【導(dǎo)讀】第八章汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)。2．2．2拉延工藝補(bǔ)充、壓料面、及凸模輪廓線的設(shè)計(jì).............9. 沖壓工藝的設(shè)計(jì)內(nèi)容已經(jīng)不再局限于簡(jiǎn)單的工藝排序及拉延補(bǔ)充，而。是深入到模具設(shè)計(jì)、模具制造、乃至模具及沖壓件檢查等各個(gè)方面。1．確定基準(zhǔn)點(diǎn)及與沖模中心的關(guān)系。所謂基準(zhǔn)點(diǎn)是指基于汽車產(chǎn)品坐標(biāo)系，位于汽車覆蓋件表面或接。近汽車覆蓋件表面，用于反映汽車覆蓋件在模具中的位置關(guān)系的?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的設(shè)定需注意：。按汽車覆蓋件相對(duì)與沖壓方向的旋轉(zhuǎn)情況分為以下三種情。出下一條坐標(biāo)線的方向，標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)，并指出旋轉(zhuǎn)角度。存在著很大程度上的內(nèi)在聯(lián)系的。對(duì)后序的相應(yīng)內(nèi)容的影響是最大的，如圖所示，對(duì)同一個(gè)零。件，拉延時(shí)的沖壓方向決定了后序沖孔是直沖還是吊楔沖孔。因此首先要在充分考慮拉延狀態(tài)和保證后序沖壓合理性的前提。邊、孔、翻邊等制件特征進(jìn)行合理的排序。符合流水化作業(yè)的生產(chǎn)原則，對(duì)于手工送料，各工序送料方向應(yīng)。盡量一致，避免汽車覆蓋件在沖

　　

【正文】 藝上考慮回彈。 圖 圖 49 2． 7 特殊材料的汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì) 2． 7． 1 拼焊板的沖壓 工藝設(shè)計(jì) 1. 拼焊板的優(yōu)點(diǎn)及其在汽車覆蓋件上的應(yīng)用 拼焊板（ TWB－ Taior_welded blank）是將兩塊或兩塊以上具有不同的機(jī)械性能、鍍層或厚度的板料焊接到一起所得到的具有理想強(qiáng)度和剛度的輕型板料。 在生產(chǎn)、制造和設(shè)計(jì)方面，拼焊板的使用有著巨大的優(yōu)勢(shì)： ① 由于產(chǎn)品的不同零件在成形前即通過連續(xù)焊接工藝焊接在一起，因而提高了產(chǎn)品的精度。 ② 在撞擊過程中，可以控制更 多的能量得到吸收，從而增強(qiáng)耐磨性能。 ③ 減少設(shè)計(jì)邊角料，并將廢料回收進(jìn)行后續(xù)沖壓成形，從而節(jié)約了材料。 ④ 減少零件裝配數(shù)量，從而簡(jiǎn)化流程。 ⑤ 縮短工模具處理和安裝過程。 ⑥ 降低人員和產(chǎn)品的成本。 ⑦ 對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者而言拓寬了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性。 由于拼焊板相對(duì)于單個(gè)鋼板具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此自 20世紀(jì) 80年代以來在汽車覆蓋件上得到了廣泛的應(yīng)用，圖 給出了 拼焊板在 汽車覆蓋件上的應(yīng)用。 50 圖 2. 拼焊板的沖壓性能分析及相應(yīng)對(duì)策 雖然拼焊板的應(yīng)用具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是拼焊板在車身設(shè)計(jì)中 的應(yīng)用仍然帶來了許多新的沖壓成形方面的挑戰(zhàn)。其中，沖壓成形性能的下降以及焊縫位置的移動(dòng)是需要面臨的主要問題。兩者相較，焊縫移動(dòng)對(duì)拼焊板成形性的影響更大。