覆蓋件沖壓成形工藝設(shè)計

1、覆蓋件沖壓成形工藝設(shè)計收藏此信息 打印該信息 添加：用戶投稿 來源：未知  覆蓋件的沖壓工藝包括拉深、修邊、翻邊等多道工序，確定沖壓方向應(yīng)從拉深工序開始，然后制定以后各工序的沖壓方向。應(yīng)盡量將各工序的沖壓方向設(shè)計成一致，這樣可使覆蓋件在流水線生產(chǎn)過程中不需要進行翻轉(zhuǎn)，便于流水線作業(yè)，減輕操作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，也有利于模具制造。     有些左右對稱且輪廓尺寸不大的覆蓋件，采取左右件整體沖壓的方法對成形更有利。     1.  拉深方向的確定     拉深方向的確定，不但決定

2、了能否拉深出滿意的覆蓋件，而且影響到工藝補充部分的多少，以及后續(xù)工序的方案。     拉深方向的確定原則是：覆蓋件本身有對稱面的，其拉深方向是以垂直于對稱面的軸進行旋轉(zhuǎn)來確定的；不對稱的覆蓋件是繞汽車位置相互垂直的兩個坐標面進行旋轉(zhuǎn)來確定拉深方向的。前者平行于對稱面的坐標線是不改變的，后者的拉深方向確定后其投影關(guān)系改變較大。經(jīng)過確定拉深方向后，其坐標相互關(guān)系完全不改變的拉深方向稱為處于汽車位置，其坐標關(guān)系有改變的拉深方向稱為處于非汽車位置。此外，確定拉深方向必須考慮以下幾方面的問題   （1）  保證凸模與凹模的工作面的所有部位能夠接

3、觸     為保證能將制件一次拉成，不應(yīng)有凸模接觸不到的死角或死區(qū)，要保證凸模與凹模的工作面的所有部位都能夠接觸。這類問題主要在局部形狀成凹形或有反拉深的某些覆蓋件成形時容易出現(xiàn)，此時覆蓋件本身的凹形和反拉深的要求決定了拉深方向。圖 所示為覆蓋件的凹形決定了拉深方向的示意圖，圖6.2.1a所示的拉深方向表明凸模不能進入凹模拉深,圖所示為同一覆蓋件經(jīng)旋轉(zhuǎn)一定角度后所確定的拉深方向使凸模能夠進入凹模拉深。圖所示為覆蓋件的反拉深決定了拉深方向的示意圖。     但有時滿足上述要求時，還會出現(xiàn)其它問題，如凸模開始拉深時與材料接觸面積小，或過多

4、地增加了工藝補充部分而使材料的消耗增加。這時應(yīng)從整個形狀的拉深條件考慮，可先將覆蓋件凹形或反拉深部分給予恰當(dāng)?shù)母淖?，在拉深以后的適當(dāng)工序中再整回來，使之符合覆蓋件圖和主模型的要求。 a)                              b) 圖 凹型決定拉深方向示意圖 a) 凸模不能進入凹模 b) 旋轉(zhuǎn)一角度

5、后凸模能進入凹模 圖 反拉深決定拉深方向的示意圖     (2)  凸模開始拉深時與拉深毛坯的接觸狀態(tài)     開始拉深時凸模與拉深毛坯的接觸面積要大，接觸面應(yīng)盡量靠近沖模中心。圖 所示為凸模開始拉深時與拉深毛坯的接觸狀態(tài)示意圖。圖6.2.3a所示左圖由于接觸面積小，接觸面與水平面夾角 大，接觸部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂。所以凸模頂部最好是平的，并成水平面?？梢酝ㄟ^改變拉深方向或壓料面形狀等方法增大接觸面積。圖所示左圖由于開始接觸部位偏離沖模中心，在拉深過程中毛坯兩側(cè)的材料不能均勻拉入凹模，且由于毛坯可能經(jīng)凸模頂部竄動使凸模

