【正文】 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，一般由一個方向運動來完成翻邊是不可能的，而是 由兩個或兩個以上不同的運動方向的翻邊鑲件進行翻邊，就需要考慮不同方向運動的凹模鑲件的交接問題。 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進行設(shè)計。 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。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)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 18 劃痕，加快鑲件的磨損。 2）在進行凸、凹模刃口的分塊時，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)合面互相錯開 510mm。 鑲件的分塊 鑲塊分塊原則： 1）小圓弧部分單獨作為一塊，結(jié)合面距切點 510mm。 在曲面上進行翻邊時，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)流動的越多翻邊質(zhì)量越好，翻邊成形時，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。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，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。 在平面上進行曲線翻邊，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)流動的越多，翻邊質(zhì)量越好。根據(jù)翻邊輪廓變化的大小，可以采取在修邊工序中修出幾個缺口或不同方向的翻邊凹模鑲件先后進行翻邊等方式來提高翻邊質(zhì)量。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行翻邊工作時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。下面是對該翻邊覆蓋件進行的受力分析 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)計要求。 圖 33 正向斜楔機構(gòu) 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 16 正向 斜楔機構(gòu)的計算 向下傾斜運動的斜楔，滑塊運動方向與水平線間的夾角為 90ο ，正向傾斜斜楔機構(gòu)的斜楔與滑塊的受力圖如圖所示。 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 Ft=8000N，α =45ο ，求得 Ft= Fp=6000N， F=F/tanα =6000/tan45ο =8000N 該壓力等同于壓力機 Ft克服凸塊自身重力推動分離凸塊到達工 作位置符合要求 根據(jù)翻邊模實驗測得，板與內(nèi)板沿周邊壓實，所需線大約為 120kg/cm，而發(fā)動機罩翻邊僅需將其外延向內(nèi)腔翻折 150ο 左右，大約為 70kg/cm。 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 15 圖 32 水平斜楔機構(gòu) 此水平斜楔機構(gòu)用于該翻邊覆蓋件凸模擴張機構(gòu)。而斜楔滑塊復(fù)位機構(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。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。 斜楔受力分析 設(shè)計斜楔模時，設(shè)備的壓力、模具的強度和剛度、斜楔機構(gòu)復(fù)位彈簧力等的確定，都必須以斜楔機構(gòu)的受力分析為基礎(chǔ)。隨后上模面在壓力機的帶動下上行，在彈簧的作用下斜 楔復(fù)位，凸模擴張機構(gòu)開始收縮復(fù)位。上模繼續(xù)下行，斜楔在滑塊的帶動下，完成最后 15mm 的行程的前端翻邊，同時其他三面也完成三面垂直翻邊。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凸模擴張機構(gòu)開始運動，當(dāng)滑塊行程達到 30mm 時，擴張機構(gòu)結(jié)束，此時凸模鑲塊達到翻邊工作位置。本次設(shè)計的斜楔機構(gòu)斜楔傾角α =55ο ， 滑塊傾角β =60ο ， 滑塊移動方向角 γ =65ο ，行程 S=15mm。則 B點即為斜楔與滑塊開始接觸點。 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 和滑塊移動方向角 γ。 反映斜楔與滑塊之間運動關(guān)系的圖稱為斜楔圖，它是設(shè)計斜楔機構(gòu)的必須基礎(chǔ)。 一般來說，根據(jù)滑塊的運動方向可將斜楔機構(gòu)分為三種。 圖 2 為斜楔機構(gòu)的運動示意圖。 斜楔機構(gòu)與斜楔圖 如圖 1 示，這是一種常見的斜楔機構(gòu)，它主要由斜楔傳動器（簡稱斜楔） 斜楔滑塊（簡稱滑塊） 防磨板 復(fù)位組件（ 11）等組成。