沖模設(shè)計第8章汽車

汽車覆蓋件（簡稱覆蓋件）是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動機和底盤的異形體表面和內(nèi)部的汽車零件。汽車覆蓋件既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件。第8章汽車覆蓋件8．1概述1、覆蓋件的特點從總體上來說，汽車覆蓋件的總體結(jié)構(gòu)特點，決定了其沖壓成形過程中的變形特點，但實際上，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以從整體上進行變形特點分析。2、覆蓋件的要求(1)表面質(zhì)量(2)尺寸和形狀應(yīng)符合覆蓋件圖和汽車主模型(3)剛性(4)工藝性8．2汽車覆蓋件沖壓工藝1)汽車覆蓋件沖壓成形時，內(nèi)部的毛坯不是同時貼模，而是隨著沖壓過程的進行逐步貼模。8．2．1覆蓋件的變形特點及技術(shù)要求1、

覆蓋件的變形特點2)成形工序多。3)覆蓋件拉深往往不是單純的拉深，而是拉深、脹形、彎曲等的復(fù)合成形。4)由于覆蓋件多為非軸對稱、非回轉(zhuǎn)體的復(fù)雜曲面形狀零件，拉深時變形不均勻，主要成形障礙是起皺和拉裂。為此，常采用加工藝補充面和拉深筋等控制變形的措施。5)對大型覆蓋件拉深，需要較大和較穩(wěn)定的壓邊力。6)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。7)制定覆蓋件的拉深工藝和設(shè)計模具時，要以覆蓋件圖樣和主模型為依據(jù)。2、覆蓋件的工藝分類汽車覆蓋件的沖壓成形分類以零件上易破裂或起皺部位材料的主要變形方式為依據(jù)，并根據(jù)成形零件的外形特征、變形量大小、變形特點以及對材料性能的不同要求，將汽車覆蓋件沖壓成形分為五類：深拉深成形類、脹形拉深成形類、淺拉深成形類、彎曲成形類和翻邊成形類。(1)對稱于一個平面的覆蓋件

如水箱罩、散熱器罩、前圍板、發(fā)動機罩、行李箱罩等。(2)不對稱的覆蓋件

如車門外板、車門內(nèi)扳、前后翼子板等。(3)可以成雙沖壓的覆蓋件

如左、右前圍側(cè)板和左、右項蓋邊梁等。(4)本身有凸緣面的覆蓋件

如車門外板。(5)壓彎成形的覆蓋件。3

、覆蓋件的工藝特點(1)成形工序多。(2)常采用一次拉深成形。(3)拉深工序過渡毛坯設(shè)計，不僅要考慮本工序的成形，而且要為后繼工序的定位創(chuàng)造條件。(4)覆蓋件上的裝飾棱線、裝飾肋條、裝飾凹坑、加強筋、躲避邊等部分主要靠局部拉深成形。(5)兩兩覆蓋件之間的裝飾棱線、裝飾肋條、凹坑等銜接與配合要盡量吻合一致、光滑過渡、間隙微小，不影響外觀。(6)覆蓋件上與沖壓方向相反的成形，主要靠局部拉深。

(7)覆蓋件邊緣的圓角半徑

一般取8~10mm，當小于5mm時，應(yīng)增加整形上序。(8)對于形狀不對稱的覆蓋件，最好能成雙同時沖壓成形，然后再切開成兩件。(9)由于覆羔件形狀復(fù)雜，拉深時變形不均勻，因此，準確計算毛坯尺寸與合理確定拉深形狀（加上藝補充部分和拉深筋）對成形有很大影響。(10)覆蓋件材料要求有較好的塑性變形性能，多為08或08Al等鋼板。(11)對于特別淺的拉深件，要注意回彈的控制。4、覆蓋件的主要成形障礙及其防止措施由于覆蓋件形狀復(fù)雜，多為非軸對稱、非回轉(zhuǎn)體的復(fù)雜曲面形狀零件，因而決定了覆蓋件拉深時的變形不均勻，所以拉深時的起皺和開裂是主要成形障礙。另外覆蓋件成形時，同一零件上往往兼有多種變形性質(zhì)，例如直邊部分屬彎曲變形，周邊的圓角部分為拉深，內(nèi)凹彎邊屬翻邊，內(nèi)部窗框以及凸、凹形狀的窩和埂則為拉脹成形。

