汽车覆盖件成形工艺及模具设计

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1、第六章汽车覆盖件成形工艺及模具设计6.1覆盖件的结构特征与成形特点6.2覆盖件冲压成形工艺设计6.3覆盖件成形模具的典型结构和主要零件的设计覆盖件主要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（图6.0.1）。由于覆盖件的结构尺寸较大，所以也称为大型覆盖件。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制定、冲模设计和模具制造上难度都较大，

2、并具有其独自的特点。a)b)图6.0.1轿车覆盖件图a)轿车覆盖件组合图b)轿车部分覆盖件分解图　　汽车覆盖件冲压成形工艺相对一般零件的冲压工艺更复杂,所需要考虑的问题也更多,一般需要多道冲压工序才能完成。常用的主要冲压工序有:落料、拉深、校形、修边、切断、翻边、冲孔等。其中最关键的工序是拉深工序。在拉深工序中，毛坯变形复杂，其成形性质已不是简单的拉深成形，而是拉深与胀形同时存在的复合成形。然而，拉深成形受到多方面因素的影响，仅按覆盖件零件本身的形状尺寸设计工艺不能实现拉深成形，必须在此基础上进行工艺补充形成合理的压料面形状、选择合理的拉深方向、合理的毛坯形状

3、和尺寸、冲压工艺参数等。因为工艺补充量、压料面形状的确定、冲压方向的选择直接关系到拉深件的质量,甚至关系到冲压拉深成形的成败.可以称为是汽车覆盖件冲压成形的核心技术,标志着冲压成形工艺设计的水平。如果拉深件设计不好或冲压工艺设计不合理，就会在拉深过程中出现冲压件的破裂、起皱、折叠、面畸变等质量问题。　　在制定冲压工艺流程时，要根据具体冲压零件的各项质量要求来考虑工序的安排，以最合理的工序分工保证零件质量，如把最优先保证的质量项的相关工序安排到最后一道工序。同时必须考虑到复合工序在模具设计时实现的可能性与难易程度。6.1覆盖件的结构特征与成形特点6.1.1覆盖件

4、的结构特征　　从总体上来说，汽车覆盖件的总体结构特点，决定了其冲压成形过程中的变形特点，但实际上，由于其结构复杂,难以从整体上进行变形特点分析。因此，为能够比较科学地分析判断汽车覆盖件的变形特点，生产出高质量的冲压件，必须以现有的冲压成形理论为基础，对这类零件的结构组成进行分析，把一个汽车覆盖件的形状看成是由若干个“基本形状”(或其一部分)组成的。这些“基本形状”有：直壁轴对称形状(包括变异的直壁椭圆形状)、曲面轴对称形状、圆锥体形状及盒形形状等。而每种基本形状都可分解成由法兰形状、轮廓形状、侧壁形状、底部形状组成，图6.1.1。因为这些基本形状的零件冲压变形

5、特点、主要冲压工艺参数的确定已经基本可以定量化计算，各种因素对冲压成形的影响已基本明确。通过对基本形状的零件冲压变形特点的分析，并考虑各基本形状之间的相互影响，就能够分析出覆盖件的主要变形特点，判断出各部位的变形难点。6.1.2覆盖件的成形特点　　覆盖件的一般拉深过程如图6.1.2所示，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，并使侧壁成形；（e）凸、凹模合模，材料被压成模具型腔形状；（f

6、）继续加压使工件定型，凸模到达下止点；（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形特点：(a)　　　　　　　　　　(b)　　　　　　　　　　(c)　　　　　　　　　　(d)图6.1.1覆盖件的基本形状(a)法兰形状；(b)轮廓形状；(c)侧壁形状；(d)底部形状图6.1.2覆盖件拉深过程示意图)坯料放入；)压边；)板料与凸模接触；)材料拉入；)压型；)下止点；)卸载（1）汽车覆盖件冲压成形时，内部的毛坯不是同时贴模，而是随着冲压过程的进行而逐步贴模。这种逐步贴模过程,使毛坯保持塑性变形所需的成形力不断变化；毛坯各部位板面

7、内的主应力方向与大小、板平面内两主应力之比等受力情况不断变化；毛坯(特别是内部毛坯)产生变形的主应变方向与大小、板平面内两主应变之比等变形情况也随之不断地变化；即：毛坯在整个冲压过程中的变形路径不是一成不变的,而是变路径的。（2）成形工序多。覆盖件的冲压工序一般要4～6道工序，多的有近10多道工序。要获得一个合格的覆盖件，通常要经过下料、拉深、修边（或有冲孔）、翻边（或有冲孔）、冲孔等工序才能完成。拉深、修边和翻边是最基本的三道工序。（3）覆盖件拉深往往不是单纯的拉深，而是拉深、胀形、弯曲等的复合成形。不论形状如何复杂，常采用一次拉深成形。（4）由于覆盖件多为

8、非轴对称、非回转体的复杂曲面形状零件，