【文章內(nèi)容簡介】 壓料面是由工藝補(bǔ)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。 對(duì)于拉延模來說，其拉延產(chǎn)品最終產(chǎn)生的缺陷有起皺，拉裂等等。而起皺在拉延過程中是非常容易產(chǎn)生的，由于拉延變形區(qū)的工件凸緣部分會(huì)受到切向壓應(yīng)力作用，就很可能因?yàn)槭Х€(wěn)而發(fā)生起皺現(xiàn)象，最終導(dǎo)致零件出現(xiàn)廢品，進(jìn)而可能導(dǎo)致模具損壞。所以起皺必須要防止，為了防止拉延過程中工件起皺現(xiàn)象，拉延過程中一般均采用壓料板壓料。坯料被壓緊在凹模平面與壓料板之間，拉延時(shí)，材料只能在壓料板與凹模平面之間流動(dòng)，由于受到上下兩方的夾緊力，所以工件不至于失穩(wěn)而起皺。 工藝補(bǔ)充在拉延過程中，坯料必須是個(gè)完整的封閉的整體，不然拉延時(shí)由于受到復(fù)雜的拉深或收縮力的時(shí)候難以保證有開口處的形狀不變形，進(jìn)而形象產(chǎn)品質(zhì)量。所以在修復(fù)數(shù)模的時(shí)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(bǔ)壓料面，這些增添的部分稱為工藝補(bǔ)充部分。工藝補(bǔ)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(bǔ)的部分，之后又需要將它們修切掉，所以工藝補(bǔ)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(bǔ)充面和壓料面的設(shè)計(jì)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(jì)效率的重要途徑。結(jié)合前地板的外形及以上條件，其添加的工藝補(bǔ)充面外側(cè)部分均為水平位置。 前地板工藝補(bǔ)充面在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)工作之前，其工藝的分析師必須的步驟，它能指導(dǎo)模具的設(shè)計(jì)工作，優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，使得最終設(shè)計(jì)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(jìn)而最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，最終幫助企業(yè)節(jié)省成本及時(shí)間，對(duì)于模具制造業(yè)來說至關(guān)重要的兩點(diǎn)。另外確定工藝設(shè)計(jì)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，它是建立于企業(yè)自身的水平及設(shè)備條件基礎(chǔ)上的。本章主要介紹了覆蓋件模具的工藝設(shè)計(jì)，為后期模具設(shè)計(jì)做好了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)方案。第三章 前地板拉延模具設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)的確定 一般拉延模分為兩大類：單動(dòng)拉延模和雙動(dòng)拉延模 單動(dòng)拉延和雙動(dòng)拉延最大的區(qū)別在于：雙動(dòng)壓力機(jī)能通過單獨(dú)的機(jī)構(gòu)提供壓邊力，而單動(dòng)壓力機(jī)的壓邊力是通過凹模下行時(shí)作用在壓邊圈上的反作用力提供的。外觀上最大的區(qū)別在于：單動(dòng)壓力機(jī)的凹模在上面，壓邊圈和凸模在下面。雙動(dòng)壓力機(jī)的凸模在上面，運(yùn)動(dòng)的時(shí)候壓邊圈先動(dòng)，壓邊之后凸模再動(dòng)。 本次前地板拉延模采用單動(dòng)拉延模，四大件組成形式?，F(xiàn)階段，由于氮?dú)夤薜妊b置的出現(xiàn)，單動(dòng)模也能提供足夠的壓料力，所以現(xiàn)在基本使用的是單動(dòng)模。