1）覆蓋件成形時的起皺及防皺措施覆蓋件的拉深過程中，當板料與凸模剛開始接觸，板面內(nèi)就會產(chǎn)生切向壓應(yīng)力，隨著拉深的進行，當壓應(yīng)力超過允許值時，板料就會失穩(wěn)起皺。常見的拉深變形起皺有：圓角凸緣上的拉深起皺、直邊凸緣上的誘導(dǎo)皺紋、斜壁上的內(nèi)皺等。拉深條件對失穩(wěn)起皺有如下影響：①拉深時板料的曲率半徑越小越容易引起壓應(yīng)力，越容易起皺；②凸模與板料的初始接觸位置越靠近板料的中央部位，引起的壓應(yīng)力越小，產(chǎn)生起皺的危險性就越??；③從凸模與板料開始接觸到板料全面貼合凸模，貼模量越大，越容易發(fā)生起皺，且起皺越不容易消除；④拉深的深度越深，越容易起皺；⑤板料與凸模的接觸面越大，壓應(yīng)力越靠近模具刃口或凸模與板料的接觸區(qū)域，由于接觸對材料流動的約束，所以隨著拉深成形的進行而使接觸面增大，對起皺的產(chǎn)生和發(fā)展的抑制作用將增加。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)力過大造成的，由于局部拉應(yīng)力過大導(dǎo)致局部大的脹形變形而開裂。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)計多方面采取相應(yīng)的措施。修邊線修邊線工藝孔工藝切口5、覆蓋件成形可能性分析(1)類比法(2)應(yīng)力應(yīng)變分析法(3)成形度判斷法

l

——成形后零件的縱截面的長度；

l0——成形前相應(yīng)截面的坯料長度。8.2.2覆蓋件的拉深工藝1、確定拉深方向拉深方向選擇的原則1)保證能將拉深件的所有空間形狀(包括棱線、肋條和鼓包等)一次拉深出來，不應(yīng)有凸模接觸不到的死角或死區(qū)，要保證凸模與凹模工作面的所有部位都能夠接觸。

拉深方向拉深方向2)有利于降低拉深件的深度。3)盡量使拉深深度差最小，以減小材料流動和變形分布的不均勻性。4)保證凸模開始拉深時與拉深毛坯有良好的接觸狀態(tài)，開始拉深時凸模與拉深毛坯的接觸面積要大，接觸面應(yīng)盡量靠近沖模中心。不好好2、壓料面形狀的確定(1)降低拉深深度(2)凸模對毛坯一定要有拉伸作用3

、工藝補充修邊線內(nèi)部工藝補充部分外部工藝補充部分修邊線工藝補充設(shè)計的原則：1)內(nèi)孔封閉補充原則。2)簡化拉深件結(jié)構(gòu)形狀原則。3)對后工序有利原則。3

、工藝補充4

、工藝孔和工藝切口5

、

拉深筋（檻）的設(shè)置8.2.3覆蓋件切邊的工藝設(shè)計

1、確定切邊方向

2、切邊形式3、板料沖裁條件要合理4、定位方式5、確定沖孔廢料的排除方式6、確定切邊廢料的分塊和排除方式8.2.4覆蓋件翻邊的工藝設(shè)計1、確定翻邊方向(1)定位要方便(2)翻邊條件要合理2、確定翻地形式(1)垂直翻邊(2)水平翻邊(3)傾斜翻邊3、確定定位方式(1)形狀定位(2)孔定位孔定位淮確。(3)利用切邊輪廓定位8.2.5

覆蓋件的工序工件圖(1)覆蓋件工序工件圖是按工序件在模具中的位置繪制的。(2)覆蓋件工序工件圖必須將本工序的形狀改變部分的尺寸表達清楚。難以用幾何尺寸表達清楚的，可用實型（工藝主模型）來表示。(3)覆蓋件工序工件圖必須將基準線和基準點的位置標注清楚。(4)覆蓋件工序工件圖應(yīng)將工序件的送進方向和取出方向標注清楚。(5)覆蓋件切邊工序工件圖應(yīng)標注廢料切刀的位置和刃口方向，并用文字說明廢料的排除方式。8.2.6拉深、切邊和翻邊工序間的關(guān)系

