【正文】 工藝設(shè)定 該工件采用 3面垂直翻邊，一面斜楔翻邊，一步實(shí)現(xiàn)翻邊，此零件滿足后道工序同內(nèi)覆蓋件的裝配，且起模可實(shí)現(xiàn)性得到確認(rèn)。由于從兩套模具轉(zhuǎn)入一套模具， 自動化和設(shè)備利用率得到了提高，生產(chǎn)效率也得到提高。從圖中看，有三條相接的外延翻邊必須翻折。這三條邊處于同一水平面上，這個(gè)平面是發(fā)動機(jī)罩裝配時(shí)與車身的貼合面，因此要求三條邊翻折后仍然要在同一水平面，三條邊本身翻折要做到平滑、順暢，并且沒有波狀起伏。這樣 才能保證發(fā)動機(jī)罩裝車時(shí)能夠均與貼合。 三條外延邊相互銜接處是圓弧過渡的，在圓弧外延翻邊向內(nèi)翻折必然會帶來材料的堆積 汽車外覆蓋件發(fā)動機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 8 問題，處理不好必然會在彎角處出現(xiàn)材料褶皺。同時(shí)，根據(jù)車身裝配工藝技術(shù)要求，在彎角處要安裝一些小零件，要求彎角處要做的基本平滑，盡量避免褶皺。 由于發(fā) 動機(jī)罩安裝在車身駕駛室的前方，為了保證整車的外觀造型，三條外延邊的翻折線必須做的平直流暢，棱角分明。發(fā)動機(jī)罩的沖壓成型面在外延實(shí)施翻邊的過程中不允許有任何變形機(jī)損傷。 1） 平面外緣翻邊 根據(jù)翻邊性質(zhì)不同，平面外緣翻邊分內(nèi)凹曲線和外凸曲線的翻邊兩種，如 圖 29。當(dāng)翻邊輪廓曲線變?yōu)橹本€時(shí)，就成為彎曲變形。 圖 29 平面外緣翻邊 圖 210 內(nèi)凹曲線翻邊 （ 1） 內(nèi)凹曲線翻邊 內(nèi)凹曲線 的翻邊與孔的翻邊類似，凸緣內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力而易于破裂，屬 于伸長類翻邊。其翻邊系數(shù)可由下式確定 K′ =Rr 中的符號見圖 210。 當(dāng)翻邊曲線的夾角 ? 150186。時(shí)，可按圓孔翻邊確定坯料尺寸。當(dāng) 150186。? 60 186。時(shí)，為了得到一致的翻邊高度，已不能按曲率半徑確定坯料尺寸。實(shí)驗(yàn)表明，隨著翻邊系數(shù)的減小，曲率半徑 ? 及角度 ? 增大，此時(shí)需對 坯料進(jìn)行修正。 （ 2） 外緣曲線翻邊 外凸曲線的翻邊變形類似于不用壓邊圈的淺拉伸，在翻邊的凸緣內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，易于起皺，屬于壓縮類翻邊。其應(yīng)變分布及大小決定于工件的形狀。翻邊系數(shù)擁下式表示 K″ =Rr R 為坯料曲率半徑， r 為翻邊線的曲率半徑 伸長類翻邊的設(shè)計(jì)原則：（ 1）翻邊后零件的形狀決定于凸模尺寸，所以凸模曲率半徑Rp 與圓角半徑 rp 應(yīng)等于零件的相應(yīng)尺寸；（ 2）為防止坯料側(cè)壁起皺，提高零件質(zhì)量，應(yīng)取凸、凹 模 單邊間隙值等于或略小于料厚。同時(shí)應(yīng)使凹模與模座之間固定可靠以保證間隙不變；（ 3）當(dāng)凹模曲率半徑大于凸模曲率半徑時(shí)，可有效地降低圓弧部分切向應(yīng)變的數(shù)值； (4)要注意沖壓方向。對于對稱零件，應(yīng)使坯料或零件的對稱軸線與凸模軸線重合。對于不對稱的零件，應(yīng)使成形后的零件在模具中的位置保證兩邊直線部分與凸模軸線所成的角度相同，如 汽車外覆蓋件發(fā)動機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 9 果不相同，則可能出現(xiàn)側(cè)變力。 壓縮類翻邊設(shè)計(jì)原則：（ 1）零件的形狀決定于凸模尺寸。因此應(yīng)使凸模尺寸于相應(yīng)的 零件尺寸相等；（ 2）凹模曲率半徑盡管于零件形狀無關(guān)，但對坯料的變形有一定的影響；模具應(yīng) 保證一定的剛度，以防止模具間出現(xiàn)間隙（ 3）模具設(shè)計(jì)的過程中也應(yīng)注意沖壓方向。 