因此，控制焊縫移動(dòng)，可以抑制較薄 /弱側(cè)金屬的局部塑性變形，增加厚 /強(qiáng)側(cè)金屬流入凹模中的比例，從而提高拼焊板的沖壓成形性，控制焊縫移動(dòng)的方法通常有以下幾種： ① 改變模具壓邊力法 如圖 ，可以采用臺(tái)階式和組合式壓料圈，既可 以避免法蘭面起皺，又可以靈活調(diào)整邊緣壓邊力以抑制焊縫位移。 51 圖 ② 布置拉延筋法 通過布置拉延筋來達(dá)到調(diào)整 拼焊板沖壓成形過程中的強(qiáng)側(cè)和弱側(cè)材料流動(dòng)，從而達(dá)到控制焊縫位移的目的。 ③ 夾持焊縫法 夾持焊縫法主要是指采用附加的設(shè)備直接對(duì)拼焊板焊縫施加作用力以控制焊縫位移的方法。主要有墊片夾緊法和液壓夾緊法兩種，前者是在下模上使用墊片與對(duì)應(yīng)的凸模 前者在下模上使用墊片與對(duì)應(yīng)的凸模部分實(shí)施夾緊的方法， 該方法需要焊縫在沖壓過程中位于最高點(diǎn)。而后者則采用在凸凹模上分別安裝液壓缸以夾緊焊縫的方法。（ 見圖 ） 允許焊縫處于零件曲率的任何位置 ,不必局 限 于凸模的頂點(diǎn) ,具有更廣的適用性， 該方法可以有效地抑制拼焊板成形過程中開裂的發(fā)生 ,并且使得薄板和厚板的變形更加均勻， 另外 ,對(duì)焊縫移動(dòng)的抑制還可以確保在最終成形零件上各種特定性質(zhì)材料的位置。 52 圖 2． 7． 2復(fù)合板的 沖壓工藝設(shè)計(jì) 復(fù)合板材由于具有重量輕、強(qiáng)度高、傳熱均勻和美觀等多種優(yōu)點(diǎn)，目前在國外的汽車制造業(yè)中已被廣泛使用。然而，由于對(duì)這類新型的復(fù)合材料的成形性能、抗破裂成形極限、抗起皺及回彈等性能、定型性能和剪切性能還研究的不夠充分 ，故沖壓加工工藝方案的制定，模具結(jié)構(gòu)形式和模具參數(shù)的確定，熱處理工藝規(guī)范，甚至生產(chǎn)中的操作方式的決定都是較一般材料困難。生產(chǎn)中，往往只能靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。 1． 當(dāng)復(fù)合板易開裂時(shí)，需增加退火工藝。 2． 當(dāng)深拉延時(shí)，可以采用加潤滑劑的方法。 3． 對(duì)于沖裁模，為減小毛刺，可以采用小間隙，圓角凹 53 模沖裁。 4． 對(duì)于復(fù)合板材而言，板材的總體厚度不能用來作為確定沖壓加工工藝方案的參數(shù)依據(jù)。 5． 當(dāng)組成復(fù)合板材的兩種材料性能相差很遠(yuǎn)時(shí)，強(qiáng)度高、塑性差的材料常起主導(dǎo)地位。 6． 當(dāng)組成復(fù)合板材的兩種材料熱處理退火溫度相差很遠(yuǎn)時(shí)，很難用退火的方法來軟 化材料，提高其塑性，必要時(shí)可以提高其退火溫度。 7． 實(shí)踐證明要特別注意復(fù)合板材沖壓加工的操作方式，即注意復(fù)合板材的送料面，它不僅影響沖裁質(zhì)量，而且對(duì)彎曲、拉延等成形質(zhì)量也有很大的影響。 2． 7． 2 鋁合金 板的 沖壓工藝設(shè)計(jì) 1． 鋁合金板的優(yōu)點(diǎn) 及其在汽車覆蓋件上的應(yīng)用 從 80 年代末，世界上歐、美、日等很多汽車生產(chǎn)廠家與鋁業(yè)公司合作就加強(qiáng)了對(duì)鋁制汽車車身的研究，并取得了令人鼓舞的成就。 1995 年德國奧迪公司首先開始批量生產(chǎn)鋁制車身，把車身用鋁的研究推向了高潮，鋁合金在整車使用材料中的比例逐年提高。 19901998這 8 年 間，北美汽車工業(yè)的用鋁量增長了 102%， 圖 是一種典型的美國轎車所用材料近幾年變化的情況。 54 ?鋁合金板之所以能在汽車車身上得到廣泛的飛快的應(yīng)用，源于它所具有的鋼板無可比擬的優(yōu)點(diǎn)： ① 它使汽車車身輕量化，節(jié)能降耗，有利于環(huán)保。 ② 它具有良好的回收再利用性。 ③ 鋁合金汽車安全舒適。 ④ 鋁合金板的應(yīng)用減少了整車工序，提高了裝配 效率。 ⑤ 鋁合金板的應(yīng)用提高了燃油效率，加大了汽車的載重能力。 2． 鋁合金板的沖壓性能分析及相應(yīng)對(duì)策 鋁合金板材的局部拉延性不好，容易產(chǎn)生裂紋。