【正文】 Bull，Japan，Soc of Percy Eng，1984，18（2）:193197 [10]李得群，2005(7):1112 [11]Chakra arty theory of stretch forming over hemispherical punch ,1970(12):315325 [12]Reissue J(ed)，F(xiàn)Esimulation of 3D sheet metal forming processes In automotive industry. Zurich, Switzerland, VDIVerlag ，1991 [13]Wagoner R H Zhou， D Recent advances in3D numerical simulation of sheet forming Plasticity. Beijing, China，1993:17471755 [14]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．北京：國防工業(yè)出版社，1998 [15]:機(jī)械工業(yè)出版社，2004,263264 [16](自然科學(xué)版)，2003, 30(5):2934 [17]李東升，2003, 21(3):3033。值此論文完成之際，謹(jǐn)向毛老師一年來的辛勤培養(yǎng)表示崇高的敬意和衷心的感謝！感謝模具教研室的王麗娟副教授、劉玉忠副教授、馬世博老師的指導(dǎo)和關(guān)懷。毛老師淵博的知識、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度都讓我受益終生。 (2)進(jìn)一步研究軟件功能模塊與CAE的接口，使設(shè)計(jì)結(jié)果在CAE中進(jìn)行模擬后將結(jié)果反饋到工藝設(shè)計(jì)方案中，實(shí)現(xiàn)對工藝設(shè)計(jì)的指導(dǎo)與優(yōu)化，這是未來覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方向。 (1)進(jìn)一步深入研究覆蓋件沖壓成形工藝設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)與理論，解決其他工藝方面的問題，以提高覆蓋件設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量。在以后的研究中這一不足將勢必引領(lǐng)新的技術(shù)革新。CAD/CAE聯(lián)合設(shè)計(jì)的理念勢必會(huì)成為汽車行業(yè)，乃至所有設(shè)計(jì)類行業(yè)的必由之路。結(jié) 論 隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對覆蓋件的設(shè)計(jì)、分析以及加工的要求也越來越高，效率的不斷提高正是當(dāng)代任何行業(yè)所提倡和推崇的，本文結(jié)合一個(gè)實(shí)際例子，介紹了在汽車覆蓋件設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，造型軟件與數(shù)值模擬軟件結(jié)合起來進(jìn)行仿真的先進(jìn)的生產(chǎn)套路，即將數(shù)值模擬軟件集成到三維造型軟件中形成專有模塊，有效的利用了UG等CAD軟件強(qiáng)大的三維造型功能完成覆蓋件數(shù)模的設(shè)計(jì)，隨后在數(shù)值分析模塊中利用Dynaform自帶功能完成覆蓋件模具工藝補(bǔ)充，壓料面等設(shè)計(jì)，并進(jìn)行模擬分析，以驗(yàn)證模具設(shè)計(jì)的合理性。Q壓料力=Ap=（17001060─1477863）=1582047N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==1582047=F1總=P拉延力+Q壓料力+Q頂件力=1916460+1582047+= 總沖壓力計(jì)算F總=F1總=≈326T由《沖壓手冊》查得，可以選用的壓力機(jī)有Y32500型號和Y322000型號的這兩種，由于工件的毛坯尺寸為1700mm1060mm，根據(jù)兩種壓力機(jī)的工作臺尺寸可以選擇本次所需要的壓力機(jī)型號為Y322000，再根據(jù)模具閉合高度及頂出力的大小對所選壓力機(jī)進(jìn)行校核，均滿足要求。計(jì)算得：P拉延力=（1477+863）2450=1916460N 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。 工藝計(jì)算 拉延力的計(jì)算毛坯材料為DC54D+ZF，查表可知：σb大約為450MPa，從選擇設(shè)備的角度考慮，該處取上限值450MPa。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。②模具重量大于6t時(shí)，模具起吊裝置采用插銷結(jié)構(gòu)。 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。（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。由于該覆蓋件為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)板，為汽車覆蓋件，表面質(zhì)量要求很高，且生產(chǎn)方式為大批量流水線生產(chǎn)，所以選用氣動(dòng)頂件裝置頂料。 箱式背靠塊導(dǎo)向型式 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。 對于拉延模來說，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)，不需要導(dǎo)柱之類的導(dǎo)向零件。 壓邊圈的結(jié)構(gòu) 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。剛性壓料圈的特點(diǎn)是，壓料力不隨拉伸的工作行程發(fā)生變化，壓料效果好，模具簡單。 