【文章內(nèi)容簡介】 圖，圖中 α角為斜楔傾角，β角為滑塊傾 角，γ角為滑塊運(yùn)動(dòng)方向與斜楔豎直運(yùn)動(dòng)方向所成的角度， S1為斜楔開始與滑塊接觸運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)的距離， S為滑塊行程或滑塊移動(dòng)距離。 斜楔圖的作法是：首先根據(jù)加工工藝確定行程 S，并給定斜楔傾角 α ，滑塊傾角 β 和滑塊移動(dòng)方向角 γ。然后，取豎直直線 XM，在其上去 O 點(diǎn)，由 O 點(diǎn)沿滑塊移動(dòng)方向（即與 OX成γ角方向）作直線取 OA=S，由 A點(diǎn)作∠ OAB=β交 OX與 B點(diǎn)。則 B點(diǎn)即為斜楔與滑塊開始接觸點(diǎn)。斜楔與滑塊接觸前必須與后擋板預(yù)先有不小于 25mm 的導(dǎo)向量，并由此決定后擋板與斜楔開始導(dǎo)向點(diǎn) C。本次設(shè)計(jì)的斜楔機(jī)構(gòu)斜楔傾角α =55ο ， 滑塊傾角β =60ο ， 滑塊移動(dòng)方向角 γ =65ο ，行程 S=15mm。 汽車外覆蓋件發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 14 圖 31 斜楔行程圖 上圖為此覆蓋件的行程圖線。一開始導(dǎo)柱開始接觸，當(dāng)其向下行程為 110mm，下模的滑塊接觸并帶動(dòng)凸模擴(kuò)張機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊行程達(dá)到 30mm 時(shí)，擴(kuò)張機(jī)構(gòu)結(jié)束，此時(shí)凸模鑲塊達(dá)到翻邊工作位置?；瑝K繼續(xù)下行 35mm，此時(shí)壓料板壓料，另一滑塊接觸斜楔翻邊行程開始翻邊。上模繼續(xù)下行，斜楔在滑塊的帶動(dòng)下，完成最后 15mm 的行程的前端翻邊，同時(shí)其他三面也完成三面垂直翻邊。翻邊動(dòng)作完成。隨后上模面在壓力機(jī)的帶動(dòng)下上行，在彈簧的作用下斜 楔復(fù)位，凸模擴(kuò)張機(jī)構(gòu)開始收縮復(fù)位。此時(shí)凸模前端鑲塊退出翻邊件，該翻邊件可以順利取出。 斜楔受力分析 設(shè)計(jì)斜楔模時(shí)，設(shè)備的壓力、模具的強(qiáng)度和剛度、斜楔機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧力等的確定，都必須以斜楔機(jī)構(gòu)的受力分析為基礎(chǔ)。 斜楔機(jī)構(gòu)完成加工工藝所需的加工壓力，主要包括沖壓力、卸料力，復(fù)位機(jī)構(gòu)的彈簧力等。所謂沖壓力是指完成沖壓加工所需的工藝力，如沖裁力、彎曲力、成形力等。卸料力是指彈簧卸料板的卸料力或襯墊的出件力等。而斜楔滑塊復(fù)位機(jī)構(gòu)的彈簧力是指復(fù)位彈簧和輔助復(fù)位橡皮等的壓縮力。因此加工力是根據(jù)加工工藝的要求及具體結(jié) 構(gòu)確定的，是斜楔機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇設(shè)備等的重要依據(jù)。 汽車外覆蓋件發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 15 圖 32 水平斜楔機(jī)構(gòu) 此水平斜楔機(jī)構(gòu)用于該翻邊覆蓋件凸模擴(kuò)張機(jī)構(gòu)。下面對其進(jìn)行受力分析。 斜楔與滑塊間的垂直力分力 Fpe 滑塊與下模座間的垂直分力 Fp 斜楔力 Ft 斜楔與后擋板間的正壓力 Fg=F Fpe=F/cosα， Fp=Ftanα ， Ft= Fp= Ftanα 由已知壓力機(jī) Ft=8000N，α =45ο ，求得 Ft= Fp=6000N， F=F/tanα =6000/tan45ο =8000N 該壓力等同于壓力機(jī) Ft克服凸塊自身重力推動(dòng)分離凸塊到達(dá)工 作位置符合要求 根據(jù)翻邊模實(shí)驗(yàn)測得，板與內(nèi)板沿周邊壓實(shí)，所需線大約為 120kg/cm，而發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊僅需將其外延向內(nèi)腔翻折 150ο 左右，大約為 70kg/cm。