大型覆蓋件的成形工藝及模具設(shè)計.doc

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1、.6.7大型覆蓋件的成形工藝及模具設(shè)計覆蓋件主要是指覆蓋汽車發(fā)動機和底盤、構(gòu)成駕駛室和車身的一些零件，如轎車的擋泥板、頂蓋、車門外板、發(fā)動機蓋、水箱蓋、行李箱蓋等。由于覆蓋件的結(jié)構(gòu)尺寸較大，所以稱為大型覆蓋件。除汽車外，拖拉機、摩托車、部分燃?xì)庠蠲娴纫灿懈采w件。和一般沖壓件相比，覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、多為空間曲面且曲面間有較高的連接要求、結(jié)構(gòu)尺寸較大、表面質(zhì)量要求高、剛性好等特點。所以覆蓋件在沖壓工藝的制定、沖模設(shè)計和模具制造上難度都較大，并具有其獨自的特點。6.7.1覆蓋件的成形特點和主要成形障礙一、覆蓋件的特點覆蓋件的一般成形過程如圖6

2、-39所示，成形過程包括：(a)坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向下彎曲；(b)通過壓邊裝置壓邊，同時壓制拉深筋；(c)凸模下降，板料與凸模接觸，隨著接觸區(qū)域的擴大，板料逐步與凸模貼合；(d)凸模繼續(xù)下移，材料不斷被拉入模具型腔，并使側(cè)壁成型；(e)凸、凹模合模，材料被壓成模具型腔形狀；(f)繼續(xù)加壓使工件定型，凸模達(dá)到下死點；(g)卸載。由于覆蓋件有形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量要求高等特點，與普通沖壓加工相比有如下成型特點：（1）成形工序多。（2）覆蓋件成形是拉深、脹形、彎曲等的復(fù)合成形。不論形狀如何復(fù)雜，常采用一次成形。（3）由于覆蓋件多為非軸對

3、稱、非回轉(zhuǎn)體的復(fù)雜曲面形狀零件，不均勻，拉深時變形主要成型障礙是起皺和拉裂。為此，常采用加入工藝補充面和拉伸筋等控制變形的措施。（4）對大型覆蓋件的成形，需要較大和穩(wěn)定的壓邊力，所以其拉深廣泛采用雙動力壓力機。（5）為易于拉深成形，材料多采用如08鋼等沖壓性能好的鋼板，且要求鋼板表面質(zhì)量好、尺寸精度高。（6）制定覆蓋件的成形工藝和設(shè)計模具時，要以覆蓋件圖樣和主模型為依據(jù)。主模型是根據(jù)定型后的主圖版、主樣板及覆蓋件圖樣為依據(jù)制作的尺寸比例為1:1的汽車外形的模型。常采用木材和玻璃鋼制作。主模型是覆蓋件圖必要的補充，只有主模型才能真正的表示覆蓋件的信

4、息。由于CAD/CAM技術(shù)的推廣應(yīng)用，主模型正在被計算機虛擬實體模型所代替。傳統(tǒng)的油泥模型到主模型的汽車設(shè)計過程，正在被概念設(shè)計、參數(shù)化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法所取代，大大縮短了設(shè)計與制造周期，提高了制造精度。二、覆蓋件的主要成形障礙由于覆蓋件形狀復(fù)雜，多位多為非軸對稱、非回轉(zhuǎn)體的復(fù)雜曲面形狀零件，因而決定了拉深時的變形不均勻，所以成形時的起皺和開裂是其主要成型障礙。1.覆蓋件成形時的起皺及防皺措施在圖6-39所示的覆蓋件拉深過程中，當(dāng)板料與凸模剛開始接觸時，版面內(nèi)就會產(chǎn)生壓應(yīng)力。隨著拉深的進(jìn)行，當(dāng)壓應(yīng)力超過允許值時，板料就會失穩(wěn)起皺。精選范本.圖6-

5、40給出了材料面內(nèi)受力與起皺皺紋方向之間的關(guān)系。根據(jù)受力與皺紋方向之間的關(guān)系，可以定性判斷覆蓋件拉深起皺時板料面內(nèi)的受力及其變形情況，并制定出減皺防皺的相應(yīng)措施。生產(chǎn)實際中，從覆蓋件的結(jié)構(gòu)、成形工藝以及模具設(shè)計多方面采取相應(yīng)的防皺措施。對于形狀比較簡單，變形比較容易的零件，或零件的相對厚度較大（因薄板的臨界起皺壓應(yīng)力近似與板厚的平方成正比）的零件，采用平面壓邊裝置（或不用壓邊裝置）即可防止起皺。對于形狀復(fù)雜，變形比較困難的零件，則要通過設(shè)置合理的工藝補充面和拉深筋等方法才能防止起皺。2.覆蓋件成形時的開裂及防裂措施覆蓋件成形時的開裂是由于局部拉應(yīng)

6、力過大導(dǎo)致局部有較大的脹形變形而開裂。開裂主要發(fā)生在圓角部位，開裂部位的厚度變薄很大。如凸模與坯料的接觸面積過小、拉深阻力過大等，都有可能導(dǎo)致材料局部脹形變形過大而開裂。也由于拉深阻力過大、凹模圓角間隙過小等原因造成的整園破裂。為了防止開裂，應(yīng)從覆蓋件的結(jié)構(gòu)、成形工藝以及模具設(shè)計等多方面采取相應(yīng)的措施。從覆蓋件的結(jié)構(gòu)上可采取的措施有：各圓角半徑最好大一些，曲面形狀在拉深方向的實際深度應(yīng)淺一些，各深處應(yīng)均勻一些，形狀盡量簡單且變化盡量平緩一些等。在拉深工藝方面采取的主要措施有：拉深方向盡量使凸模與坯料的接觸面積大，合理的壓料面形狀和壓邊力使壓料面各

7、部件阻力均勻適度，降低拉深深度，開工藝孔和工藝切口等。在模具設(shè)計上，可采取設(shè)計合理的拉深筋，采用較大的模具圓角，使凸模和凹模間隙合理等措施。精選范本.6.7.2覆蓋件沖壓成形的工藝設(shè)計一、確定沖壓方向覆蓋件的沖壓工藝包括拉深、修邊、翻邊等多道工序，確定沖壓方向應(yīng)從拉深工序開始，然后制定以后各工序的沖壓方向。應(yīng)盡量將各工序的沖壓方向設(shè)計成一致，這樣可使覆蓋件在流水線生產(chǎn)過程中不進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，便于流水線作業(yè)，減輕操作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，也有利于模具制造。有些左右對稱且輪廓尺寸不大的覆蓋件，采取左右件整體沖壓的方法對成形更有利。1.拉深方向的確定

8、拉深方向的確定，不但決定了能否拉深出滿意的覆蓋件，而且影響到工藝補充部分的多少，以及后續(xù)工藝的方案。拉深方向的確定原則是覆蓋件本身有對稱