【正文】 覆蓋件沖壓成形工藝設(shè)計(jì) 收藏此信息 打印該信息 添加：用戶投稿 來源： 未知 覆 蓋件的沖壓工藝包括拉深、修邊、翻邊等多道工序，確定沖壓方向應(yīng)從拉深工序開始，然后制定以后各工序的沖壓方向。應(yīng)盡量將各工序的沖壓方向設(shè)計(jì)成一致，這樣可使覆蓋件在流水線生產(chǎn)過程中不需要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，便于流水線作業(yè)，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，也有利于模具制造。 有些左右對(duì)稱且輪廓尺寸不大的覆蓋件，采取左右件整體沖壓的方法對(duì)成形更有利。 1. 拉深方向的確定 拉深方向的確定，不但決定了能否拉深出滿意的覆蓋件，而且影響到工藝補(bǔ)充部分的多少，以及后續(xù)工序的方案。 拉深方 向的確定原則是：覆蓋件本身有對(duì)稱面的，其拉深方向是以垂直于對(duì)稱面的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來確定的；不對(duì)稱的覆蓋件是繞汽車位置相互垂直的兩個(gè)坐標(biāo)面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來確定拉深方向的。前者平行于對(duì)稱面的坐標(biāo)線是不改變的，后者的拉深方向確定后其投影關(guān)系改變較大。經(jīng)過確定拉深方向后，其坐標(biāo)相互關(guān)系完全不改變的拉深方向稱為處于汽車位置，其坐標(biāo)關(guān)系有改變的拉深方向稱為處于非汽車位置。此外，確定拉深方向必須考慮以下幾方面的問題 （ 1） 保證凸模與凹模的工作面的所有部位能夠接觸 為保證能將制件一次拉成，不應(yīng)有凸模接觸不到的死角 或死區(qū)，要保證凸模與凹模的工作面的所有部位都能夠接觸。這類問題主要在局部形狀成凹形或有反拉深的某些覆蓋件成形時(shí)容易出現(xiàn)，此時(shí)覆蓋件本身的凹形和反拉深的要求決定了拉深方向。圖 所示為覆蓋件的凹形決定了拉深方向的示意圖，圖 ,圖 。圖 所示為覆蓋件的反拉深決定了拉深方向的示意圖。 但有時(shí)滿足上述要求時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)其它問題，如凸模開始拉深時(shí)與材料接觸面積小，或過 多地增加了工藝補(bǔ)充部分而使材料的消耗增加。這時(shí)應(yīng)從整個(gè)形狀的拉深條件考慮，可先將覆蓋件凹形或反拉深部分給予恰當(dāng)?shù)母淖?，在拉深以后的適當(dāng)工序中再整回來，使之符合覆蓋件圖和主模型的要求。 a) b) 圖 凹型決定拉深方向示意 圖 a) 凸模不能進(jìn)入凹模 b) 旋轉(zhuǎn)一角度后凸模能進(jìn)入凹模 圖 反拉深決定拉深方向的示意圖 (2) 凸模開始拉深時(shí)與拉深毛坯的接觸狀態(tài) 開始拉深時(shí)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。圖 所示為凸模開始拉深時(shí)與拉深毛坯的接觸狀態(tài) 示意圖。圖 所示左圖由于接觸面積小，接觸面與水平面夾角 大，接觸部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂。所以凸模頂部最好是平的，并成水平面。可以通過改變拉深方向或壓料面形狀等方法增大接觸面積。圖 所示左圖由于開始接觸部位偏離沖模中心，在拉深過程中毛坯兩側(cè)的材料不能均勻拉入凹模，且由于毛坯 可能經(jīng)凸模頂部竄動(dòng)使凸模頂部磨損快并影響覆蓋件表面質(zhì)量。圖 所示左圖由于開始接觸的點(diǎn)既集中又少，在拉深過程中毛坯可能經(jīng)凸模頂部竄動(dòng)而影響覆蓋件表面質(zhì)量。同樣可以通過改變拉深方向或壓料面形狀等方法增大接觸面積。圖 由于形狀上有 的側(cè)壁要求決定了拉深方向不能改變，只有使壓料面形狀為 傾斜面，使兩個(gè)地方同時(shí)接觸。 