式對(duì)孔的定位尺寸精度也有較大的影響。
4.3.2 間隙對(duì)模具壽命的影響
模具壽命受各種因素的影響，間隙是其中最主要的因素之一。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間、凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙值越小，模具作用的壓力越大，磨損也越嚴(yán)重。所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面與材料的間的摩擦減小，并減少制造和裝備精度對(duì)間隙的限制，放寬間隙不均勻的不利應(yīng)，從而提高模具壽命。
4.3.3 間隙對(duì)沖裁工藝中力的影響
隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不明顯，當(dāng)單邊間隙為材料的厚度的5％-20％左右時(shí)，沖裁力的降低不超過5％-10％。
間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較嚴(yán)重。間隙增大后，從凸模上卸料和從模里推出零件都省力，當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料的15％-25％左右時(shí)，卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大會(huì)使毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。
4.3.4 間隙值的確定
由以上分析，凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝中的力、模具壽命都有很大的影響。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，使所需沖裁力小，模具壽命高。但分別從質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的間隙不是同一個(gè)值，只是彼此接近。考慮到模具制造的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛橐粋€(gè)合理的間隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可沖出良好的制件。這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。本設(shè)計(jì)中將采用經(jīng)驗(yàn)確定法來確定凸、凹模的間隙。
根據(jù)研究與使用經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)于尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小間隙值，對(duì)于斷面垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、底稿模具壽命為主，可采用較大的間隙值。其值可按下列經(jīng)驗(yàn)公式選用：
對(duì)于軟材料：
t＜1mm， C=(3％-4％)t
t=1-3mm， C=(5％-8％)t
t=3-5mm， C=(8％-10％)t
對(duì)于硬材料：
t＜1mm， C=(4％-5％)t
t=1-3mm， C=(6％-8％)t
t=3-5mm， C=(8％-13％)t
精沖模的間隙很小，一般只有材料厚度的0.5-1。間隙的大小與材料厚度、性能以及精沖零件的形狀有關(guān)。
根據(jù)已知到的參數(shù)值和經(jīng)驗(yàn)公式：
精沖凸凹模刃口間隙可取為：
外形Z1=0.06mm
內(nèi)形Z2=0.08mm
4.4 凹模、沖孔凸模工作部分的刃口圓角的確定
將模具鋒利的刃口倒成圓角，可起到擠壓材料的作用，在剪切過程中，能改善工件的剪切面的質(zhì)量。由于沖件的外形是由凹模成型的，沖件的內(nèi)形是由沖孔（槽）凸模成形的，所以應(yīng)該在凹模和沖孔凸模的刃口上倒以圓角，用這種方法可以得到表面粗糙度很好的工件剪切面。但圓角值不能太大，否則易在沖件的剪切面上形成波紋狀的粗糙表面，并且使沖件塌角增大，所以，在一般情況下試模時(shí)先取最小圓角值，待試沖后視零件的質(zhì)量情況再逐步加大。
模具刃口圓角值與材料厚度及材料的抗拉強(qiáng)度有關(guān)，內(nèi)形較外形易于光潔，所以凹模與沖孔（槽）凸模的刃口原角值也不一樣，根據(jù)已知道的參數(shù)值以及參考文獻(xiàn)⑷查得：凹模、沖孔（窄槽）凸模的刃口原角值分別為：
