汽车覆盖件成形工艺与模具设计(2012).ppt

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1、覆盖件成形工艺与模具设计覆盖件指覆盖汽车、拖拉机的发动机、底盘及构成驾驶室、车身的零件。这类零件具有表面质量要求高，刚性好，轮廓尺寸大，形状复杂等特点。一般要经过落料、成形、整形、修边、冲孔、翻边等多道工序来完成。多数情况下，成形工序是关键。习惯上，人们将这类零件的成形称之为大型覆盖件的拉深。2.1覆盖件成形工艺特点和分类1）工艺特点（1）属复合成形工序除拉深工序外，还包括有胀形、弯曲和翻边等其它工序。某轿车后备舱外板（2）一次成形由复杂空间曲面组成，变形复杂，各处应力很不均匀，要求一次工序完成。某轿车中底板（3）拉深筋（槛）

2、布置表面起伏大，深度不等，曲率小，压料面积相对较小。成形时，材料流动速率不一致。工艺决策时，要合理布置拉深筋或拉深槛。某轿车顶盖板（4）设置工艺补充面无法从原零件图找到完全封闭的压料基准面。所以，工艺补充面的构造是进行覆盖件工艺设计的一个重要方面。某轿车前轮罩（右件）和后轮罩（左件）工艺补充后拉深工序图后轮罩调试制件前轮罩调试制件（5）变形程度调整各部分变形极不均匀，有的部位材料得不到充分的变形，有的部位刚性差，修边工序后，会严重变形。工艺决策时，尽量采取措施，加大该部位变形程度，保证修边后弹性畸变小，刚性好。（6）对材料性能要

3、求高覆盖件局部变形程度大，为保证成形时能经受大的塑性变形，对板料成形性能、金相组织、表面粗糙度和尺寸精度都有非常高的要求。（7）多采用双动压力机覆盖件所需成形力和压边力都较大。生产中一般安排在双动压力机上。双动压机提供的压边力在公称压力60%以上，压边力调整容易。(目前的一种趋势是:用带液压垫的单动压力机来代替双东压力机。）2）覆盖件的分类根据复杂程度和变形特点，覆盖件可分为三类：浅成形件，一般成形件和复杂成形件。各类零件的变形特点列于表1。分类典型零件零件外形特征变形特点浅成形件1）成形深度浅（小于50mm）2）外形较简单匀称

4、3）平的或基本平的底，或是小台阶1）主要靠自身材料的延伸，胀形成分大2）变形、应力均匀，用拉深槛增加材料流动阻力，使材料充分变形3）一般不会破裂表1覆盖件的分类一般成形件1）成形深度较深（小于100mm）2）外形较复杂3）平的或基本平的底，大曲率外凸形底1）靠压边面下毛坯向内流动来补充，拉深成分较大2）变形、应力较均匀，塑性变形程度较大3）一般不会破裂复杂成形件1）成形深度大于100mm2）外形复杂不对称3）有外凸或者内凹的底，或大台阶底1）既靠压边面下材料补充，又靠材料延伸，拉深和胀形成分均大2）应力、变形很不均匀，大部分区域

5、已经充分变形，接近成形极限3）容易产生破裂2.2覆盖件成形工艺性成功的产品必须同时满足市场与生产制造要求，而从生产和市场不同视角看，关注产品焦点有所不同。产品市场与生产视角的关系现代汽车车身艺术造型注重款式，趋于曲线急剧过渡，棱角清晰，线条分明和流线型，以适应高速行驶和个性化要求。这样往往会忽视对零件成形工艺性的要求，成形时容易起皱或破裂，给模具制造和维修带来困难。故车身创新设计时应考虑零件成形工艺性。做到市场视角与生产视角完美结合。1)覆盖件的分块根据冲压工艺性和组件装配工艺性及外型美观等要求，统筹考虑将定型车身进行剖分。分块

6、时需考虑以下几个方面。(1)满足成形工艺性要求工艺性及成形难易程度是考虑如何分块的首要因素，覆盖件的分块应满足材料的变形规律。(2)分块大小要适当分块太小，会给组件的装配带来困难，也会影响整体车型的美观；分块太大，会增加成形的难度。(3)分块线应合理分块线应与外部造型线相适应；应避免在圆弧面上；分界面相邻分块应有相近材料厚度和钢号，以保证焊接质量。汽车车身设计流程概念设计高层行政决策人员总工程师外形设计工美设计人员1：3或1：5油泥模型或者数字模型1：1油泥模型或者数字模型空气动力学专家工艺设计阶段（分块）结构设计专家2）覆盖件

7、的形状覆盖件由复杂曲面组成，用平面图形表达不清楚。传统除用坐标网标注外，还需用立体模型（主模型），通过两者互为补充，互为说明才能使设计者的意图全部表达出来。近年来，商品化软件如CATIA、UG、Pro/E等具有强大曲面造型功能,为复杂形状表述和三维主模型建立提供了方便。从工艺性观点出发，对覆盖件形状分析应考虑以下几个方面。（1）覆盖件的深度非零件深度，而是考虑了工艺补充部分以后，冲压件在模具中沿成形方向的实际深度。深度愈深，变形程度愈大，愈接近成形极限。深度太浅如外门板得不到充分变形，易起皱，回弹大且刚性不足。（2）覆盖件底部形

8、状平和基本平的(图a)；外凸的(图b)；大台阶的(图c)；内凹的(图d)四种。其中,平缓外凸形对成形有利；深度浅的零件成形条件并不理想；大台阶成形条件更差些；内凹形是成形条件最差的。a）平的或基本平的底；b）外凸形底；c）大台阶形底；d）内凹形底覆盖件底部形状的