確認(rèn)典型零件后以下是對發(fā)動機(jī)罩板模具機(jī)構(gòu)的一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 翻邊模具 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 首先必須確定發(fā)動機(jī)罩翻邊時(shí)的工作狀態(tài)以及翻邊后如何方便取出，考慮到內(nèi)支撐塊工作時(shí)將受到機(jī)罩翻邊工作狀態(tài)的影響和翻邊發(fā)動機(jī)罩自翻邊總成油缸的巨大推力，我們設(shè)計(jì)了可自鎖的開花機(jī)構(gòu)。 圖 211 翻邊擴(kuò)張 覆蓋件向內(nèi)的翻邊一般都是沿著覆蓋件的輪廓 ，翻邊加工結(jié)束后翻邊件包在凸模上無法取出，必須將凸模做成互動可分的。在壓 力機(jī)滑塊行程向下翻邊以前，利用斜楔的作用將縮著的翻邊凸模擴(kuò)張成翻邊狀態(tài)后即停止工作，在壓力機(jī)滑塊繼續(xù)向下時(shí)翻邊凹模開始翻邊。翻邊以后凹模在上模的帶動下回程，然后翻邊凸模在彈簧的作用下復(fù)位，取出翻邊件。翻邊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張行程以能夠取出翻邊件為準(zhǔn)，這種機(jī)構(gòu)稱為翻邊凸模的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，俗稱翻邊凸模開花機(jī)構(gòu)。 翻邊件的擺放位置和定位方式 通常汽車覆蓋件翻邊成形時(shí)，修邊件多數(shù)是水平放置的。對于水平或傾斜方向的翻邊，修邊件通常是開口朝下放在翻邊模上，這樣可以在翻邊模上很容易布置斜楔機(jī)構(gòu)。在垂直翻邊中，通常用修邊件的側(cè) 壁、外形和本身孔定位。在斜楔翻邊模中，通常使用修邊件的內(nèi)側(cè)壁初定位，然后靠壓料板將修邊件壓緊在翻邊凸模上，再進(jìn)行翻邊。如果修邊件上本身有孔，則用自身孔來定位。 針對此原則，考慮到車型本身以及模具結(jié)構(gòu)，故選用修邊件水平放置，修邊件開口朝下，靠型面初定位，然后用壓料板將翻邊件壓緊在凸模上的方式來定位。 汽車外覆蓋件發(fā)動機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 10 圖 212 翻邊定位 翻邊時(shí)的壓料 拉伸工藝中的壓料主要是為了改善毛坯的變形條件，而翻邊工序中的壓料主要是為了使修邊件在翻邊過程中不產(chǎn)生位置的移動，拉伸時(shí)是在毛坯的外部壓料，壓料圈的下表面型面要和 凹模上表面 壓料面相一致；而翻邊時(shí)是在修邊件的內(nèi)部型面上壓料，壓料板的型面要和修邊件的相應(yīng)部位型面相一致。 考慮壓料的穩(wěn)定性和降低成本，壓料的壓料部分一般靠近翻邊輪廓部位和中間的幾條壓料帶，而不是整個(gè)修邊件上壓料。所以壓料板的壓料部位要按工藝模型研配，不壓料的部位可以不加工甚至挖空。 圖 213 翻邊壓料 翻邊模的導(dǎo)向 汽車外覆蓋件發(fā)動機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 11 導(dǎo)向零件是汽車覆蓋件沖模的重要零件，對模具的精度、覆蓋件的精度、模具的壽命都有很大影響。由于汽車覆蓋件一般不是軸對稱的，在左右方向或前后方向也不是對稱的形狀，沖壓過程中必然存在 側(cè)向力，有的情況下這種側(cè)向力還是很大的，所以，要求沖模的導(dǎo)向必須能承受較大的側(cè)向力。 根據(jù)加工內(nèi)容的不同，模具對導(dǎo)向精度和導(dǎo)向剛度的要求也不同，模具的導(dǎo)向形式也不同。單動拉深模和雙動拉深模的導(dǎo)向方式也不同。 由于導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向方式所能承受的側(cè)向力有限，只在側(cè)向力較小的零件和工序中采用汽車覆蓋件沖模中還經(jīng)常采用導(dǎo)板導(dǎo)向、導(dǎo)塊導(dǎo)向、背靠塊導(dǎo)向及組合導(dǎo)向等導(dǎo)向方式。 根據(jù)翻邊過程中的翻邊力的大小和側(cè)向力的大小， 翻邊模的導(dǎo)向可選用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向、導(dǎo)板導(dǎo)向、導(dǎo)塊導(dǎo)向等多種導(dǎo)向方式。