壓邊裝置的選擇壓邊裝置分為兩種類型： （1）剛性壓邊裝置，即在雙動(dòng)液壓機(jī)用的拉伸件。此拉延凹模選用材料為Cr6WV，表面淬火50～55HRC。 凹模材料的選用及技術(shù)要求 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)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)。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。另一種是曲面形狀的，凹模壓料面按壓邊圈設(shè)計(jì)，由于壓邊圈為曲面，因此凹模的壓料面也為曲面，這對制造帶來很大的困難，同時(shí)也增加了制造的費(fèi)用，但是對于汽車覆蓋件來說這是必須的因此選用曲面的壓料面。 凹模的結(jié)構(gòu) 凹模的尺寸設(shè)計(jì)拉延模凹模的主要作用是提供了凹模壓料面、凹模洞口、凹模圓角。本次設(shè)計(jì)采用的是閉口式凹模。此拉延凸模選用材料為Cr6WV，表面淬火50～。 凸模材料的選用及技術(shù)要求由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)板的外形尺寸較大，故而凸模尺寸也較大，通常采用鑄造成形，且為中空式的殼狀結(jié)構(gòu)。為了減少加工量，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。除工藝上的要求外，其輪廓尺寸和深度即為產(chǎn)品圖尺寸。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)板模具結(jié)構(gòu) 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)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，汽車車頂上的裝飾棱線、裝飾筋條、裝飾凹坑、加強(qiáng)筋等局部形狀，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。其次，單動(dòng)壓力機(jī)所用拉延模的壓料圈比較薄，剛性相對弱，亦不能適應(yīng)復(fù)雜深拉延件的成型。 倒裝拉延模的凸模和壓料圈在下，凹模在上，它使用單動(dòng)壓力機(jī)，凸模直接裝在下工作臺上，壓料圈則使用壓力機(jī)下面的頂出缸，通過頂桿獲得所需的壓料力。模具的外廓尺寸和閉合高度必須嚴(yán)格適應(yīng)壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的要求，設(shè)計(jì)時(shí)要慎重決定。正裝拉延模的凸模和壓料圈在上，凹模在下，它使用雙動(dòng)壓力機(jī)，凸模安裝在內(nèi)滑塊上，壓料圈安裝在外滑塊上，成型時(shí)外滑塊首先下行，壓料圈將毛料緊緊壓在凹模面上，然后內(nèi)滑塊下行，凸模將毛料引伸到凹模腔內(nèi)，毛料在凸模、凹模和壓料圈的作用下進(jìn)行大塑性變形。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)。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。 本章小結(jié) 本章首先簡單介紹了Dynaform這一軟件，并以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)板為例，闡述了基于Dynaform環(huán)境下模擬時(shí)容易出現(xiàn)的各種問題，并給予了解決方案。增加拉延肋數(shù)量。 (3)對于局部起皺現(xiàn)象，在試驗(yàn)確定其效果后可在局部增加臺階棱；適當(dāng)加大下料尺寸；增高內(nèi)側(cè)拉延肋的高度等方法解決。適當(dāng)降低壓邊力；適當(dāng)加大凹模圓角；改善凸、凹模兩側(cè)的間隙等方法解決。應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)，一方面能夠在模具制造之前，從理論上論證成形的可行性，減少模具設(shè)計(jì)方案的風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到低成本、短周期進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)制造，另一方面還可以實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)的優(yōu)化，為模具工藝分析和設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。通過加大壓邊力、減輕潤滑效果等措施增加凹模內(nèi)毛坯的附加拉力。 （4）從加工制造上來控制回彈。 （3）從沖壓工藝上來控制回彈。采用屈服極限as低、彈性模數(shù)E和塑性模數(shù)E39。在不影響裝配和使用性能前提下，盡量在立面增加筋槽，適量減小圓角R()，在圓角增加三角形加強(qiáng)筋，這樣既增加了零件的剛性，又可減少回彈；改變截面形狀、盡量避免立面為豎直面；盡量減小外板加強(qiáng)板與外板的貼合面積。其主要現(xiàn)象有角度變化、壁部翹曲、扭曲、棱線翹曲及凸模底部的形狀凍結(jié)等，在此統(tǒng)稱“回彈”現(xiàn)象。防止面畸變的手段就是要控制好面畸變產(chǎn)生區(qū)域在沖壓成形中的貼模過程。 面畸變是指在汽車覆蓋件表面上產(chǎn)生的很微小的局部凹凸(一般認(rèn)為，)。在凹模內(nèi)部產(chǎn)生的起皺有的是由不均勻的拉應(yīng)力引起的，有的是由剪應(yīng)力引起的，往往要通過改變壓料面上的進(jìn)料阻力分布(如改變拉深筋的布置或高度變化等)，以使其皺區(qū)內(nèi)拉應(yīng)力的分布相對均勻，或使起皺區(qū)內(nèi)的剪應(yīng)力減小，從而防止起皺的產(chǎn)生。工序設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)與制造方面，可采取的措施有工