a) b) c) d) 圖 凸模開始拉深時(shí)與拉深毛坯的接觸狀態(tài)示意圖 還應(yīng)指出，拉深凹模里的凸包形狀必須低于壓料面形狀，否則在壓邊圈還未壓 住壓料面時(shí)凸模會(huì)先與凹模里的凸包接觸，毛坯因處于自由狀態(tài)而引起彎曲變形，致使拉深件的內(nèi)部形成大皺紋甚至材料重疊。 (3) 壓料面各部位進(jìn)料阻力要均勻 壓料面各部位的進(jìn)料阻力不一樣，在拉深過程中毛坯有可能經(jīng)凸模頂部竄動(dòng)影響表面質(zhì)量，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生拉裂和起皺。如同 ，若將拉深方向旋轉(zhuǎn) 6 度，使壓料面兩端一樣高，則進(jìn)料阻力均勻，凸模開始拉深時(shí)與拉深毛坯的接觸部位接近中心，拉深成形好。要使壓料面各部位的進(jìn)料阻力均勻，除了通過設(shè)計(jì)合理的壓料面形狀和拉深筋等措施 外，拉延深度要均勻是主要條件。此外，還要使凸模對(duì)應(yīng)兩側(cè)的材料的拉入角盡量相等。 圖 微型雙排座汽車立柱的上段的拉深方向 2. 修邊方向的確定及其修邊形式 (1) 修邊方向的確定 所謂修邊就是將拉深件修邊線以外的部分切掉。理想的修邊方向，是修邊刃口的 運(yùn)動(dòng)方向和修邊表面垂直。如果修邊是在拉深件的曲面上，則理想的修邊方向有無數(shù)個(gè)，這是在同一工序中不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，必須允許修邊方向與修邊表面有一個(gè)夾角。該夾角的大小一般不應(yīng)小于 ，如果太小，材料不是被切斷而是被撕開，嚴(yán)重的會(huì)影響修邊質(zhì)量。 覆蓋件拉深成形后，由于修邊和沖孔位置不同，其修邊 和沖孔工序的沖壓方向有可能不同。由于覆蓋件在修邊模中的擺放位置只能是一個(gè)，如果采用修邊沖孔復(fù)合工序，沖壓方向在同一工序中可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上。 （ 2） 修邊形式 修邊形式可分為垂直修邊、水平修邊和傾斜修邊三種，如圖 所示。 圖 修邊形式示意圖 a) 垂直修邊 b) 水平修邊 c) 傾斜修邊 當(dāng)修邊線上任意點(diǎn)的切線與水平面的夾角 小于 30 度時(shí)，采用垂直修邊。由于垂直修邊模結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，所以在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。當(dāng)影響修邊的因素處于良好狀態(tài)時(shí)，角可以擴(kuò)大到 。 拉深件的修邊位置在側(cè)壁上時(shí)，由于側(cè)壁與水平面的夾角較大，為了接近理想的沖裁條件，故采用水平修邊。水平修邊模的結(jié)構(gòu)設(shè)有改變壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)方向 的機(jī)構(gòu)，所以模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 由于修邊形狀的限制，修邊方向需要傾斜一定的角度，這時(shí)只好采用傾斜修邊。由于傾斜修邊模的結(jié)構(gòu)也設(shè)有改變壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)，所以模具的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。 3. 翻邊方向的確定及其翻邊形式 （ 1）翻邊方向的確定 翻邊工序?qū)τ谝话愕母采w件來說是沖壓工序的最后成形工序，翻邊質(zhì)量的好壞和翻邊位置的準(zhǔn)確度，直接影響整個(gè)汽車車身的裝配質(zhì)量。合理的翻邊方向應(yīng)滿足下列兩個(gè)條件：（ 1）翻邊凹模的運(yùn)動(dòng)方向和翻邊凸緣、立邊相一致（ 2）翻邊凹模的運(yùn)動(dòng)方向和翻 邊基面垂直，或與各翻邊基面的夾角相等。 （ 2） 翻邊形式 按翻邊凹模的運(yùn)動(dòng)方向，翻邊形式可分為垂直翻邊、水平翻邊和傾斜翻邊三種，如圖 6. 所示。圖 、 b 為垂直翻邊；圖 、 e 為水平翻邊；圖 為傾斜翻邊。 圖 各種典型的覆蓋件翻 邊 拉深工序的工藝處理 拉深件的工藝處理包括確定壓料面形狀、工藝補(bǔ)充、翻邊的展開、沖工藝孔和工藝切口等內(nèi)容，是針對(duì)拉深工藝的要求對(duì)覆蓋件進(jìn)行的工藝處理措施。 1. 壓料面形狀的確定 壓料面是工藝補(bǔ)充部分組成的一個(gè)重要部分，即凹模圓角半徑以外的部分。壓料面的形狀不但要保證壓料面上的材料不皺，而且應(yīng)盡量造成凸模下的材料能下凹以降低拉延深度，更重要的是要保證拉入凹模里的材料不皺不裂。因此，壓料面形狀應(yīng)由平面、圓柱面、雙曲面等可展面組成。 壓料面有兩種：一種是 壓料面就是覆蓋件本身的一部分；另一種是由工藝補(bǔ)充部分補(bǔ)充而成。壓料面就是覆蓋件本身的一部分時(shí)，由于形狀是既定的，為了便于拉深，雖然其形狀能做局部修改，但必須在以后的工序中進(jìn)行整形以達(dá)到覆蓋件凸緣面的要求。若壓料面是由工藝補(bǔ)充部分補(bǔ)充而成，則要在拉深后切除。 確定壓料面形狀必須考慮以下幾點(diǎn)： （ 1） 降低拉深深度 降低拉延深度，有利于防皺防裂。如果壓料面就是覆蓋件本身的一部分時(shí)，不存在降低拉延深度的問題。如果壓料面是由工藝補(bǔ)充部分補(bǔ)充而成，必要時(shí)就要考慮降低拉延深度的問題。圖 所示是降低拉延深度的示意圖，圖 是未考慮降低拉延深度的壓料面形狀，圖 是考慮降低拉延深度的壓料面形狀，圖中斜面與水平面的夾角 稱為壓料面的傾角。對(duì)于斜面和曲面壓料面，壓料面傾角 一般不應(yīng)大于 ；對(duì)于雙曲面壓料面，壓料面傾角 應(yīng)小于 。 時(shí)是平的壓料面，壓料效果最好，但很少有全部壓料面全是平的覆蓋件，且此時(shí)拉延深度最大，容易拉皺和拉裂。壓料面傾角太大，也容易拉皺，還會(huì)給壓邊圈強(qiáng)度帶來一定的影響。 圖 降低拉延深度的示意圖 （ 2） 凸模對(duì)毛坯一定要有拉伸作用 這是確定壓料面 形狀必須充分考慮的一個(gè)重要因素。只有使毛坯各部分在拉深過程中處于拉伸狀態(tài)，并能均勻地緊貼凸模，才能避免起皺。有時(shí)為了降低拉延深度而確定的壓料面形狀，有可能犧牲了凸模對(duì)毛坯的拉伸作用，這樣的壓料面形狀是不能采用。只有當(dāng)壓料面的展開長(zhǎng)度小于凸模表面的展開長(zhǎng)度時(shí)，凸模才對(duì)毛坯產(chǎn)生拉伸作用。如圖 所示，只有壓料面的展開長(zhǎng)度 小于凸模表面的展開長(zhǎng)度 時(shí)才能產(chǎn)生拉伸作用。 有些拉深件雖然壓料面的展開長(zhǎng)度比凸模表面的展開長(zhǎng)度短，可是并不一定能保證最后不起皺。這是因?yàn)閺耐鼓ｉ_始接觸毛坯到下死點(diǎn)的拉深過程中，在每一瞬間位置的壓料面展開長(zhǎng)度比凸模表面的展開長(zhǎng)度有長(zhǎng)、有短，短則凸模使毛 坯產(chǎn)生拉伸作用，長(zhǎng)則因拉伸作用減小甚至無拉伸作用導(dǎo)致起皺。若拉深過程中形成的皺紋淺而少，再繼續(xù)拉深時(shí)則有可能消除，最后拉深出滿意的拉深件來；若拉深過程中形成的皺紋多或深，再繼續(xù)拉深時(shí)也無法消除，最后留在拉深件上。如圖 所示的壓料面形狀，雖然壓料面的展開長(zhǎng)度比凸模表面的展開長(zhǎng)度短，可是壓料面夾角 比凸模表面夾角 小，因此在拉深過程中的幾個(gè)瞬間位置因 “多料 ”產(chǎn)生了起皺。所以在確定壓料面形狀時(shí)，還要注意使 。 a) b) 圖 凸模對(duì)毛坯產(chǎn)生拉伸作用的條件 2. 工藝補(bǔ)充 為了實(shí)現(xiàn)覆蓋件的拉深，需要將覆蓋件的孔、開口、壓料面等結(jié)構(gòu)根據(jù)拉深工序的要求進(jìn)行工藝處理，這樣的處理稱為工藝補(bǔ)充。 工藝補(bǔ)充是拉深件不可缺少的 部分，工藝補(bǔ)充部分在拉深完成后要將其修切掉，過多的工藝補(bǔ)充將增加材料的消耗。