【正文】 圖46 拉深凸模實(shí)體圖拉深工序作為整個(gè)成形過程中最重要的工序，凸、凹模的制造也是至關(guān)重要，這里選材仍是選用高鉻工具鋼Cr12，熱處理工藝與落料凸、凹模相同。 凸模固定板設(shè)計(jì)拉深凸模固定的方式有很多，可以用螺紋連接，但是為了簡化工藝，這里在凸模上小設(shè)一個(gè)凸緣臺(tái)階，然后再在固定板上加工出相應(yīng)的凸緣尺寸，利用臺(tái)階來固定凸模[18]。凸模固定板的三維設(shè)計(jì)圖如圖47所示。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]。在拉深結(jié)束之后，為防止零件陷在凹模中，必須采用推料裝置，將零件推下去。 汽車車門內(nèi)板拉深?？傃b圖汽車車門內(nèi)板拉深?？傃b圖如圖48所示，11為拉深凹模，拉深深度為80mm，9為反拉深凸模，拉深深度為10mm，工序較簡單，僅一次豎直拉深即可成形，成形后零件示意圖如圖41所示。 圖48 汽車車門內(nèi)板拉深模總裝圖 9反拉深凸模 第五章 汽車車門內(nèi)板沖孔模的設(shè)計(jì) 理論計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 沖裁力的計(jì)算根據(jù)公式（34）可知沖裁力F沖=LtRm，其中材料厚度為1mm，抗拉強(qiáng)度為310MPa，沖裁件周邊長度稍復(fù)雜。車門內(nèi)板在拉深結(jié)束后還有4處需要沖孔，如圖51所示沖孔示意圖，詳細(xì)尺寸參見圖23。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。其最大封閉高度為380mm，封閉高度調(diào)節(jié)量為100mm，墊板厚度100mm。 汽車車門內(nèi)板沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)及其固定 凸模的設(shè)計(jì)在沖孔工序中，凸模的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，通過之前的分析，可見車門內(nèi)板所沖的4個(gè)孔尺寸相對(duì)較大，壓力也就較小，對(duì)模具的損壞較小，同時(shí)水平距離也不是很遠(yuǎn)，所以其工藝難度較低[20]。 落料模凸、凹模的尺寸計(jì)算中，我們已經(jīng)知道，沖孔凸、凹模的尺寸計(jì)算中，沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。在CAD中，可以很快的繪制出凸模的三維實(shí)體圖，如圖52所示。圖52 沖孔凸模實(shí)體圖 凹模的設(shè)計(jì)凹模的設(shè)計(jì)也相對(duì)簡單，與拉深模類似，在此主要起到零件的定位和承載零件的作用，所以無需其它定位零件，在CAD三維操作環(huán)境下，將之前的拉深凸模和沖孔凸模應(yīng)用差集工具即可很快得到?jīng)_孔凹模實(shí)體圖，如圖53所示。圖53 沖孔凹模實(shí)體圖 凸、凹模的公差確定沖孔凸、凹模公差計(jì)算方法與落料工序一樣，計(jì)算公式見表35。，如下：2cmin= 2cmax= 則 2cmax 2cmin= 而沖裁凸、凹模的極限偏差可通過查表得到，凸模偏差δ凸 = 凹模偏差δ凹 = +則 |δ凸|+|δ凹|= ＞ 2cmax 2cmin查表得磨損系數(shù)x= 1如之前分析的，這里必須以沖孔凸模的公差為準(zhǔn)，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。 凸、凹模的固定凸模固定板的設(shè)計(jì)主要要起到固定沖孔凸模的作用，這里采用機(jī)械固定，如圖54所示，留有臺(tái)階，同時(shí)之前沖孔凸模的設(shè)計(jì)以突顯這一點(diǎn)。沖孔凸模固定板尺寸如圖55所示。 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。 汽車車門內(nèi)板沖孔?？傃b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。沖孔結(jié)束后的零件即最終成形件如圖21所示。1 2 3 4 5 6 715 14 1389101112圖55 汽車車門內(nèi)板沖孔模總裝圖1．上模座 汽車車門內(nèi)板沖孔凸、凹模的熱處理工藝沖孔凸、凹模的選材及熱處理，參見表37所示，由于該工序比較簡單，零件的尺寸精度也不高，為降低成本，這里選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T10A代替Cr12，保證整體足夠的硬度。查表可得T10A鋼的Ac1=730℃，Acm=800℃，Ar1=700℃。沖孔凸模熱處理：淬火加熱溫度為800℃，箱式爐加熱。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?；鼗饻囟葹?60180℃，保溫2h，主要為降低淬火應(yīng)力，減少殘余奧氏體，提高模具使用壽命。熱處理后，硬度為6062HRC。沖孔凹模熱處理：將凹模的孔用石棉繩或耐火泥堵住，放入鹽浴爐中加熱。淬火加熱溫度為810℃，保溫時(shí)間按60s/mm計(jì)算。