【文章內(nèi)容簡介】 汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板工藝分析汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板材料為DC54D+ZF鍍鋅板，,毛坯尺寸為1700mm1060mm。汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板形狀復(fù)雜，左右整體對稱。該件形狀復(fù)雜，拉延行程較長，達(dá)到200mm。要求工件表面光滑無褶皺，棱線清晰，剛度好。材料DC54D+ZF是一種熱鍍鋅材料，強度低，塑性很高，其屈服強度為120～220MPA；抗拉強度為260～350MPA；斷后伸長率不小于34%，所以常用于深沖，適合覆蓋件沖壓。 產(chǎn)品三維造型圖 工藝方案的確定對于該汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板而言，要想得出產(chǎn)品必須經(jīng)過多道工序，包括拉延，沖孔，修邊等等。汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板屬于大批量生產(chǎn)，再根據(jù)零件的實際分析及加工特點，所以采用流水排線生產(chǎn)。對于覆蓋件來說，其沖壓性關(guān)鍵在于拉延的可能性和可靠性，而拉延工藝性的好壞主要取決于覆蓋件的形狀，復(fù)雜的程度等等。對于拉延以后的工序，確定工序數(shù)和安排工序之間的先后順序也是比較重要的。故有：方案一：拉延→斜楔修邊→沖孔方案二：拉延→沖孔→斜楔修邊 方案一中，在修邊之后再沖孔非常有可能會帶來板料的變形彎曲，從而影響產(chǎn)品的外觀及質(zhì)量，故而為了避免此類缺陷的產(chǎn)生，選用方案二，在沖孔之后進行修邊工序。 汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板屬汽車內(nèi)板件，而且面積比較大，因此模具尺寸較大，剛度要求較高，該件生產(chǎn)分三道工序：①拉延（雙動）==②沖孔==③斜楔修邊。我主要負(fù)責(zé)的是第一道工序拉延模的設(shè)計。 沖壓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，而且影響到工藝補充部分以及后續(xù)工序的方案。拉深方向的確定原則是：覆蓋件本身有對稱面的，其拉深方向是以垂直于對稱面的軸進行旋轉(zhuǎn)來確定的；不對稱的覆蓋件是繞汽車位置相互垂直的兩個坐標(biāo)面進行旋轉(zhuǎn)來確定拉深方向的。前者平行于對稱面的坐標(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（2）凸模開始拉深時與拉深毛坯的接觸狀態(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。（3）壓料面各部位進料阻力要均勻：壓料面各部位的進料阻力不一樣，在拉深過程中毛坯有可能經(jīng)凸模頂部竄動影響表面質(zhì)量，嚴(yán)重的會產(chǎn)生拉裂和起皺。 壓料面的確定工藝補充必定要考慮壓料面的選取，壓料面即凹模圓角半徑R凹以外的與板料想接觸的那一部份，覆蓋件拉深能否很好的成形，這是非常重要的影響因素。壓料面分為兩種，一種是壓料面本身就是覆蓋件的凸緣面，另一種壓料面是由工藝補充部分生成，而壓料面多數(shù)是曲面的。常見的壓料面由平面、圓柱面、圓錐面等組成。壓料面的形狀是保證拉延過程中材料不破不裂和順利成型的首要條件，所以壓料面的選取是很重要的。壓料面的選取應(yīng)當(dāng)考慮到壓料面形狀盡量簡單化，其中以水平壓料面為最好，并且壓料面應(yīng)使毛坯在拉深成形和修邊工序中都能可靠的定位，這是為了送料和取件方便，本次模具壓料面形狀簡單，處于水平位置，采取水平壓料。 壓料面的設(shè)計 工藝補充在拉延過程中，坯料必須是個完整的封閉的整體，不然拉延時由于受到復(fù)雜的拉深或收縮力的時候難以保證有開口處的形狀不變形，進而形象產(chǎn)品質(zhì)量。所以在修復(fù)數(shù)模的時候，需要將覆蓋件上的窗口填平，開口部分連接成封閉形狀，有凸緣的需要平順改造使之成為有利成型的壓料面，無凸緣的需要增補壓料面，這些增添的部分稱為工藝補充部分。工藝補充是拉延工藝不可缺少的部分，而在后續(xù)的工序中又不需要這些填補的部分，之后又需要將它們修切掉，所以工藝補充部分應(yīng)盡量減少，以提高材料的利用率，當(dāng)然是在不影響拉延的情況下。工藝補充面和壓料面的設(shè)計是否合理,是保證覆蓋件成形質(zhì)量的前提條件。它們的造型修改是否方便,是提高設(shè)計效率的重要途徑。結(jié)合發(fā)動機蓋內(nèi)板的外形及以上條件，其添加的工藝補充面外側(cè)部分均為水平位置。 汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板工藝補充面 本章小結(jié) 在進行模具設(shè)計工作之前，其工藝的分析是必須的步驟，它能指導(dǎo)模具的設(shè)計工作，優(yōu)化設(shè)計過程，使得最終設(shè)計的模具能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。工藝分析能夠指導(dǎo)自己選擇正確的進而最優(yōu)的設(shè)計方案，最終節(jié)省成本及時間，對于模具制造業(yè)來說至關(guān)重要。另外確定工藝設(shè)計并不是自己一味地尋求最佳方案，而是要考慮到生產(chǎn)條件和工件的可加工性再去選擇最合適的方案。本章主要介紹了覆蓋件模具的工藝設(shè)計，為后期模具設(shè)計做好了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)方案。