6、頂部磨損快并影響覆蓋件表面質(zhì)量。圖6.2.3c所示左圖由于開始接觸的點既集中又少，在拉深過程中毛坯可能經(jīng)凸模頂部竄動而影響覆蓋件表面質(zhì)量。同樣可以通過改變拉深方向或壓料面形狀等方法增大接觸面積。圖由于形狀上有的側(cè)壁要求決定了拉深方向不能改變，只有使壓料面形狀為傾斜面，使兩個地方同時接觸。     a)                    b)   

7、0;            c)             d) 圖 凸模開始拉深時與拉深毛坯的接觸狀態(tài)示意圖     還應(yīng)指出，拉深凹模里的凸包形狀必須低于壓料面形狀，否則在壓邊圈還未壓住壓料面時凸模會先與凹模里的凸包接觸，毛坯因處于自由狀態(tài)而引起彎曲變形，致使拉深件的內(nèi)部形成大皺紋甚至材料重疊。     (3)  壓料面各部位

8、進料阻力要均勻     壓料面各部位的進料阻力不一樣，在拉深過程中毛坯有可能經(jīng)凸模頂部竄動影響表面質(zhì)量，嚴重的會產(chǎn)生拉裂和起皺。如同 所示為微型雙排座汽車立柱的上段，若將拉深方向旋轉(zhuǎn)6度，使壓料面兩端一樣高，則進料阻力均勻，凸模開始拉深時與拉深毛坯的接觸部位接近中心，拉深成形好。要使壓料面各部位的進料阻力均勻，除了通過設(shè)計合理的壓料面形狀和拉深筋等措施外，拉延深度要均勻是主要條件。此外，還要使凸模對應(yīng)兩側(cè)的材料的拉入角盡量相等。 圖 微型雙排座汽車立柱的上段的拉深方向     2.  修邊方向的確定及其修邊形式  

9、   (1) 修邊方向的確定     所謂修邊就是將拉深件修邊線以外的部分切掉。理想的修邊方向，是修邊刃口的運動方向和修邊表面垂直。如果修邊是在拉深件的曲面上，則理想的修邊方向有無數(shù)個，這是在同一工序中不可能實現(xiàn)的。因此，必須允許修邊方向與修邊表面有一個夾角。該夾角的大小一般不應(yīng)小于，如果太小，材料不是被切斷而是被撕開，嚴重的會影響修邊質(zhì)量。     覆蓋件拉深成形后，由于修邊和沖孔位置不同，其修邊和沖孔工序的沖壓方向有可能不同。由于覆蓋件在修邊模中的擺放位置只能是一個，如果采用修邊沖孔復(fù)合工序，沖壓方向

10、在同一工序中可能有兩個或兩個以上。    （2） 修邊形式     修邊形式可分為垂直修邊、水平修邊和傾斜修邊三種，如圖 所示。 圖 修邊形式示意圖 a) 垂直修邊 b) 水平修邊 c) 傾斜修邊     當(dāng)修邊線上任意點的切線與水平面的夾角 小于30度時，采用垂直修邊。由于垂直修邊模結(jié)構(gòu)最為簡單，所以在進行工藝設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。當(dāng)影響修邊的因素處于良好狀態(tài)時，角可以擴大到 。     拉深件的修邊位置在側(cè)壁上時，由于側(cè)壁與水平面的夾角較大，為了接近理想的沖裁條件，故采用水平

11、修邊。水平修邊模的結(jié)構(gòu)設(shè)有改變壓力機滑塊運動方向的機構(gòu)，所以模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。     由于修邊形狀的限制，修邊方向需要傾斜一定的角度，這時只好采用傾斜修邊。由于傾斜修邊模的結(jié)構(gòu)也設(shè)有改變壓力機滑塊運動方向的機構(gòu)，所以模具的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。     3.  翻邊方向的確定及其翻邊形式    （1）翻邊方向的確定     翻邊工序?qū)τ谝话愕母采w件來說是沖壓工序的最后成形工序，翻邊質(zhì)量的好壞和翻邊位置的準確度，直接影響整個汽車車身的裝配質(zhì)量。合理的翻邊方向應(yīng)滿足下列兩

