【正文】 示意圖，詳細(xì)尺寸參見圖23。沖孔凸模熱處理：淬火加熱溫度為800℃，箱式爐加熱。每付模具都要先設(shè)計(jì)出合適的凸、凹模，要盡量節(jié)省材料，降低成本，落料工序中，凹模的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，凸模以凹模為基準(zhǔn)；沖孔工序則相反，必須先計(jì)算設(shè)計(jì)好凸模。(2) 優(yōu)化成形工藝?yán)罟ば蜃鳛闆_壓工序中的重點(diǎn)，必須對零件的拉深特點(diǎn)及性能充分分析。 汽車車門內(nèi)板沖孔模總裝圖汽車車門內(nèi)板沖孔?？傃b圖如圖55所示，零件的定位通過沖孔凹模來實(shí)現(xiàn)，卸料板將實(shí)現(xiàn)凸模沖完孔后順利與零件分離，沖完的廢料直接從凹模中落下。圖47 凸模固定板實(shí)體圖 壓料板及推料裝置的設(shè)計(jì)壓料板的設(shè)計(jì)可以根據(jù)工藝補(bǔ)充面來完成，因?yàn)楣に囇a(bǔ)充面是要在拉深之后完全切除的，所以壓料板在拉深過程中就壓住這一部分坯料[19]。這里零件屬于普通加工件，而材料抗拉強(qiáng)度Rm為310Mpa，材料厚度為1mm。表36 彈壓卸料板與凸模之間的間隙c材料厚度t（mm）＜＞~1＞1單面間隙c（mm）注：（1）當(dāng)用彈壓卸料板作凸模導(dǎo)向時，凸模與卸料板孔配合按H7/h6。凸模和凹模直接固定在模座上，適用于沖裁中型和大型零件[11]。因此，沖裁最大間隙Zmax= 20% t = mm，最小間隙Zmin = 14% t = mm。所以材料的利用率計(jì)算η= 100%= %。在制訂工藝及設(shè)計(jì)模具時盡可能保證各項(xiàng)要求，初步分析，零件需要進(jìn)行落料，拉深，沖孔才能成形。只有調(diào)整我國汽車模具的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高高檔模具的生產(chǎn)能力，才能改變我國高檔模具主要依靠進(jìn)口的現(xiàn)狀。但是由于多方面的原因，仍有不少中小型企業(yè)還停留在手工設(shè)計(jì)模具的階段，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和二維C A D設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和開發(fā)應(yīng)用水平低，效率不高，并且在設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。所以，局部形狀外部的毛坯難以向該部位流動，該部位的成形主要靠毛坯在雙向拉應(yīng)力下的變薄來實(shí)現(xiàn)面積的增大。因此，覆蓋件的制造是汽車車身制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。首先對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定零件尺寸，并在CAD中畫出其三維示意圖，然后進(jìn)一步對其進(jìn)行沖壓工藝性分析，確定其成形難點(diǎn)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不斷完善確定最佳工藝方案。因此，其要求主要表現(xiàn)在：高強(qiáng)度和高硬度；高耐磨損性能；高沖擊韌性；熱處理工藝簡單，淬透性好；良好的機(jī)械加工性能；價格便宜，市場供應(yīng)方便充足[2]。這種變形路徑的變化使得坯料在成形過程中的變形更加復(fù)雜[4]。由于沒有很好地利用高速切削技術(shù)，因而生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)出來的模具精度差、余量大、鉗工研修量大。近年來，產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快，批量生產(chǎn)下降，品種增加，交貨期短，模具設(shè)計(jì)與制造面臨十分嚴(yán)峻的困難[7]。實(shí)踐證明，在多數(shù)情況下，拉深工序是制造汽車覆蓋件的關(guān)鍵，它直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)效率和制造成本。600因?yàn)槊鞯男螤钶^簡單，可以根據(jù)面積法求得質(zhì)心，在CAD環(huán)境下就更加簡單，其質(zhì)心相對位置如圖33所示。（2） 根據(jù)刃口的磨損規(guī)律，刃口磨損尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸。由于上模座較厚，選擇壓入式模柄，導(dǎo)套導(dǎo)柱以及模柄的尺寸都確定以后，模座就可以得到完善了，上模座、下模座尺寸分別見表335所示。模具用從前至后的方向順著導(dǎo)料板進(jìn)料，沖裁后的毛坯將直接從凹模中落下，卸料板將保證料與凸模順利分離，圖39 汽車車門內(nèi)板落料?？傃b圖1. 上模座 2. 導(dǎo)料板 3. 卸料板4. 卸料螺釘5. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘6. 凸模7. 模柄8. 圓柱銷 9. 圓柱螺旋壓縮彈簧 10. 導(dǎo)套 11. 導(dǎo)柱 12. 凹模13. 下模座 14. 圓柱銷 15. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 汽車車門內(nèi)板落料模具零件選材及熱處理沖模所用材料主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點(diǎn)合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨酯等。