由發(fā)動(dòng)機(jī)罩零件圖可知，需要翻折的三條邊有兩條是對稱的，長約 930mm，另外一條長約 1000mm，對于 930mm長的邊，所需翻邊力為 93c*70kg/cm=6150kg；對于 1000mm長的邊，所需的翻邊力為 100*70/cm=7000kg； 6150， 7000壓力機(jī) Ft=8000，所以外延三邊垂直翻邊符合要求。 圖 33 正向斜楔機(jī)構(gòu) 汽車外覆蓋件發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 16 正向 斜楔機(jī)構(gòu)的計(jì)算 向下傾斜運(yùn)動(dòng)的斜楔，滑塊運(yùn)動(dòng)方向與水平線間的夾角為 90ο ，正向傾斜斜楔機(jī)構(gòu)的斜楔與滑塊的受力圖如圖所示。由圖中的幾何關(guān)系可得作用于斜楔及滑塊上的各分力 : 此正向傾斜斜楔機(jī)構(gòu)用于該翻邊覆蓋件前端斜向翻邊。下面是對該翻邊覆蓋件進(jìn)行的受力分析 斜楔與滑塊門的垂直分力 Fpe 滑塊與下模座間的垂直分力 Fp 斜楔力 Ft 斜楔與后擋塊的正壓力 Fg 由已知 Ft=6000N，α =45ο ，θ =15ο Fpe=F/cos(α θ ) Fp=Ftg(α θ ) Fg=Fcosα /cos(α θ ) Ft=Fpesinα =Fsinα /cos(α θ ) F=Ftcos(α θ )/sinα =7349N 前端邊長約 1000mm，對于 1000mm長的邊，用上面的算法得到： 100*70=7000N7349N，所以前端斜楔翻邊符合設(shè)計(jì)要求。 汽車外覆蓋件發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 17 第四章 翻邊鑲件的設(shè)計(jì) 翻邊輪廓 1. 凸模鑲件組成的翻邊輪廓 翻邊件的翻邊輪廓是由覆蓋件的形狀尺寸決定的。所以，在翻邊過程中不產(chǎn)生變化的凸模鑲件直接組成覆蓋件所要求的形狀尺寸；翻邊過程中產(chǎn)生變化的凸模鑲件在進(jìn)行翻邊工作時(shí)所組成的翻邊輪廓形狀要與覆蓋件所要求的形 狀尺寸一致。 2. 凹模鑲件組成的端面輪廓 在制件的翻邊輪廓的變化較大時(shí)，往往需要從幾個(gè)不同的方向進(jìn)行翻邊，即不同的凹模鑲件的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⑹遣煌?。根?jù)翻邊輪廓變化的大小，可以采取在修邊工序中修出幾個(gè)缺口或不同方向的翻邊凹模鑲件先后進(jìn)行翻邊等方式來提高翻邊質(zhì)量。也可以通過凹模鑲件前沿的輪廓線與翻邊輪廓線不重合，使不同部位的翻邊順序進(jìn)行，改變材料的流動(dòng)情況，達(dá)到提高翻邊質(zhì)量的目的。 在平面上進(jìn)行曲線翻邊，外緣的外凸形輪廓翻邊為壓縮類翻邊，翻邊部位的材料向鄰區(qū)流動(dòng)的越多，翻邊質(zhì)量越好。這種情況下，可使翻邊部位的凹模鑲件 所組成的端面為凸形輪廓。翻邊成形時(shí)，凹模鑲件端面凸形形狀的中間部位先于毛坯接觸，使翻邊部位從兩邊順序翻邊，毛坯受到的切向壓力減小，不易產(chǎn)生波紋、起皺、積瘤等不良現(xiàn)象。 在平面進(jìn)行曲線翻邊時(shí)，內(nèi)孔的外凸形輪廓翻邊為伸長類翻邊，鄰區(qū)的材料向翻邊部位流動(dòng)的越多翻邊質(zhì)量越好。這種情況下，可使翻邊部位的凹模鑲件組成的端面為凹模輪廓。翻邊成形時(shí)，凹模鑲件端面的凹形形狀兩邊部位先與毛坯接觸，使翻邊部位從兩邊向中間順序翻邊，毛坯受到的切向拉應(yīng)力減小，減小壁厚變薄、避免破裂等不良現(xiàn)象。 