12、個條件：（1）翻邊凹模的運動方向和翻邊凸緣、立邊相一致（2）翻邊凹模的運動方向和翻邊基面垂直，或與各翻邊基面的夾角相等。     （2） 翻邊形式     按翻邊凹模的運動方向，翻邊形式可分為垂直翻邊、水平翻邊和傾斜翻邊三種，如圖 所示。圖6.2.6a、b為垂直翻邊；圖、e為水平翻邊；圖6.2.6c為傾斜翻邊。 圖 各種典型的覆蓋件翻邊   拉深工序的工藝處理    拉深件的工藝處理包括確定壓料面形狀、工藝補充、翻邊的展開、沖工藝孔和工藝切口等內(nèi)容，是針對拉深工藝的要求對覆蓋件進行的工

13、藝處理措施。     1.  壓料面形狀的確定     壓料面是工藝補充部分組成的一個重要部分，即凹模圓角半徑以外的部分。壓料面的形狀不但要保證壓料面上的材料不皺，而且應(yīng)盡量造成凸模下的材料能下凹以降低拉延深度，更重要的是要保證拉入凹模里的材料不皺不裂。因此，壓料面形狀應(yīng)由平面、圓柱面、雙曲面等可展面組成。     壓料面有兩種：一種是壓料面就是覆蓋件本身的一部分；另一種是由工藝補充部分補充而成。壓料面就是覆蓋件本身的一部分時，由于形狀是既定的，為了便于拉深，雖然其形狀能做局部修改，但必須在以后

14、的工序中進行整形以達到覆蓋件凸緣面的要求。若壓料面是由工藝補充部分補充而成，則要在拉深后切除。     確定壓料面形狀必須考慮以下幾點：    （1） 降低拉深深度     降低拉延深度，有利于防皺防裂。如果壓料面就是覆蓋件本身的一部分時，不存在降低拉延深度的問題。如果壓料面是由工藝補充部分補充而成，必要時就要考慮降低拉延深度的問題。圖 所示是降低拉延深度的示意圖，圖6.2.7a是未考慮降低拉延深度的壓料面形狀，圖是考慮降低拉延深度的壓料面形狀，圖中斜面與水平面的夾角 稱為壓料面的傾角。對于斜面和曲面壓料

15、面，壓料面傾角 一般不應(yīng)大于 ；對于雙曲面壓料面，壓料面傾角 應(yīng)小于 。 時是平的壓料面，壓料效果最好，但很少有全部壓料面全是平的覆蓋件，且此時拉延深度最大，容易拉皺和拉裂。壓料面傾角太大，也容易拉皺，還會給壓邊圈強度帶來一定的影響。 圖 降低拉延深度的示意圖     （2） 凸模對毛坯一定要有拉伸作用     這是確定壓料面形狀必須充分考慮的一個重要因素。只有使毛坯各部分在拉深過程中處于拉伸狀態(tài)，并能均勻地緊貼凸模，才能避免起皺。有時為了降低拉延深度而確定的壓料面形狀，有可能犧牲了凸模對毛坯的拉伸作用，這樣的壓料面形狀是不

16、能采用。只有當(dāng)壓料面的展開長度小于凸模表面的展開長度時，凸模才對毛坯產(chǎn)生拉伸作用。如圖 6.2.8a所示，只有壓料面的展開長度 小于凸模表面的展開長度 時才能產(chǎn)生拉伸作用。     有些拉深件雖然壓料面的展開長度比凸模表面的展開長度短，可是并不一定能保證最后不起皺。這是因為從凸模開始接觸毛坯到下死點的拉深過程中，在每一瞬間位置的壓料面展開長度比凸模表面的展開長度有長、有短，短則凸模使毛坯產(chǎn)生拉伸作用，長則因拉伸作用減小甚至無拉伸作用導(dǎo)致起皺。若拉深過程中形成的皺紋淺而少，再繼續(xù)拉深時則有可能消除，最后拉深出滿意的拉深件來；若拉深過程中形成的皺紋多或深，再繼續(xù)拉深時

