大型覆盖件的成形工艺及模具设计.doc

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1、.6.7大型覆盖件的成形工艺及模具设计覆盖件主要是指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发动机盖、水箱盖、行李箱盖等。由于覆盖件的结构尺寸较大，所以称为大型覆盖件。除汽车外，拖拉机、摩托车、部分燃气灶面等也有覆盖件。和一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、多为空间曲面且曲面间有较高的连接要求、结构尺寸较大、表面质量要求高、刚性好等特点。所以覆盖件在冲压工艺的制定、冲模设计和模具制造上难度都较大，并具有其独自的特点。6.7.1覆盖件的成形特点和主要成形障碍一、覆盖件的特点覆盖件的一般成形过程如图6

2、-39所示，成形过程包括：(a)坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向下弯曲；(b)通过压边装置压边，同时压制拉深筋；(c)凸模下降，板料与凸模接触，随着接触区域的扩大，板料逐步与凸模贴合；(d)凸模继续下移，材料不断被拉入模具型腔，并使侧壁成型；(e)凸、凹模合模，材料被压成模具型腔形状；(f)继续加压使工件定型，凸模达到下死点；(g)卸载。由于覆盖件有形状复杂、表面质量要求高等特点，与普通冲压加工相比有如下成型特点：（1）成形工序多。（2）覆盖件成形是拉深、胀形、弯曲等的复合成形。不论形状如何复杂，常采用一次成形。（3）由于覆盖件多为非轴对

3、称、非回转体的复杂曲面形状零件，不均匀，拉深时变形主要成型障碍是起皱和拉裂。为此，常采用加入工艺补充面和拉伸筋等控制变形的措施。（4）对大型覆盖件的成形，需要较大和稳定的压边力，所以其拉深广泛采用双动力压力机。（5）为易于拉深成形，材料多采用如08钢等冲压性能好的钢板，且要求钢板表面质量好、尺寸精度高。（6）制定覆盖件的成形工艺和设计模具时，要以覆盖件图样和主模型为依据。主模型是根据定型后的主图版、主样板及覆盖件图样为依据制作的尺寸比例为1:1的汽车外形的模型。常采用木材和玻璃钢制作。主模型是覆盖件图必要的补充，只有主模型才能真正的表示覆盖件的信

4、息。由于CAD/CAM技术的推广应用，主模型正在被计算机虚拟实体模型所代替。传统的油泥模型到主模型的汽车设计过程，正在被概念设计、参数化设计等现代设计方法所取代，大大缩短了设计与制造周期，提高了制造精度。二、覆盖件的主要成形障碍由于覆盖件形状复杂，多位多为非轴对称、非回转体的复杂曲面形状零件，因而决定了拉深时的变形不均匀，所以成形时的起皱和开裂是其主要成型障碍。1.覆盖件成形时的起皱及防皱措施在图6-39所示的覆盖件拉深过程中，当板料与凸模刚开始接触时，版面内就会产生压应力。随着拉深的进行，当压应力超过允许值时，板料就会失稳起皱。精选范本.图6-

5、40给出了材料面内受力与起皱皱纹方向之间的关系。根据受力与皱纹方向之间的关系，可以定性判断覆盖件拉深起皱时板料面内的受力及其变形情况，并制定出减皱防皱的相应措施。生产实际中，从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设计多方面采取相应的防皱措施。对于形状比较简单，变形比较容易的零件，或零件的相对厚度较大（因薄板的临界起皱压应力近似与板厚的平方成正比）的零件，采用平面压边装置（或不用压边装置）即可防止起皱。对于形状复杂，变形比较困难的零件，则要通过设置合理的工艺补充面和拉深筋等方法才能防止起皱。2.覆盖件成形时的开裂及防裂措施覆盖件成形时的开裂是由于局部拉应

6、力过大导致局部有较大的胀形变形而开裂。开裂主要发生在圆角部位，开裂部位的厚度变薄很大。如凸模与坯料的接触面积过小、拉深阻力过大等，都有可能导致材料局部胀形变形过大而开裂。也由于拉深阻力过大、凹模圆角间隙过小等原因造成的整园破裂。为了防止开裂，应从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设计等多方面采取相应的措施。从覆盖件的结构上可采取的措施有：各圆角半径最好大一些，曲面形状在拉深方向的实际深度应浅一些，各深处应均匀一些，形状尽量简单且变化尽量平缓一些等。在拉深工艺方面采取的主要措施有：拉深方向尽量使凸模与坯料的接触面积大，合理的压料面形状和压边力使压料面各

7、部件阻力均匀适度，降低拉深深度，开工艺孔和工艺切口等。在模具设计上，可采取设计合理的拉深筋，采用较大的模具圆角，使凸模和凹模间隙合理等措施。精选范本.6.7.2覆盖件冲压成形的工艺设计一、确定冲压方向覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工序，确定冲压方向应从拉深工序开始，然后制定以后各工序的冲压方向。应尽量将各工序的冲压方向设计成一致，这样可使覆盖件在流水线生产过程中不进行翻转，便于流水线作业，减轻操作人员的劳动强度，提高生产效率，也有利于模具制造。有些左右对称且轮廓尺寸不大的覆盖件，采取左右件整体冲压的方法对成形更有利。1.拉深方向的确定

8、拉深方向的确定，不但决定了能否拉深出满意的覆盖件，而且影响到工艺补充部分的多少，以及后续工艺的方案。拉深方向的确定原则是覆盖件本身有对称