而從節(jié)省材料，便于安裝以及受力的角度來考慮，選擇四大件的拉延模結(jié)構(gòu)。 前地板拉延模的凸模結(jié)構(gòu)與一般的拉延凸模結(jié)構(gòu)差不多，前地板上的裝飾棱線、裝飾筋條、裝飾凹坑、加強(qiáng)筋、裝飾凸包、凹坑等局部形狀，一般都是在拉延模上一次成形，凸模表面即為拉延產(chǎn)品的內(nèi)表面，兩者之間是相互吻合的。對(duì)于前地板而言，其表面的單個(gè)曲面分布數(shù)量較多，形狀各異，當(dāng)這些局部形狀成形的變形量較大，就會(huì)有破裂危險(xiǎn)，此時(shí)可以加大成形局部形狀的凸、凹模的圓角半徑，然后在后續(xù)的修邊等工序中進(jìn)行校形，以達(dá)到覆蓋件所要求的的形狀和尺寸。 凸模的結(jié)構(gòu) 凸模的尺寸設(shè)計(jì)凸模，對(duì)于拉延工序來說，是主要成形部份。除工藝上的要求外（如翻邊的展開或工藝補(bǔ)充），其輪廓尺寸和深度即為產(chǎn)品圖尺寸（與數(shù)模吻合）。該前地板工作部分筋的厚度為50mm，下面的支撐筋取30mm,，但同時(shí)要保證凸模輪廓尺寸，縮短整修工時(shí)，在凸模上沿壓料面一般有一段30～80mm的直壁必須加工，而在這直壁之下會(huì)縮小距離10mm，既相比與直壁向內(nèi)退刀10mm。 凸模的固定方式因?yàn)榇四＞呓Y(jié)構(gòu)為單動(dòng)拉延，則拉延凸模由鍵槽定位，螺釘緊固于下模座上，模座再與工作臺(tái)通過螺釘，壓板槽連接。 凸模的固定形式 凸模材料的選用及技術(shù)要求由于汽車前地板的外形尺寸較大，故而凸模尺寸也較大，故一般采用鑄造成形，且為中空式的殼狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)在工作過程中要求凸模有較高的硬度和耐磨性時(shí)，采用表面火焰淬火等方法對(duì)凸模工作部分表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。此拉延凸模選用材料為GM338，表面淬火50～。 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模的結(jié)構(gòu)形式一般分為兩種，閉口式凹模和通口式凹模。本次設(shè)計(jì)采用的是閉口式凹模。如果采取通口式的凹模，在沖壓的時(shí)候上模坐會(huì)受到向上，斜向上的壓力，對(duì)于凹模的壽命以及拉延產(chǎn)品的額質(zhì)量造成影響，所以現(xiàn)在的拉延?；径际遣捎瞄]口式凹模，即凹模底部的凹?？谑欠忾]的，和上模座是整體。 凹模的尺寸設(shè)計(jì)主要是要確定壓料面寬度的尺寸值K。K值按拉深前毛坯的寬度再加大40～80mm確定，一般在130～240mm，太小影響壓邊力，太大浪費(fèi)材料。凹模壓料面按拉延件壓料面設(shè)計(jì)，凹模壓料面有平面和曲面兩種形式凹模圓角。計(jì)算公式如下：R凹=（6～10）t當(dāng)壓料面是覆蓋件本身凸緣的一部分時(shí)則凹模圓角半徑就是覆蓋件要求的圓角半徑?！?mm. 凹模材料的選用及技術(shù)要求前地板拉延模凹模，采用鑄造成形（理由同凸模）且為中空式的殼狀結(jié)構(gòu)。要求凹模有較高的硬度和耐磨性時(shí)，可以采用表面火焰淬火等方法對(duì)凹模工作部分表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。此拉延凹模選用材料為GM338，表面淬火50～55HRC。凹模形面和內(nèi)輪廓按數(shù)模加工。 拉延模的導(dǎo)向拉延模的導(dǎo)向分為兩種，內(nèi)導(dǎo)向和外導(dǎo)向，外導(dǎo)向是指壓邊圈和凹模之間的導(dǎo)向，內(nèi)導(dǎo)向是指壓邊圈和凸模之間的導(dǎo)向。常用的導(dǎo)向零件有導(dǎo)向板、導(dǎo)向塊和背靠塊三種。對(duì)于拉延模來說，它不需要很精確地定位，只需要拉延導(dǎo)向時(shí)候的平穩(wěn)，所以，只需要導(dǎo)向板就行了，不需要導(dǎo)柱之類的導(dǎo)向零件。導(dǎo)向形式如下圖： 卸料裝置拉延結(jié)束后，拉深件常常會(huì)卡在凹模里，故而有時(shí)需要設(shè)置卸料裝置來幫助卸料。