3 覆蓋件沖壓成形數(shù)值模擬 Dynaform簡介DYNAFORM是由美國ETA公司開發(fā)的用于板料成形模擬的專用軟件包，可以幫助模具設(shè)計人員顯著減少模具開發(fā)設(shè)計時間及試模周期，不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自動工具，可方便地求解各類板成形問題。DYNAFORM可以預(yù)測成形過程中板料的破裂、起皺、減薄、劃痕、回彈，評估板料的成形性能，從而為板料成形工藝及模具設(shè)計提供幫助；DYNAFORM專門用于工藝及模具設(shè)計涉及的復(fù)雜板成形問題；DYNAFORM包括板成形分析所需的與CAD軟件的接口、前后處理、分析求解等所有功能。 家用汽車發(fā)動機蓋內(nèi)板拉延成型模擬 創(chuàng)建Dynaform數(shù)據(jù)庫 啟動Dynaform軟件后。選擇File→save as菜單項，修改文件名，將所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫保存在自己指定的目錄下。 導(dǎo)入模型選擇File→Import菜單項，（）導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，選擇Parts→edit菜單項，在對話框中修改零件層的名稱為Die。 自由劃分網(wǎng)格并檢查和修補網(wǎng)格對導(dǎo)入的件進行網(wǎng)格劃分，然后完成網(wǎng)格檢查，對需要修補的地方進行修補。 創(chuàng)建板料點擊Tools菜單，選擇Blank Generator下的Create Line，創(chuàng)建板料的邊界框線，再點擊Boundary Line，選擇創(chuàng)建好的邊界線，完成板料的創(chuàng)建。 偏移Punch選擇菜單Parts，點擊Creat創(chuàng)建一個名為Punch的層。然后點擊Preprocess，選擇Element，在對話框中選擇按鈕。點擊Select Element，在彈出的對話框中點擊Displayed，點擊OK完成偏移。 創(chuàng)建壓邊圈選擇菜單Parts，點擊Creat創(chuàng)建一個名為Binder的層。點擊Add to part，選好壓邊圈后點擊Apply按鈕完成壓邊圈的創(chuàng)建（）。圖 分離壓邊圈和凸模將添加到Binder層后剩下的圖形添加到Punch層即完成分離。 參數(shù)設(shè)置選擇菜單Setup，點擊Autosetup，自動分配凸模、凹模、壓邊圈，并對板料進行設(shè)置，選擇板料材料為DQ36，其他設(shè)置（）所示。圖 后處理讀入結(jié)果文件d3plot到eta/Post。點擊eta/DYNAFORM主菜單上的Postprocess菜單項啟動eta/POST（）。圖 基于Dynaform的覆蓋件沖壓成形分析 影響汽車覆蓋件沖壓成形的因素 影響汽車覆蓋件沖壓成形結(jié)果的因素很多。在汽車覆蓋件的沖壓過程中，材料的流動阻力(簡稱約束力)對沖壓結(jié)果的成敗具有決定性的影響。約束力過小，則容易導(dǎo)致材料堆積嚴(yán)重甚至出現(xiàn)起皺現(xiàn)象，而約束力過大，則會導(dǎo)致材料被拉裂。壓邊力、拉延筋形式與尺寸、坯料初始形狀等是常用的約束力控制手段，但對具體的沖壓問題而言，究竟要提供多大的約束力才能獲得滿意的沖壓結(jié)果的問題，至今沒有一個明確的答案。為此，人們在模具設(shè)計中，普遍采用了預(yù)先提供大約束力的方法，然后根據(jù)試沖情況逐步將約束力降低到合適的范圍內(nèi)的“先緊后松”式設(shè)計方法，這種方法的科學(xué)性是顯而易見的，以拉延筋為例，將提供大約束力的拉延筋打磨或采用其它方法后就能夠使它所提供的約束力較小，而要將能提供小約束力的拉延筋改變成能夠提供大約束力的拉延筋，則在工藝上就具有很大的難度。目前，減少過大約束力的主要方法包括:減少拉延筋高度(如打磨)、增加模具間隙，如在壓邊圈與凹模之間增加墊片、增大拉延筋與配套拉延槽圓角半徑(如打磨)、在拉延筋與配套拉延槽之間提供良好的潤滑、修磨凹模與凸模上的所有棱邊、尖角，避免應(yīng)力集中等。而壓力及坯料初始形狀的選擇，則需要更多的經(jīng)驗與知識。采用這些方法后，只要能夠建立起相應(yīng)的數(shù)值模擬分析模型，就可以比較方便地了解它們對沖壓結(jié)果的影響情況。 汽車覆蓋件是板材沖壓成形加工中最復(fù)雜的沖壓件，一般要經(jīng)過拉伸、修邊、翻邊、沖孔等多道沖壓工序才能得到一個成品零件。能否得到合格的覆蓋件，關(guān)鍵在于拉伸的可行性。首先，應(yīng)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計上考慮拉伸的可行性，如果產(chǎn)品設(shè)計不能變動，則應(yīng)從拉伸件工藝上想辦法，如改變沖壓方向、改變調(diào)整工藝補充部分等。如果覆蓋件能夠進行拉伸，則對于拉伸以后的工序，僅是確定工序數(shù)和先后次序的問題。應(yīng)注意拉伸序的工藝補充部分是拉伸件不可缺少的部分，拉伸后要將工藝補充部分修掉。工藝補充部分是工藝上必不可少的消耗，因而工藝補充部分的多少將會直接影響到材料的利用率及車身的制造成本。 拉伸工序作為覆蓋件生產(chǎn)中最關(guān)鍵的一序，它的好壞、優(yōu)劣將直接影響到能否得到合格的產(chǎn)品，拉伸及成形過程中經(jīng)常出現(xiàn)的失效現(xiàn)象主要表現(xiàn)為破裂、起皺和回彈。針對這三種失效現(xiàn)象的分析如下： 破裂是汽車覆蓋件沖壓成形過程中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題之一