采用雙介質(zhì)淬火法，即將保溫后的凹模放入10%NaOH水溶液中，停留2025s后迅速轉(zhuǎn)入油中冷卻，這里主要是為了控制冷卻速度，即高溫區(qū)快速冷卻（避開奧氏體不穩(wěn)定區(qū)），低溫區(qū)緩慢冷卻，避免因冷速過快而開裂。回火采用低溫回火，保留足夠的硬度，回火溫度160180℃，保溫2h，取出工件并檢驗(yàn)。淬火加熱用的鹽浴成分查表可得：60%BaCl2，20%NaCl，20%NaCN。結(jié) 論汽車覆蓋件的成形受很多因素影響，其沖壓過程中坯料的塑性變形也較為復(fù)雜，為了使其滿足成形質(zhì)量要求，需要在沖壓成形過程中進(jìn)行變形趨向控制。本文在完成對(duì)汽車車門內(nèi)板的沖壓成形及模具設(shè)計(jì)后，歸納總結(jié)出覆蓋件成形控制措施，主要有以下幾個(gè)方面：(1) 合理設(shè)計(jì)覆蓋件結(jié)構(gòu)及尺寸汽車覆蓋件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免成形困難與變形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，如尖角或小圓角、劇烈變化的輪廓結(jié)構(gòu)、深度變化過大的結(jié)構(gòu)等。必要時(shí)，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。(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(duì)零件的拉深特點(diǎn)及性能充分分析。對(duì)于形狀復(fù)雜不對(duì)稱的零件，某些部位可以分開成形，不一定要設(shè)計(jì)多付模具，可以配合反拉深等，從而簡化工藝。另外，也可以通過改變拉深件的局部成形尺寸，并在修邊與翻邊工序中再進(jìn)行整形或局部成形的方法來提高沖壓成形性能。(3) 合理設(shè)計(jì)模具確定好成形工藝后，模具的設(shè)計(jì)就是重點(diǎn)。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。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)。通過學(xué)習(xí)，了解到在對(duì)汽車車門內(nèi)板的沖壓工藝確定及模具設(shè)計(jì)過程中，工藝的選擇及模具的設(shè)計(jì)要靈活應(yīng)用，優(yōu)化組合，充分考慮實(shí)際應(yīng)用中的各種因素，不僅有產(chǎn)品質(zhì)量，還要考慮生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率，這樣最終才能設(shè)計(jì)出最適合的工藝成形方案。參考文獻(xiàn)[1] 抓好技術(shù)創(chuàng)新 [J].模具工業(yè),2002(8):3[2] 宇野義幸, [J].制造技術(shù)與機(jī)床,2004(5):2931[3] [J].機(jī)械工程師,2006(3):2324[4] UGⅡ 的沖壓模具參數(shù)化裝配設(shè)計(jì)方法 [J].現(xiàn)代制造工程,2005(8):6970[5] 程迎潮,劉罡, [J].上海汽車,2004(5):2628[6] ElstnerRC,。28(1):29–58.[7] [J].模具工業(yè),2003(6):18 21[8] 谷諍巍,[J].模具工業(yè),2003(12):5053[9] [J].現(xiàn)代制造,2006(5):18[10] [J].制造技術(shù)與機(jī)床,2004(5):3739[11] 王孝培，沖壓手冊(cè)(第二版)北京，機(jī)械工業(yè)出版社,1990[12] 王新華. 汽車沖壓技術(shù)[M]. 北京理工大學(xué)出版社，1999.[13] 吳柏杰. 沖壓工藝與模具[M]. 電子工業(yè)出版社，2004.[14] KinnunenS,。RoyalInstituteofTechnology。.[15] 姚興，陳軍，石曉祥，等覆蓋件拉延模工藝補(bǔ)充面及壓料面參數(shù)化設(shè)計(jì)研究［J］模具技術(shù)，2002 （4）：69.[16] 現(xiàn)代模具技術(shù)編委會(huì). 汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)與制造[M]. 北京:國防工業(yè)出版社,1998.[17] 周天瑞. 汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.[18] 鄭金橋, 黃勇, 王義林. 汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 塑性工程學(xué)報(bào), 2003, 10 (6): 913.[19] 鄭暉, 于利凱. 汽車前底板沖壓工藝分析與拉深模設(shè)計(jì)[J]. 鍛壓技術(shù), 2009, 34 (3): 103105.[20] 郭春生, 湯寶俊, 孫繼明. 汽車大型覆蓋件模具[ M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1993.