因此，應(yīng)在滿足拉深條件下，盡量減少工藝補(bǔ)充部分，以提高材料的利用率。 圖 可能采用的幾種工藝補(bǔ)充部分 修邊線在壓料面上，垂直修邊 b) 修邊線在拉深件底面上，垂直修邊 c) 修邊線在拉深件翻邊展開 斜面上，垂直修邊 d) 修邊線在拉深件斜面上，垂直修邊 e) 修邊線在拉深件側(cè)壁上，水平修邊或傾斜修邊 圖 是根據(jù)修邊位置的不同可能采用的幾種工藝補(bǔ)充部分。 修邊線在壓料面上、垂直修邊時(shí)，如圖 ，為了在修磨拉深筋、槽時(shí)不影響到修邊線，修邊線距拉深筋的距離 應(yīng)有一定數(shù)值。一般取 =15～ 25 ，拉深筋寬時(shí)取大值，窄時(shí)取小值。 修邊線在拉深件底面上、垂直修邊時(shí)，如圖 所示，修邊線距凸模圓角半徑 的距離 應(yīng)保證不因凸模圓角半徑的磨損影響到修邊線，一般取 = 3～ 5 。 = 3～ 10，拉延深度淺時(shí)取小值，深時(shí)取大值。如凹模圓角半徑 是工藝補(bǔ)充的組成部分，一般取 = 6～ 10 。 以外的壓料面部分 可按一根 拉深筋或一根半拉深筋確定。 修邊線在拉深件翻邊展開斜面上、垂直修邊時(shí)，如圖 所示，修邊線距凸模圓角半徑 的距離 和 圖 中的 值相似。修邊方向與修邊表面的夾角 不應(yīng)小于，因 角過小時(shí)，在采用垂直修邊時(shí)，會(huì)使切面過尖，且刃口變鈍后修邊處容易產(chǎn)生毛刺。 修邊線在拉深件斜面上、垂直修邊時(shí)，如圖 所示，因修邊線距凸模圓角半徑 的距離 是變化的，一般只控制幾個(gè)最小尺寸。 為了從拉深模中取出拉深件和放入修邊模定位方便，拉深件的側(cè)壁 C的側(cè)壁斜度一般取 ?？紤]拉深件定位穩(wěn)定、可 靠和根據(jù)壓料面形狀的需要，一般取 C= 10～ 20 。 水平修邊或傾斜修邊主要應(yīng)用在修邊線在拉深件的側(cè)壁上時(shí)，如圖 。當(dāng)側(cè)壁與水平面的夾角接近或等于直角時(shí)，采用水平修邊。而側(cè)壁與水平面的夾角較大時(shí)，特別是側(cè)壁與水平面的夾角在 左右時(shí)，則采用傾斜修邊。此時(shí)，因修邊線距凹模圓角半徑 的距離 是變化的，一般只控制幾個(gè)最小尺寸。 由于修邊模要采用改變壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)，為了考慮修邊模的凹模強(qiáng)度，修邊線距 凹模圓角半徑 的距離 應(yīng)盡量大，一般取 25 。 3. 工藝孔和工藝切口 在制件上壓出深度較大的局部突起或鼓包，有時(shí)靠從外部流入材料已很困難，繼續(xù)拉深將產(chǎn)生破裂。這時(shí)，可考慮采用沖工藝孔或工藝切口，以從變形區(qū)內(nèi)部得到材料補(bǔ)充。如圖 所示為車門內(nèi)板窗口反拉深的一個(gè)工藝切口示意圖。 工藝孔或工藝切口的位置、大小和形狀，應(yīng)保證不因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生徑向裂口，又不能因拉應(yīng) 力過小而形成皺紋，缺陷不能波及覆蓋件表面。工藝孔或工藝切口必須設(shè)在拉應(yīng)力最大的拐角處，因此沖工藝孔或工藝切口的位置、大小、形狀和時(shí)間應(yīng)在調(diào)整拉深模時(shí)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。由于模具制造裝配困難，模具精度不易保證，沖切的碎渣影響覆蓋件的表面質(zhì)量，應(yīng)盡量不用該方法，而在覆蓋件設(shè)計(jì)時(shí)采取降低反拉延深度、加大圓角半徑和增加側(cè)壁斜度等相應(yīng)措施，或在落料時(shí)預(yù)沖孔。 圖 工藝切口示意圖 拉深、修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(dú)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(bǔ)充部分時(shí)，還要考慮修邊、翻邊時(shí)