取出拉深件的方法有很多，但是這根據(jù)生產(chǎn)批量的大小而有所不同；在小批量生產(chǎn)中，淺拉深件一般不設(shè)卸件裝置；大批量拉深件卸料裝置的類型有①彈簧頂出器②在凹模壓料面的適當(dāng)位置，設(shè)置一組杠桿撬起裝置③氣動(dòng)頂件裝置。由于該覆蓋件為汽車前地板，為內(nèi)覆蓋件，表面質(zhì)量要求不是很高，且生產(chǎn)方式為大批量流水線生產(chǎn)，所以選用壓邊圈頂料，如果是外覆蓋件的產(chǎn)品的時(shí)候就必須考慮卸料方式是否會(huì)對(duì)造成板料表面的劃痕等等外觀缺陷。壓邊圈下面有導(dǎo)柱和機(jī)床氣缸接觸，提供頂料力。（1）合模限位塊合模限位塊又稱調(diào)整塊，目的就是使壓料圈周圍保持均勻合模間隙，分別裝在壓料圈四個(gè)角上，所有拉延模必須裝四塊調(diào)整塊，從而保證均勻壓料力，調(diào)整塊采用工具剛制造并淬火。 （2）存放限位塊存放限位塊是用于存放模具的時(shí)候，目的是為了使彈性元件不失去彈力，或者有時(shí)候防止模具在存放的時(shí)候合模會(huì)造成的一些不必要的碰撞。其厚度要保證橡膠不受壓縮而處于自由狀態(tài)。 起吊裝置模具的起吊裝置是用于模具翻轉(zhuǎn)，裝載等等情況下需要掉起的時(shí)候。模具起吊時(shí)，考慮到模具在起吊過程中的平穩(wěn)性和安全性，起吊裝置的結(jié)構(gòu)做如下規(guī)定：①裝置的間距應(yīng)大于模長的60%。②模具重量大于6t時(shí)，模具起吊裝置采用插銷結(jié)構(gòu)。③模具重量小于6t時(shí)，模具起吊裝置用吊柄結(jié)構(gòu)。④模具零件重于15kg或取放不方便時(shí)，其上均要設(shè)置起吊孔，起吊孔原則上采用M16或M20公制螺紋。本模具外形較大，重量在6t以上，故采用的起吊裝置為插銷結(jié)構(gòu)。 起吊裝置示意圖 工藝計(jì)算 拉延力的計(jì)算毛坯材料為DC520， ，查表可知：σb 大約為450 MPa，從選擇設(shè)備的角度考慮，該處取上限值450MPa。又參考 ，K為修正系數(shù)，由拉深系數(shù)m確定，～,l為毛坯長度，t為料厚。 查參考文獻(xiàn)，, l可在UG軟件的分析功能中測(cè)量得出。計(jì)算得： P拉延力=6000450=945000N 壓料力計(jì)算由參考文獻(xiàn)[2]中表415，得Q壓料力=Ap，A為在壓料板下毛坯的投影面積，為單位壓邊力。查參考文獻(xiàn)[2]中表416，～ MPa，從選擇設(shè)備的角度考慮，A可在UG軟件的分析功能中選用測(cè)量面來自動(dòng)獲得。Q壓料力=Ap=2210000=6630000N而實(shí)際生產(chǎn)時(shí)壓料力的經(jīng)驗(yàn)公式得Q壓料力==945000=2835000N此時(shí)的理論值和實(shí)際值相差較大，理論的壓料值偏大，但尚未查出原因所在，待后續(xù)的研究。生產(chǎn)中，當(dāng)理論值和實(shí)際值相差20%～50%，此時(shí)取實(shí)際生產(chǎn)值。頂件力：由參考文獻(xiàn)得：Q頂件力=K頂Q壓料力 ，K頂為頂件力因數(shù)，取決于料厚，由表215得，K頂=Q頂件力==945000N=56700NF1總=P拉延力+Q壓料力+Q頂件力=945000+2835000+56700=3836700NF總= F1總=3836700N=由《沖壓手冊(cè)》查得，所以要求的設(shè)備噸位為：F=== 設(shè)備的選擇因?yàn)樵撈嚽暗匕迳a(chǎn)為排線生產(chǎn)，所以選用2000t油壓壓力機(jī)，型號(hào)為YX272000 第四章 汽車前地板拉延模的三維造型 根據(jù)所給的三維DL工序圖，從中提取出產(chǎn)品的三維數(shù)模圖，并作細(xì)節(jié)處的修改，得出最終的產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型。前面提到工藝數(shù)模必須要將其變?yōu)橐粋€(gè)的封閉的整體，并補(bǔ)上工藝補(bǔ)充面，這就需要首先對(duì)數(shù)模進(jìn)行縫合。縫合公差要