而當(dāng)制件的加工方向必須是水平或傾斜方向時，就需要采用通過斜楔機構(gòu)把滑塊的垂直運動改變成模具工作部件的水平方向或傾斜方向的運動的斜楔模 。由于此模具采用斜楔機構(gòu)，故在保證型面尺寸小于臺面尺寸的前提下，壓力機完全滿足沖邊力的大小。 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 12 圖 215 頂出裝置 設(shè)備的選擇 選擇翻邊沖壓設(shè)備時，首先選擇設(shè)備的臺面尺寸。 在斜楔模中常用的退件機構(gòu)有： 用氣缸直接退件器； 退 件器與活動定位裝置連接在氣缸上，頂出制件； 退件器固定在活動定位裝置上，退出制件； 使用雙斜楔進行退件。當(dāng)制件厚度較小時 ，還需要在凸模上增加頂出機構(gòu)。 本次設(shè)計中的導(dǎo)向方式選擇 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。當(dāng)修邊件不太大時，側(cè)向力較小時，可選 用兩個或四個導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。 由于導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向方式所能承受的側(cè)向力有限，只在側(cè)向力較小的零件和工序中采用汽車覆蓋件沖模中還經(jīng)常采用導(dǎo)板導(dǎo)向、導(dǎo)塊導(dǎo)向、背靠塊導(dǎo)向及組合導(dǎo)向等導(dǎo)向方式。 根據(jù)加工內(nèi)容的不同，模具對導(dǎo)向精度和導(dǎo)向剛度的要求也不同，模具的導(dǎo)向形式也不同。 圖 213 翻邊壓料 翻邊模的導(dǎo)向 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 11 導(dǎo)向零件是汽車覆蓋件沖模的重要零件，對模具的精度、覆蓋件的精度、模具的壽命都有很大影響。 考慮壓料的穩(wěn)定性和降低成本，壓料的壓料部分一般靠近翻邊輪廓部位和中間的幾條壓料帶，而不是整個修邊件上壓料。 針對此原則，考慮到車型本身以及模具結(jié)構(gòu)，故選用修邊件水平放置，修邊件開口朝下，靠型面初定位，然后用壓料板將翻邊件壓緊在凸模上的方式來定位。在斜楔翻邊模中，通常使用修邊件的內(nèi)側(cè)壁初定位，然后靠壓料板將修邊件壓緊在翻邊凸模上，再進行翻邊。對于水平或傾斜方向的翻邊，修邊件通常是開口朝下放在翻邊模上，這樣可以在翻邊模上很容易布置斜楔機構(gòu)。翻邊機構(gòu)的擴張行程以能夠取出翻邊件為準(zhǔn)，這種機構(gòu)稱為翻邊凸模的擴張機構(gòu)，俗稱翻邊凸模開花機構(gòu)。在壓 力機滑塊行程向下翻邊以前，利用斜楔的作用將縮著的翻邊凸模擴張成翻邊狀態(tài)后即停止工作，在壓力機滑塊繼續(xù)向下時翻邊凹模開始翻邊。 翻邊模具 結(jié)構(gòu)設(shè)計 首先必須確定發(fā)動機罩翻邊時的工作狀態(tài)以及翻邊后如何方便取出，考慮到內(nèi)支撐塊工作時將受到機罩翻邊工作狀態(tài)的影響和翻邊發(fā)動機罩自翻邊總成油缸的巨大推力，我們設(shè)計了可自鎖的開花機構(gòu)。因此應(yīng)使凸模尺寸于相應(yīng)的 零件尺寸相等；（ 2）凹模曲率半徑盡管于零件形狀無關(guān)，但對坯料的變形有一定的影響；模具應(yīng) 保證一定的剛度，以防止模具間出現(xiàn)間隙（ 3）模具設(shè)計的過程中也應(yīng)注意沖壓方向。對于不對稱的零件，應(yīng)使成形后的零件在模具中的位置保證兩邊直線部分與凸模軸線所成的角度相同，如 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 9 果不相同，則可能出現(xiàn)側(cè)變力。同時應(yīng)使凹模與模座之間固定可靠以保證間隙不變；（ 3）當(dāng)凹模曲率半徑大于凸模曲率半徑時，可有效地降低圓弧部分切向應(yīng)變的數(shù)值； (4)要注意沖壓方向。其應(yīng)變分布及大小決定于工件的形狀。實驗表明，隨著翻邊系數(shù)的減小，曲率半徑 ? 及角度 ? 增大，此時需對 坯料進行修正。? 60 186。時，可按圓孔翻邊確定坯料尺寸。其翻邊系數(shù)可由下式確定 K′ =Rr 中的符號見圖 210。當(dāng)翻邊輪廓曲線變?yōu)橹本€時，就成為彎曲變形。發(fā)動機罩的沖壓成型面在外延實施翻邊的過程中不允許有任何變形機損傷。同時，根據(jù)車身裝配工藝技術(shù)要求，在彎角處要安裝一些小零件，要求彎角處要做的基本平滑，盡量避免褶皺。這樣 才能保證發(fā)動機罩裝車時能夠均與貼合。從圖中看，有三條相接的外延翻邊必須翻折。 圖 26 轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵕€ 將 得到的工件 修整，得到工件造型， 與實際工件的比列為 1： 10 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 7 圖 27 工件圖 2. 2 翻邊工藝分析 圖 28 翻邊工藝設(shè)定 該工件采用 3面垂直翻邊