在曲面上進(jìn)行翻邊時(shí)，向曲面的曲率中心方 向翻邊是壓縮類翻邊，翻邊部位的材料向鄰區(qū)流動(dòng)的越多翻邊質(zhì)量越好，翻邊成形時(shí)，凹模鑲件端面凸形形狀的中間部位先與毛坯接觸，使翻邊部位從中間向兩邊順序翻邊，毛坯受到的切向壓應(yīng)力減小，不易產(chǎn)生波紋、起皺、積瘤等不良現(xiàn)象；向曲面的曲率中心的反方向翻邊是伸長類翻邊，鄰區(qū)的材料向翻邊中心流動(dòng)的越多，翻邊質(zhì)量越好，凹模鑲件端面的凹形形狀兩邊部位先與毛坯接觸，使翻邊部位從兩邊向中間順序翻邊，毛坯受到的切向拉應(yīng)力減小，不容易產(chǎn)生壁厚變薄、破裂等不良現(xiàn)象。所以，這兩種情況下，都要使凹模鑲件所組生的刃口端面輪廓的曲率半徑大于凸模鑲件所組成的翻邊輪廓的曲率半徑，即 ρ 凹 ρ 凸 。 鑲件的分塊 鑲塊分塊原則： 1）小圓弧部分單獨(dú)作為一塊，結(jié)合面距切點(diǎn) 510mm。大圓弧、長直線可以分成好幾塊，結(jié)合面與刃口垂直，并且不宜過長，一般取 1215mm。 2）在進(jìn)行凸、凹模刃口的分塊時(shí)，要使相鄰的凸模刃口鑲件之間的結(jié)合面與相鄰的凹模刃口鑲件之間的結(jié)合面互相錯(cuò)開 510mm。 在布置翻邊凹模鑲塊時(shí)，各鑲塊的結(jié)合面不要分在凸形的向內(nèi)翻邊處。這種部位的毛坯屬于壓縮類翻邊，材料在成形過程中厚度增加后會擠入結(jié)合面的接縫中，使翻邊件表面出現(xiàn) 汽車外覆蓋件發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 18 劃痕，加快鑲件的磨損。而應(yīng)將易于磨損的區(qū)域集中在 一塊鑲件上，便于維修和更換。 凸、凹模鑲件尺寸 翻邊凸、凹模鑲件的尺寸，參考修邊刃口的結(jié)構(gòu)尺寸比列。同時(shí)還要注意： 1）翻邊凸模鑲件的形狀尺寸，在保證鑲件的強(qiáng)度和剛度的同時(shí)，要保證凹模鑲件離開后，能夠順利取出翻邊件。 2）翻邊凹模鑲件的前端形狀尺寸要考慮到翻邊部分毛坯的變形特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3）在交接部位的翻邊凹模鑲件的形狀，要使另一翻邊方向的凹模鑲件有足夠的運(yùn)動(dòng)空間。 凸模鑲件的交接 當(dāng)翻邊輪廓是連續(xù)的，如外緣輪廓形狀的翻邊、窗口封閉內(nèi)形的翻邊等，一般由一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)來完成翻邊是不可能的，而是 由兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的運(yùn)動(dòng)方向的翻邊鑲件進(jìn)行翻邊，就需要考慮不同方向運(yùn)動(dòng)的凹模鑲件的交接問題。 輪廓形狀翻邊時(shí)，拐角處的材料在切向受壓產(chǎn)生壓縮變形，一般不在此處設(shè)單獨(dú)的凹模鑲件，而在此處設(shè)成交接區(qū)。 翻邊凹模鑲件的交接處通常采用空開法或重復(fù)法兩種處理方法。 空開法是在沖模處于閉合狀態(tài)（翻邊終了）時(shí)，各不同運(yùn)動(dòng)方向的凹模鑲件在交接處留有空隙（ 1mm）。采用這種方法時(shí)，為了避免翻邊件交接處形成積瘤，必須在修邊件相應(yīng)部位預(yù)先沖成缺口。 重復(fù)法是在交接處兩個(gè)不同運(yùn)動(dòng)方向的凹模鑲件先后進(jìn)行重復(fù)翻邊，這種方法可以獲得完 整的周邊翻邊形狀。 汽車外覆蓋件發(fā)動(dòng)機(jī)罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 19 第五章 造型過程 總體造型過程 建模的方法有三種形式：線框形式、三維曲面形式、實(shí)體模型形式。 線框形式：這種形式利用線條的形式將三維幾何模型搭建起來，但不包括任何的表面積、體積的信息，例如 AutoDesk,AutoCAD 中的三維線框模型。 三維曲面形式：這種形式能夠建立具有一定輪廓的幾何外形，但它只相當(dāng)于物體表面的外形，不具備任何質(zhì)量信息，例如 3D Studio Max， RHINO 中的三維曲面。 實(shí)體模型形式：這種形 式是真正意義上的幾何形狀，不僅有表面形狀，而且還能表現(xiàn)處實(shí)體特性，它完整地定義了三維實(shí)體。如 CATIA， Pro/ENGINEER 等。 CATIA 是