如發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板因?yàn)樾螤畋容^復(fù)雜，為了提高其拉延變形性能采用高樓鋁合金，延伸率已超過 30%，但還是比鋼差，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能地保證形狀不突變，讓材料容易流動(dòng)以避免拉裂。尺寸精度不容圖 55 易掌握，回彈難以控制，在形狀設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能采用回彈少的形狀。因?yàn)殇X比鋼軟，在生產(chǎn)和運(yùn)輸中的碰撞和各種粉塵附著等原因使零件表面產(chǎn)生碰傷、劃傷等缺陷，所以要對(duì)模具的清潔、設(shè)備的清潔、環(huán)境的粉塵、 空氣污染等方面采取措施，確保零件的完好。不能象鋼板那樣還采用磁力搬運(yùn)和傳遞，要設(shè)計(jì)新的方案。 3． 汽車覆蓋件典型零件沖壓工藝分析及方案 汽車覆蓋件形狀千差萬別，不同的車型即使處于同一位置、名 稱相同的零件，其形狀也不盡相同，轎車覆蓋件與卡車覆蓋件更是有巨大差別。形狀的差別自然造成了沖壓工藝的不同，因此在這里我們只能“就件論件”，選擇有特點(diǎn)的典型汽車覆蓋件進(jìn)行沖壓工藝分析。 3． 1 頂蓋的沖壓工藝分析及方案 圖 所示是某平頭卡車的頂蓋，該覆蓋件的特點(diǎn)是拉延深度深，最深處達(dá) 190mm。針對(duì)這一特點(diǎn)，為避 免再加大拉延深度，工藝上采用了制件面作為壓料面，而同時(shí)為了保證壓料面過渡光順，在零件拉延深度淺的一側(cè)，又采用了工藝補(bǔ)充，將修邊放在了拉延凸模上。同時(shí)在設(shè)備的選擇上，選取了有利于深拉延的雙動(dòng)拉延。 （圖 ） 3． 2 后圍外板的沖壓工藝分析及方案 圖 所示為卡車的后圍外板，該覆蓋件的特點(diǎn)是形狀平 56 緩，窗口處存在脹形性質(zhì)的反拉延，且用戶要求拉延模寬窄車型共用。針對(duì)以上特點(diǎn)，首先為保證反拉延成功，且為了簡(jiǎn)化模具，盡量不采用工藝切口，決定將制件面作為壓料面，凸模輪廓線盡量靠近窗口。由于 原始產(chǎn)品位置上下兩端高差較大，故拉延時(shí)沖壓方向?yàn)閷⒅萍@基準(zhǔn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn) 5 度獲得，而后序翻邊時(shí)考慮翻邊狀態(tài)，其沖壓方向再將制件轉(zhuǎn)回原始位置。 （圖 ） 3． 3 車門外板的沖壓工藝分析及方案 圖 所示是某越野車的車門外板，該覆蓋件的特點(diǎn)是零件比較平緩，窗口處為反拉延，且深度較大，與前立柱接合處的大倒角形狀需要落料。針對(duì)這一些特點(diǎn)，將制件旋轉(zhuǎn)至窗口放平的狀態(tài)進(jìn)行沖壓，采用拉延檻加大壓料力，使板料充分變形，防止修邊后回彈，窗口處為保證進(jìn)料，拉延時(shí)采取了工藝切口，為節(jié)省模具，將落料 與拉延復(fù)合。 （圖 ） 3． 4 長頭車前圍外板的沖壓工藝分析及方案 圖 所示是某長頭卡車的前圍外板，該覆蓋件的特點(diǎn)是零件起伏大，基本斷面為“ L”型，拉延深度大。針對(duì)這一特點(diǎn)，將制件旋轉(zhuǎn)至無拉延負(fù)角狀態(tài)，壓料面也設(shè)計(jì)為“ L”型，將修邊放在了拉延凸模上。同時(shí)在設(shè)備的選擇上，選取了有利于深拉延的雙動(dòng)拉延。 57 （圖 ） 3． 5 油底殼的沖壓工藝分析及方案 油底殼雖然不是大型的汽車覆蓋件，但由于其產(chǎn)品深度大，形狀公差要求嚴(yán)，所以往往是工藝難點(diǎn)。圖 所示是某越野車的油底殼，該覆蓋件的特點(diǎn)是拉延深度大，拉延高差大，為防止漏油，產(chǎn)品法蘭面平面度要求高。針對(duì)這一特點(diǎn)，工藝上采用了兩次拉延，為保證第一次拉延角部不破裂，工藝上采取了拉延前落料的工藝。對(duì)于法蘭面，拉延后由于進(jìn)料大，所以不能保證產(chǎn)品要求的平面度，故在翻邊壓筋工序上增加了校平工藝。由于法蘭邊上的筋和孔距離較近，為保證孔變形，所以單獨(dú)沖法蘭邊孔。 （圖 ）