R1=0.12mm；R2=0.10mm
4.5 沖孔凸模的形式及固定方法
沖孔凸模工作部分的形狀，與精沖零件的內(nèi)孔形狀一致。在設(shè)計(jì)中，由于弧形的窄槽的成形凸模的截面較小，在設(shè)計(jì)時(shí)其工作部分就很短（L＜10），在其后部形狀加大，以增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
沖孔凸模工作部分的長(zhǎng)度，應(yīng)考慮與相配合的零件（推件板）的導(dǎo)向和活動(dòng)距離應(yīng)為材料的3-5倍，導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度則應(yīng)為活動(dòng)部分的1.5-2倍。在本設(shè)計(jì)中，沖弧形窄槽凸模的精度要求高，難于加工，可采用鑲拼結(jié)構(gòu)，其總長(zhǎng)度為凹模厚度與固定板之和，即70。沖內(nèi)孔凸模由于截面較大，又難于加工，可作成直通道式結(jié)構(gòu)，用螺釘直推固定在墊板上，而沖窄槽凸模則采用固定板固定在凸模上作為抬階。
4.6 半沖孔零件（凸模）的選擇
半沖孔零件的結(jié)構(gòu)形式，主要有凸臺(tái)、凸柱和凸焊。它們多用于定距、定心和鉚接。
4.6.1凸臺(tái)件
其工藝特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：
1）凸模與凸臺(tái)的直徑相等，且壓入體積V1大于壓出體積V2的20％即：V1=1.2V2；
2）凸臺(tái)在毛刺側(cè)時(shí)，用復(fù)式精沖模加工；
3）凸臺(tái)在塌角側(cè)時(shí)用連續(xù)精沖模加工。
4.6.2凸柱件
其工藝特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
1）凸模直徑大于凸模直徑D且D=S；
2）凸柱在毛刺側(cè)時(shí)，用復(fù)式精沖加工；
3）凸柱在塌角側(cè)時(shí)，用連續(xù)精沖模加工；
4）凸柱直徑D與材料厚和材料變形程度有關(guān)。
有零件及已知數(shù)據(jù)得該半沖孔件為凸柱件，但需選擇單獨(dú)半沖模加工。
半沖孔凸模如圖4.1所示。
圖4.1 半沖孔凸模
5 壓力機(jī)的選擇
在設(shè)計(jì)中,沖載壓力的計(jì)算是選擇機(jī)床的主要因素之一,也是考慮沖壓模具的強(qiáng)度依據(jù)。
由于沖壓是在三向受力狀態(tài)下進(jìn)行沖裁的,所以設(shè)計(jì)模具時(shí)必須對(duì)各個(gè)壓力分別進(jìn)行計(jì)算,然后求出沖壓時(shí)所需的總壓力,從而選用合適的沖壓機(jī).
沖載總壓力：P=Ps+Pr+Pg
式中：Ps─沖裁力，KN；
Pr─壓料力，KN；
P g─推件板的反壓力，KN；
P─沖載所需要的總壓力，KN。
5.1沖載力
影響沖裁力的因素主要有：零件尺寸，材料機(jī)械性能，材料厚度等。
根據(jù)VD1-3345；Ps=L.S..f
式中 L─裁切線周長(zhǎng)，mm；
S─材料厚度，mm；
─抗拉強(qiáng)度，KN/mm；
f ─系數(shù)，其值為0.6~0.9，常取0.9。
根據(jù)F.W.Timmerbeil公式：
P=L.S（1-t’/s）
式中：Ps─最大沖裁力，KN；
L─裁切線長(zhǎng)度，mm；
─抗拉強(qiáng)度，KN/mm；
S─料厚，mm；
t’─凸模擠入深度，mm。
f=(1-t’/s)-取決于屈強(qiáng)比/比值，可由求得。對(duì)于精沖材料，在多數(shù)情況下/=0.6，故(1-t’/s)常取0.6~0.7。
由原始數(shù)據(jù)知L=1024.5mm；S=4.5mm。
10鋼的取為400Mpa
所以Ps=1024.54.54000.9
=1844052.056N=1844KN
5.2 齒圈壓板的壓料力
如圖5.1所示，齒圈壓料力Pr在精沖過程中的主要作用是：固定材料，對(duì)板料沿剪切力周圍施加靜壓力，以利塑剪變形，并在沖裁完后起退料的作用。
圖5.1 齒圈每毫米長(zhǎng)度的壓力
根據(jù)VDL-3345：
Pr=L.h..f
式中L─剪切線周長(zhǎng)mm；
h─齒高度mm；
─抗拉強(qiáng)度N/mm；
f─系數(shù)，常取4。
根據(jù)其他經(jīng)驗(yàn)，（1）按沖裁力Ps的百分?jǐn)?shù)選取，即
Pr=(40-60)℅Ps
（2）按齒圈和內(nèi)齒根到型孔邊的面積取
Pr=(F1+F2).