17、也無法消除，最后留在拉深件上。如圖 b所示的壓料面形狀，雖然壓料面的展開長度比凸模表面的展開長度短，可是壓料面夾角 比凸模表面夾角 小，因此在拉深過程中的幾個瞬間位置因“多料”產(chǎn)生了起皺。所以在確定壓料面形狀時，還要注意使 。 a) b) 圖 凸模對毛坯產(chǎn)生拉伸作用的條件     2.  工藝補充    為了實現(xiàn)覆蓋件的拉深，需要將覆蓋件的孔、開口、壓料面等結(jié)構(gòu)根據(jù)拉深工序的要求進行工藝處理，這樣的處理稱為工藝補充。     工藝補充是拉深件不可缺少的部分，工藝補充部分在拉深完成后要將其修切掉，

18、過多的工藝補充將增加材料的消耗。因此，應(yīng)在滿足拉深條件下，盡量減少工藝補充部分，以提高材料的利用率。 圖 可能采用的幾種工藝補充部分     修邊線在壓料面上，垂直修邊 b) 修邊線在拉深件底面上，垂直修邊c) 修邊線在拉深件翻邊展開斜面上，垂直修邊 d) 修邊線在拉深件斜面上，垂直修邊e) 修邊線在拉深件側(cè)壁上，水平修邊或傾斜修邊     圖 是根據(jù)修邊位置的不同可能采用的幾種工藝補充部分。     修邊線在壓料面上、垂直修邊時，如圖 6.2.9a所示，為了在修磨拉深筋、槽時不影響到修邊線，修邊線距拉深筋的距離

19、應(yīng)有一定數(shù)值。一般取 =1525，拉深筋寬時取大值，窄時取小值。     修邊線在拉深件底面上、垂直修邊時，如圖 b所示，修邊線距凸模圓角半徑的距離 應(yīng)保證不因凸模圓角半徑的磨損影響到修邊線，一般取 = 35。 = 310，拉延深度淺時取小值，深時取大值。如凹模圓角半徑 是工藝補充的組成部分，一般取 = 610。以外的壓料面部分可按一根 拉深筋或一根半拉深筋確定。     修邊線在拉深件翻邊展開斜面上、垂直修邊時，如圖 6.2.9c所示，修邊線距凸模圓角半徑的距離和 圖中的值相似。修邊方向與修邊表面的夾角不應(yīng)小于，因 角過小時，在采用

20、垂直修邊時，會使切面過尖，且刃口變鈍后修邊處容易產(chǎn)生毛刺。     修邊線在拉深件斜面上、垂直修邊時，如圖 d所示，因修邊線距凸模圓角半徑 的距離 是變化的，一般只控制幾個最小尺寸。 為了從拉深模中取出拉深件和放入修邊模定位方便，拉深件的側(cè)壁 C的側(cè)壁斜度一般取 ?？紤]拉深件定位穩(wěn)定、可靠和根據(jù)壓料面形狀的需要，一般取 C= 1020。     水平修邊或傾斜修邊主要應(yīng)用在修邊線在拉深件的側(cè)壁上時，如圖 e。當(dāng)側(cè)壁與水平面的夾角接近或等于直角時，采用水平修邊。而側(cè)壁與水平面的夾角較大時，特別是側(cè)壁與水平面的夾角在 左右時，則采用傾斜修

21、邊。此時，因修邊線距凹模圓角半徑 的距離是變化的，一般只控制幾個最小尺寸。 由于修邊模要采用改變壓力機滑塊運動方向的機構(gòu)，為了考慮修邊模的凹模強度，修邊線距 凹模圓角半徑 的距離應(yīng)盡量大，一般取 >25。      3.  工藝孔和工藝切口     在制件上壓出深度較大的局部突起或鼓包，有時靠從外部流入材料已很困難，繼續(xù)拉深將產(chǎn)生破裂。這時，可考慮采用沖工藝孔或工藝切口，以從變形區(qū)內(nèi)部得到材料補充。如圖 所示為車門內(nèi)板窗口反拉深的一個工藝切口示意圖。     工藝孔或工藝切口的位置、大小和形狀，應(yīng)保證不因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生徑向裂口，又不能因拉應(yīng)力過小而形成皺紋，缺陷不能波及覆蓋件表面。工藝孔或工藝切口必須設(shè)在拉應(yīng)力最大的拐角處，因此沖工藝孔或工藝切口的位置、大小、形狀和時間應(yīng)在調(diào)整拉深模時現(xiàn)場試驗確定。由