材料成型设备作业

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1、资料：以上海通用雪佛兰科鲁兹车型左前车门金属面板冲压成型为设计对象，年产量24～30万扇，请调研、设计、规划生产该车门所需的材料成型设备、规格、配置、生产线构成，内容翔实、图文参数并茂者为佳。背景：汽车覆盖件具有尺寸大、相对厚度小、形状复杂等特点，决定了在冲压成形中板料变形的复杂性，变形规律不易被掌握，不能定量地对主要工艺参数和模具参数进行计算，在工程实践中还主要运用经验类比来进行冲压工艺设计。制造汽车车门内板的大致流程：1、在计算机中用CATIA软件画出三维图形。2、导出其总装图。3、利用DYNAF

2、ORM软件进行模拟仿真。4、模具设计和设备选择。5、冲裁出平行四边形坯料。6、压力机进行冲压。7、加工中心及其他设备进行加工。8、三坐标（检测中心）检测和评估。9、投入生产使用。第一章DYNAFORM仿真　　在数值模拟过程中，模具、板料等各部件模型被离散化，分为有限个单元，单元用节点连接，单元之问的作用由节点传递，并根据弹塑性及相关理论建立物理方程，通过计算机按照特定算法，求解出各单元成形后的应力及应变等状态，然后建立计算结果的仿真模型，反映板料在成形后的拉裂、起皱等现象及应力应变等情况。图1拉延成形

3、极限图　　在DYNAFORM的实际应用中，计算结果的仿真模型是确定合理的工艺参数，指导模具设计的依据。因此，计算结果的准确性是数值模拟技术的首要问题。而计算结果的准确性主要是由有限元模型的准确性决定的。有限元建模过程包括选择适当的网格单元对几何模型进行离散化，以获得有限元网格模型;以合理的方式获得仿真分析中准确的材料参数、摩擦润滑参数、工艺条件和各种约束条件等，建立一个可直接用于仿真计算的完整有限元模型其中，有限元网格质量是决定计算效率和计算精度的主要因素。网格单元小则结果精确，但单元数目越多计算量越

4、大，浪费计算时间;网格尺寸大则计算量小，但误差较大，不能真实反映模型特征。在实际应用中，根据模具与板料在数值模拟中的不同特点，板料网格尺寸的大小应在满足精度要求的前提下尽量大，并尽可能采用自适应网格划分。图1为其DYNAFORM仿真图。第二章冲压成形工艺分析一、冲压工艺制定1.零件工艺分析图2车门内板零件图图2中的a和b处，由于窗框部分进行内工艺补充后，形成了零件的反成形形状，这部分形状的成形一般不能靠外部材料进行补充，只能靠该部分板料的胀形成形来实现，胀形成形深度较深，a和b处大约有20mm左右，且

5、转角部R较小，因此在拉延成形过程中很容易出现破裂。在零件的c处，存在大约12mm高的台阶，此部分若在第一次拉延过程中直接成形，则压料面可能有以下两种分法：(1)将c部分作为压边面的一部分，即将分模线分在零件侧壁圆角处，这样由于台阶对板料的进料阻力较大，易导致零件在拉延过程中可能产生破裂;(2)将c部分作为凸模的一部分，即将分模线分在c部分外侧的法兰上，则在拉延过程中该区域的板料是悬空的，在径向拉应力和切向压应力的作用下，材料集中收缩到此处，可能导致零件的该部分起皱，甚至有迭料的可能。　　由上面的工艺分

6、析可知，该覆盖件成形难度大，成形工艺较复杂。2.工艺方案的制定　　产品冲压成形工艺的确定过程，就是分析和预测板料在变形过程中可能产生的缺陷，并采取一定的措施，以消除和防止冲压缺陷，同时考虑制造能力、冲压设备、投资成本等因素。根据本零件的工艺性和本身的结构特点，结合实际生产情况，车门内板的工艺过程如下：拉延+切角；二次拉延+切边+冲孔；切边+冲孔；侧切+侧冲孔翻孔+冲孔+整形；整形+冲孔。　　(1)拉延工序工艺方案的制定　　拉延工序是覆盖件冲压成形的关键工序，覆盖件的大部分形状是在此工序形成的，拉延成形

7、的好坏将直接影响覆盖件质量。该工序一方面将成形出零件的大部分形状，同时在拉延过程中还将对坯料进行切角，减少落料模具，降低成本。结合零件的工艺性，在拉延工序中对零件的某些部分作如下处理：　　在零件的a和b处可采取以下方式来消除破裂：第一方案，增大a和b处的相应模具圆角，以减小材料流动阻力，后工序再对相应部分作整形;第二方案，利用在窗框的适当部位冲切工艺切口的方法，使容易破裂的区域从相邻区域里得到材料补充，从而改善该区域的变形情况，避免破裂的产生。　　在零件的C处，为了避免一次拉延可能产生的缺陷，考虑作二

8、次拉延，从而降低第一次拉延的难度，如图3中的局部视图F所示。　　拉延工序工艺的制定包括拉深方向的选择、工艺补充和压料面的设计等。选择合理的拉延方向应考虑以下原则：(1)保证能将拉延件的全部空间形状一次拉出来，不产生负角;(2)尽量使拉深深度浅且均匀;(3)保证凸模有良好的接触状态;(4)有利于防止表面缺陷;(5)同时要考虑后工序内容和模具结构。综上所述，结合车门内板本身特点，拉延工序的冲压方向如图3所示。　　合理的压料面形状应遵循以下几个主要设计原则：(