式中F1—齒形的投影面積，mm；
F2—齒圈內(nèi)齒根到型孔邊間的面積，mm；
—被沖材料的屈服極限，N/mm。
因?yàn)辇X形的角度是固定的，為了計(jì)算的方便,可以用齒高進(jìn)行計(jì)算，可以在計(jì)算時(shí)先查出每毫米周長(zhǎng)所需的壓力，再乘以齒圈的總長(zhǎng)度，即可得出齒圈壓板的壓料力。
計(jì)算得Pr=528.77KN。
5.3 推件板的反壓力
頂件器的反壓力Pg對(duì)沖壓零件的彎曲，沖裁表面錐度，塌角大小，尺寸精度等都有影響。但是過大的反壓力，使凸模過載，影響其壽命。反壓力按下式計(jì)算:
Pg=F.P
式中F—零件的受壓面積，mm
P—零件的單位反壓力，P=20-70 N/mm，大面積零件取70N/mm，小面積薄零件取20N/mm。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式
Pg=0.2Ps
Pg=(0.1~0.25)Ps
式中Ps—沖裁力，N。
由原始數(shù)據(jù)取Pg=70N/mm計(jì)算得Pg=492821.6396N所以沖載過程中所需的總壓力為P=Ps+Pr+Pg=2866KN 。為能滿足此壓力的需要，選擇公稱壓力為4000KN的沖載壓力機(jī)。
壓力機(jī)參數(shù)：
滑塊行程：130mm；
公稱壓力行程：2mm；
最大裝模高度：400mm；
導(dǎo)軌間距離：660mm；
滑塊底面尺寸 前后左右：400620mm；
工作臺(tái)板尺寸 前后左右：660640mm。
6 模架及模柄的選擇
6.1 模架的選擇
根據(jù)已知條件選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架作為精沖模的模架，型號(hào)為GB2851.3-81HT200。
其數(shù)據(jù)參數(shù)為：L=305mm；
B=192mm；
D=192mm；
閉合高度 最?。?75mm ；最大320mm；
上模座：GB2855.5-81 30519250 ，數(shù)量1個(gè)；
下模座：GB2855.6-81 30519265，數(shù)量1個(gè)；
導(dǎo)柱： GB2861.1-81 25275，數(shù)量2個(gè)；
導(dǎo)套： GB2861.6-81 4810558，數(shù)量2個(gè)。
根據(jù)已知條件選擇單柱模架為半沖孔模的模架， 其參數(shù)為：L=224mm，
B=192mm，H=186mm。
圖6.1 半沖孔模柄
上模座GB2856.1-81 22419245，數(shù)量1個(gè)；
下模座GB2856.2-81 22419250 ，數(shù)量1個(gè)；
導(dǎo)柱 GB2861.3-81 25171 ，數(shù)量1個(gè)；
導(dǎo)套 GB2861.8-81 254851 ，數(shù)量1個(gè)。
6.2 模柄的選擇
由已知條件可查出半沖模柄應(yīng)選擇壓入式模柄:如圖6.1所示。
7 模具主要工作零件的設(shè)計(jì)
7.1 推件板的設(shè)計(jì)
推件板是沖壓模的一個(gè)重要組成部分，它的作用是在沖壓前將材料加壓，沖壓后將沖壓件從凹模里推出，在復(fù)合沖壓模里，它還是沖孔凸模的導(dǎo)向定位，因此在沖壓模中，推件板是一個(gè)既精密又要有一定強(qiáng)度的構(gòu)件。推件板的精度要求很高，外形與凹模型孔，內(nèi)形與沖孔（縫，槽）凸模成無松動(dòng)配合。
在本設(shè)計(jì)中，推件板可做成整體帶凸圓狀的圓形件。推件板借助于頂桿傳遞推力，故頂桿的位置分布十分重要，在設(shè)計(jì)中頂桿應(yīng)分布在推件板強(qiáng)度較弱的截面位置，或在以它為對(duì)稱的位置上，使它承受垂直力，且不受偏載荷，這樣就可以提高推件板的使用強(qiáng)度，延長(zhǎng)模具的壽命。
推件板的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖7.1所示。
圖7.1 推件板
查沖壓手冊(cè)，根據(jù)以上尺寸校核該零件，符合技術(shù)要求。
7.2 墊板.凸模固定板的設(shè)計(jì)
考慮到凸模為固定不動(dòng)的，采用墊板加固。墊板的厚度取10mm，固定板的厚度取20mm，其外形直徑取192mm，其結(jié)構(gòu)如圖7.2所示。
1-墊板 2-凸模固定板
圖 7.2 凸模
7.3 推件桿的設(shè)計(jì)