覆蓋件成形各工序間不是相互獨立而是相互關(guān)聯(lián)的，在確定覆蓋件沖壓方向和加工藝補充部分時，還要考慮修邊、翻邊時工序件的定位和各工序件的其他相互關(guān)系等問題。8．3汽車覆蓋件沖壓模具1、拉深模的典型結(jié)構(gòu)2、拉深模主要零件的設(shè)計凸模設(shè)計凹模設(shè)計閉口式凹模通口式凹模3、

覆蓋件拉深模具的導(dǎo)向1)導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。2)導(dǎo)塊導(dǎo)向。3)導(dǎo)板導(dǎo)向。4)凸模和壓邊圈之間的導(dǎo)向。5)凹模和壓邊圈之間的導(dǎo)向。4、拉深筋和拉深檻設(shè)計

5、

通氣孔設(shè)計(1)

通氣孔的形式(2)通氣孔的設(shè)置原則：①凸、凹模上、下成形處不設(shè)。②曲率半徑小、材料流動大處不設(shè)。③外板的凹模，通氣孔面斜度在5／1000以下時可設(shè)通氣孔。④通氣孔的面積約為凸模面積的1.5％左右。⑤當通氣孔位于上模時，還要采取加氣管或蓋板等措施，防止灰、砂等雜物進入。8．4覆蓋件切邊模8.4.1覆蓋件切邊模特點及結(jié)構(gòu)

1、

覆蓋件切邊模的特點

(1)凸、凹模工作部分一般是采用拼塊結(jié)構(gòu)(2)切邊的方向(3)采用廢料切刀裝置

2、

典型的修邊模具8.4.2切邊模主要零件的設(shè)計1、凸模和凹模鑲塊的布置和固定1)鑲塊的布置原則①鑲塊大小要適應(yīng)加工條件，直線段適當長，形狀復(fù)雜或拐角處取短些，盡量取標準值。②為了消除接合面制造的垂直度誤差，兩鑲塊之間的接合面寬度應(yīng)盡量小些。③分塊應(yīng)便于加工，便于裝配調(diào)整，便于誤差補償，最好為矩形塊。④曲線與直線連接時，接合面應(yīng)在直線部分，距切點應(yīng)有一定的距離。⑤對于立邊切邊的易損鑲塊，應(yīng)盡量取小值，以便更換。⑥有很多鑲塊依次相連接時，特別是整周鑲塊，為了補償鑲塊在制造中存在的偏差，需要設(shè)計一塊鑲塊作為補償鑲塊。⑦凸模鑲塊接合面與凹模鑲塊接合面不應(yīng)重合，以減小模具損壞，提高制件質(zhì)量。⑧局部為凸、凹點切邊時，應(yīng)采用鑲塊中再鑲?cè)腓倝K的復(fù)合結(jié)構(gòu)，以消除或減小角部應(yīng)力集中，延長模具壽命。⑨對高度差較大的復(fù)雜切邊表面，為了降低鑲塊的高度，保證鑲塊的穩(wěn)定性，可將鑲塊底面做成階梯狀，相應(yīng)地在上、下模座或切邊鑲塊固定板上也做成階梯狀。⑩凸模的局部鑲塊用于轉(zhuǎn)角、易磨損和易損壞的部位，凹模的局部鑲塊裝在轉(zhuǎn)角和切邊線帶有突出和凹槽的地方。2)鑲塊的固定2、廢料刀設(shè)計3、斜楔機構(gòu)的設(shè)計8．5覆蓋件翻邊模8.5.1翻邊模具的分類(1)垂直翻邊模(2)斜楔翻邊模(3)斜模兩面開花翻邊模(4)斜楔圓周開花翻邊模(5)斜楔兩面向外翻邊模(6)內(nèi)外全開花翻邊模8.5.2覆蓋件翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(1)翻邊凹模鑲塊交接部位的設(shè)計①對輪廓外形翻邊時交接部位的處理方過。②對窗口內(nèi)形翻邊時交接部位的處理方法。(2)輪廓外形翻邊汽模擴張結(jié)構(gòu)的設(shè)計8.5.3

覆蓋件翻邊模典型結(jié)構(gòu)(1)雙斜楔窗口插入式翻邊凸模擴張模具結(jié)構(gòu)(2)翻邊凸模縮小與翻邊凹模擴張的模具