當(dāng)修邊件不太大時(shí)，側(cè)向力較小時(shí)，可選 用兩個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。若翻邊時(shí)的側(cè)向力較大，選用導(dǎo)塊導(dǎo)向或背靠塊導(dǎo)向，還可以輔以導(dǎo)柱導(dǎo)向。 本次設(shè)計(jì)中的導(dǎo)向方式選擇 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 圖 214 翻邊模導(dǎo)向 翻邊模的出件 制件包在翻邊凸模上，退料時(shí)需要需要推動翻起的豎邊，因此必須各處同時(shí)退，否則會造成 退料后制件的變形。當(dāng)制件厚度較小時(shí) ，還需要在凸模上增加頂出機(jī)構(gòu)。 用斜楔模進(jìn)行翻邊時(shí)，若翻邊件形成向內(nèi)包容的空間性則必須考慮零件從模具中的取出問題，在模具中設(shè)計(jì)退件機(jī)構(gòu)。 在斜楔模中常用的退件機(jī)構(gòu)有： 用氣缸直接退件器； 退 件器與活動定位裝置連接在氣缸上，頂出制件； 退件器固定在活動定位裝置上，退出制件； 使用雙斜楔進(jìn)行退件。本次設(shè)計(jì)采用凸模自鎖機(jī)構(gòu)退件器與活動定位裝置連接在氣缸上，頂出制件。 汽車外覆蓋件發(fā)動機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 12 圖 215 頂出裝置 設(shè)備的選擇 選擇翻邊沖壓設(shè)備時(shí)，首先選擇設(shè)備的臺面尺寸。因?yàn)榉厱r(shí)所需要的翻邊力相對不太大，一般只要設(shè)備的臺面尺寸能夠安裝模具，設(shè)備的能力就能滿足翻邊要求 ,可以不進(jìn)行翻邊力的計(jì)算。由于此模具采用斜楔機(jī)構(gòu)，故在保證型面尺寸小于臺面尺寸的前提下，壓力機(jī)完全滿足沖邊力的大小。 以下是此模具選用的壓床參數(shù) ： 1 壓床型號 E4S600MBC 2 最大裝模高度： 1400 最小裝模高度： 700 3 下臺面大小： 3700? 2200 上滑塊大?。? 3700? 2200 汽車外覆蓋件發(fā)動機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 13 第三章 斜楔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 沖壓加工一般為垂直方向，即滑塊帶動上模作垂直方向的運(yùn)動，完成加工動作。而當(dāng)制件的加工方向必須是水平或傾斜方向時(shí)，就需要采用通過斜楔機(jī)構(gòu)把滑塊的垂直運(yùn)動改變成模具工作部件的水平方向或傾斜方向的運(yùn)動的斜楔模 。在汽車覆蓋件沖壓工藝中，斜楔模常用于修邊、翻邊、切口、彎曲、沖孔等工藝。 斜楔機(jī)構(gòu)與斜楔圖 如圖 1 示，這是一種常見的斜楔機(jī)構(gòu)，它主要由斜楔傳動器（簡稱斜楔） 斜楔滑塊（簡稱滑塊） 防磨板 復(fù)位組件（ 11）等組成。當(dāng)斜楔 3 隨上模向下運(yùn)動時(shí)，與滑塊 2接觸并迫使其沿著水平方向向左運(yùn)動，完成水平方向的加工動作；當(dāng)斜楔回程向上運(yùn)動時(shí)，滑塊在螺栓 彈簧 6等復(fù)位部件的作用下沿水平方向向右運(yùn)動，復(fù)位到原來的狀態(tài)。 圖 2 為斜楔機(jī)構(gòu)的運(yùn)動示意圖。圖中所示 α 角為斜楔傳動器傾角， β 角 為斜楔滑塊傾角，γ 角為斜楔滑塊運(yùn)動方向與斜楔傳動器豎直運(yùn)動方向所成的角度。 一般來說，根據(jù)滑塊的運(yùn)動方向可將斜楔機(jī)構(gòu)分為三種?；瑝K作水平方向運(yùn)動的稱為水平運(yùn)動斜楔機(jī)構(gòu)，適用于加工方向?yàn)?80ο ≤ γ ≤ 100ο ，即加工方向?yàn)樗椒较蛳蛏蟽A斜 10ο和向下傾斜 10ο 的范圍；滑塊作向下傾斜運(yùn)動的稱為正向傾斜斜楔機(jī)構(gòu)（一般 γ＜ 80ο ）；滑塊向上傾斜運(yùn)動的稱為反向傾斜斜楔機(jī)構(gòu)（一般 100ο ＜γ ≤ 105ο ）。 反映斜楔與滑塊之間運(yùn)動關(guān)系的圖稱為斜楔圖，它是設(shè)計(jì)斜楔機(jī)構(gòu)的必須基礎(chǔ)。圖 3為斜楔