推件桿是精沖模結(jié)構(gòu)中用于推出沖孔的廢料，它安裝在凸、凹模的內(nèi)形孔中，由頂板將它托住。推料板的形狀與凸凹模內(nèi)形孔一致，為了防止脫出，后部帶有凸臺(tái)。它的頭部應(yīng)高出凸模0.2，以便推出廢料，凸模內(nèi)行孔為狹長(zhǎng)的縫槽時(shí)，推料桿可以做成板狀，再與頂板進(jìn)行連接。在本設(shè)計(jì)中，凸、凹模內(nèi)狹長(zhǎng)槽的推料桿即設(shè)計(jì)成與其形狀一致的弧形桿。
1.3-沖孔推件桿 2-凹模推件桿
圖7.3 推件桿
為了讓孔內(nèi)空氣逃走，要開出氣槽，在沖件內(nèi)外形間材料狹窄時(shí)，沖裁時(shí)產(chǎn)生的熱量不易散失，也要開氣槽，壓縮空氣經(jīng)常由此通過，可以延長(zhǎng)模具壽命。為防止廢料粘在頂板上，頂桿頭部易帶圓弧，或按裝彈簧頂銷。如圖7.3所示。
8 繪制模具總裝圖
裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖，一般主視圖和俯視圖應(yīng)對(duì)應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸，如封閉高度、輪廓尺寸、壓力中心以及靠裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。畫出工件圖、排樣圖，填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求。
結(jié) 論
本設(shè)計(jì)主要敘述了摩托車離合器從動(dòng)盤的設(shè)計(jì)計(jì)算，初步確定了合適的離合器從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)給定的參數(shù)，完成了離合器從動(dòng)盤本體的設(shè)計(jì)工作。
離合器從動(dòng)盤由從動(dòng)盤本體，從動(dòng)盤轂和摩擦片等三部分組成，其中從動(dòng)盤本體是其主要零件，該件作為沖裁件采用板材經(jīng)落料、沖孔等沖裁加工可一次成形，不僅確保了精度，同時(shí)顯著提高了生產(chǎn)率。根據(jù)離合器從動(dòng)盤的基本性能參數(shù)要求，完成了離合器從動(dòng)盤本體的設(shè)計(jì)及校核工作，從而能達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的各種性能。
經(jīng)校核，本離合器從動(dòng)盤本體設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果符合整車性能要求，可為同類車型離合器的設(shè)計(jì)提供參考。由于時(shí)間倉促和自己水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在一些不足之處，有待于在今后的學(xué)習(xí)工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究，希望老師多多指正。
致 謝
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉萬福教授，因?yàn)槲议_始不知道該怎么動(dòng)手，老師就給我講解了一些離合器從動(dòng)盤相關(guān)設(shè)計(jì)的資料和模板，每次都給我悉心的指導(dǎo)，指出并解答了我設(shè)計(jì)中的問題和疑問，劉老師熱情待人、認(rèn)真的研究精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度也深深感染并影響了我，給了我學(xué)習(xí)的榜樣。借此論文完成之際特向老師表示我的敬意和感激之情。
在離合器從從盤的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，有些地方不清楚，又和同學(xué)們一起討論，很多同學(xué)細(xì)心地給我講解，在這里一并感謝。
通過這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己理論知識(shí)的缺乏，繪圖軟件使用不熟練等問題，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)多加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和繪圖軟件的練習(xí)，并把理論知識(shí)用運(yùn)到實(shí)踐中，使所學(xué)到的知識(shí)可以靈活運(yùn)用，為以后踏入社會(huì)工作做好充分的準(zhǔn)備。
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