查表得，在單動壓床上拉深時單位壓邊力p的數(shù)值這里取3Mpa，毛坯的面積在上一章以計(jì)算得出395000mm2，在拉深過程中，與凸模直壁以外部分接觸的毛坯同樣也有三部分，在CAD運(yùn)行環(huán)境下通過拉伸、測量等工具，構(gòu)造實(shí)體，根據(jù)公式體積=側(cè)面積底面周長，可以很快計(jì)算得出各部分側(cè)面積，假定整個零件為1部分，車窗拉深處為2部分，車窗下方拉深處為3部分，如圖41所示，則各部分測得尺寸如下：L1= mmL2= mmL3= mmV1= mm3V2= mm3V3= mm3各部分側(cè)面積= ，則：S1= mm2S2= mm2S3= mm2代入公式（42）計(jì)算壓邊力：F= p（S1+S2+S3）≈ kN321圖41 零件拉深成形示意圖由拉深力得知， kN，但因?yàn)檫M(jìn)行壓力計(jì)算的時候是將零件視為一般拉深件，所以拉深力并沒有計(jì)算的那么小，為防止其拉深不足，選用噸位更大一點(diǎn)的壓力機(jī)[17]。在CAD運(yùn)行環(huán)境下，可以很快測量得出4部分的周長，如下：L1= mmL2= mmL3= mmL4= mm代入公式得：F沖=（L1+L2+L3+L4）1310≈ kN4213圖51 沖孔示意圖 壓力機(jī)的選擇由沖裁力知, kN，而沖孔是比較簡單的工序,為方便生產(chǎn)，同樣選用開式壓力機(jī)，公稱壓力為的800 kN。采用雙介質(zhì)淬火法，先將凸模的頭部浸入10%NaOH水溶液中冷卻4050s，然后轉(zhuǎn)入油中冷卻。模架的設(shè)計(jì)可以靈活應(yīng)用，覆蓋件一般都比較大，還要合理設(shè)計(jì)壓料板，此后工作零件也要按標(biāo)準(zhǔn)一一設(shè)計(jì)。必要時，可以合理設(shè)計(jì)沖壓工藝補(bǔ)充面，改善這些部位的沖壓工藝性。 圖54 沖孔凸模固定板沖孔凹模的固定采用同樣的方法，與拉深凹模的設(shè)計(jì)基本相同，詳見圖45。凸模固定板的三維設(shè)計(jì)圖如圖47所示。為了簡便的計(jì)算拉深力，根據(jù)工具手冊查表得到公式： F=L t Rm k6 （41）式中 F——拉深力，[F]為N； L——凸模周邊長度，[L]為mm； t——材料厚度，[t]為mm； Rm——材料抗拉強(qiáng)度，[Rm]為Mpa； k6——系數(shù)。圖35 卸料螺釘示意圖圖36 圓柱銷示意圖 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板與凸模之間的間隙見表36所示，這里選取單面間隙c=。沖模工作時，板料靠擋料銷和導(dǎo)料板實(shí)現(xiàn)正確定位，以保證沖裁時板料上的搭邊值均勻一致。對于板料的普通沖裁，通過查閱資料得到推薦的間隙值，如表31所示：通過分析，因?yàn)檐囬T內(nèi)板坯料之后還要進(jìn)行拉深等塑性變形，因此其沖裁間隙類別屬于Ⅱ。綜合以上分析，為了充分提高材料的利用率，降低成本，毛坯排樣方式設(shè)計(jì)如圖32所示，其材料利用率η計(jì)算如下： η= 100% （31）毛坯形狀簡單，面積計(jì)算可在CAD運(yùn)行環(huán)境快速計(jì)算得到S1=395000mm2。該零件為駕駛室中主要的大型覆蓋件，外觀及裝配精度較高，要求工件表面平整無皺紋，棱線清晰，剛度好。目前我國技術(shù)含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹??；而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖壓模具、轎車覆蓋件模具等高檔模具仍有很大發(fā)展空間。國內(nèi)一批大、中型汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)引進(jìn)了一定數(shù)量的C A D系統(tǒng)，并配置了一些設(shè)計(jì)、分析的專用軟件，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。(3) 局部成形局部成形輪廓內(nèi)部有局部形狀的零件沖壓成形時，壓料面上的毛坯受到壓邊圈的壓力，隨著凸模的下行而首先產(chǎn)生變形并向凹模內(nèi)流動，當(dāng)凸模下行到一定深度時，局部形狀開始成形，在成形過程的最終時刻全部貼模。同一般沖壓件相比，~，具有材料薄、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，其制造工藝設(shè)計(jì)、沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和沖模制造工藝等都具有特殊性。零件沖壓工藝確定后，接著對其進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。模具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，這是保證模具正常使用的前提；模具要有簡單、合理、標(biāo)準(zhǔn)和安全的結(jié)構(gòu)；模具要有精確的、耐磨的型面配合。 汽車覆蓋件工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)通常，汽車覆蓋件的工藝設(shè)計(jì)過程可以歸納如下：(1) 根據(jù)產(chǎn)品圖及產(chǎn)品沖壓工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)行詳細(xì)的車身產(chǎn)品工藝性分析。高速切削技術(shù)及高速加工設(shè)備在國外得到了長足發(fā)展，高速加工及一次裝夾完成多工序加工，不僅生產(chǎn)效率高，而且精度高，鉗工研修量小，大大縮短了模具的生產(chǎn)周期，實(shí)現(xiàn)了從開發(fā)、設(shè)計(jì)到制造、經(jīng)營一體化的計(jì)算機(jī)集成工程。這里的車門內(nèi)板零件制造材料采用st14鋼，如圖21所示。大型覆蓋件根據(jù)形狀復(fù)雜程度和變形特點(diǎn)，可分為三類：淺拉深件、一般拉深件和復(fù)雜拉深件[8]。700圖33 毛坯壓力中心示意圖 沖裁力的計(jì)算及壓力機(jī)的選取沖裁力的大小要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)。（3） 考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具刃口制造公差時，既要保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。表34 上模座尺寸（mm）tt1L1SA1A26560610590400740ι2D(H7)hRS2基本尺寸極限偏差30065+5065480表35 下模座尺寸（m