汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計

任課教師：第5章汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計CONTENTS目錄工藝設(shè)計基礎(chǔ)12DL圖3工藝方案工藝設(shè)計0工藝設(shè)計即針對具體覆蓋件的形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)安排成形工序步驟，考慮相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)，選擇材料規(guī)格，并考慮材料利用率及選擇合適的設(shè)備。覆蓋件沖壓工藝設(shè)計的基本原則與用其他加工方法制造其他產(chǎn)品的工藝設(shè)計基本原理是相同的，即技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理。覆蓋件的成形一般由落料（或剪切）、拉延、修邊、翻邊、整形、沖孔、彎曲、脹形、切口等基本工序按需要排列組合而成，典型結(jié)構(gòu)的覆蓋件一般需要4~6道工序。汽車沖壓工藝設(shè)計工藝設(shè)計0圖4-3中第一道工序?yàn)槔庸ば颍诙拦ば驗(yàn)樾捱厸_孔，第三和第四道工序?yàn)榉叀D4-3發(fā)動機(jī)罩外板沖壓工序流程圖工藝設(shè)計0圖4-4所示為某車前排前地板沖壓工序流程，它由4道沖壓成形工序完成：第一道為拉延工序；第二道為切邊、沖孔工序；第三道為沖孔、翻邊工序；第四道為沖孔工序。圖4-4前排前地板沖壓工序流程工藝設(shè)計0圖4-5所示為前風(fēng)窗下橫梁制件簡圖，其4道工序的工作內(nèi)容示意圖如圖4-6所示。圖4-5前風(fēng)窗下橫梁制件簡圖圖4-6前風(fēng)窗下橫梁沖壓工序流程（1）工藝設(shè)計的準(zhǔn)備1）原始材料準(zhǔn)備。工藝設(shè)計前除需準(zhǔn)備常規(guī)設(shè)計的有關(guān)工藝手冊（如沖模設(shè)計手冊、機(jī)械制造工藝手冊、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)……）外，還需要查閱的資料及實(shí)物如覆蓋件圖，主模型或者實(shí)物，生產(chǎn)批量和交貨期，生產(chǎn)線有關(guān)設(shè)備型號、參數(shù)和附屬裝置情況，所收集、整理的類似覆蓋件的成形性能和生產(chǎn)情況，原材料的性能、規(guī)格及材料纖維方向等。工藝設(shè)計基礎(chǔ)12）覆蓋件圖、模型或?qū)嵨锏姆治鲅芯?。首先，?yīng)該了解該覆蓋件的作用、強(qiáng)度、表面質(zhì)量要求及其與相關(guān)零件的裝配關(guān)系等。其次，應(yīng)分析以下問題：①覆蓋件的工藝性。覆蓋件有無成形困難的局部形狀（急劇變化、負(fù)角面等）。在許可的情況下，盡量滿足原設(shè)計要求，但當(dāng)成形有困難或不能保證穩(wěn)定批量生產(chǎn)時，應(yīng)該與設(shè)計部門協(xié)商進(jìn)行修改（從材料的許用變形程度、設(shè)備、模具制造及操作等方面考慮）。圖4-7所示是中立柱外板（下）零件的局部，采用了零件斷面急劇變化改緩的措施，是既滿足使用要求，又避免產(chǎn)生缺陷而改變制件圖的示范例。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1工藝設(shè)計基礎(chǔ)1圖4-7使斷面急劇變化改緩②覆蓋件的重點(diǎn)。作為外覆蓋件，要求外表面連續(xù)，并與相鄰表面均勻過渡，如果外表面存在不連續(xù)狀，表面質(zhì)量將惡化，經(jīng)噴涂裝飾后尤其明顯。作為內(nèi)覆蓋件，一般對表面狀況要求不高，但對尺寸精度要求較高，在焊接面上不應(yīng)有起皺、回彈等情況發(fā)生。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1③局部細(xì)節(jié)（如孔、孔距、凸凹、凸緣、加強(qiáng)筋等）的精度。修邊、壓彎、成形的邊緣圓角半徑是否適當(dāng)，壓彎成形角部分是否多料。④其他情況。例如：料厚公差、毛刺高度及毛刺方向、材料的纖維方向、板材利用率等。通過以上分析研究，初步確定覆蓋件圖及其公差。但在后來的模具設(shè)計、模具制造和調(diào)試階段仍有可能改變覆蓋件的形狀。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1（２）工藝設(shè)計工藝設(shè)計需要研究的主要問題包括以下幾個方面：①研究沖壓成形性能及加工方法、加工性能。②設(shè)計工序最少且又能滿足覆蓋件性能要求的方案。大批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡量把多工序合并成一道工序，小批量則用單工序模。③初步確定模具結(jié)構(gòu)及影響強(qiáng)度、壽命的尺寸。④根據(jù)覆蓋件的大小計算沖壓力，決定各工序所使用的設(shè)備。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1⑤以沖壓為主重新討論工藝設(shè)計。因?yàn)榧词故亲詈玫脑O(shè)計師，也不可能精通所有部門的工作，通過討論則可收集到大量的第一手資料，從而提高設(shè)計水平。分析討論時要邀請質(zhì)量控制、模具制造、調(diào)試和使用等部門的人員參加，并做好記錄。⑥經(jīng)濟(jì)分析以降低成本、提高效率為目的。上述各項(xiàng)在實(shí)際進(jìn)行時是互相關(guān)聯(lián)的，不能分開單獨(dú)研究。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1（3）加工工藝和工序設(shè)計的基本原則加工工藝和工序設(shè)計的基本原則是：①外覆蓋件的同一表面盡可能一次成形，如果分兩次成形，在交接處會殘存不連續(xù)的面，這樣表面噴涂裝飾后外觀效果不良。內(nèi)覆蓋件同相鄰零件的配合形狀尤為重要。②覆蓋件上的焊接面不允許存在起皺、回彈等成形質(zhì)量問題。對不規(guī)則的形狀只能考慮用拉延成形制出焊接面，當(dāng)采用彎曲工序制作焊接面時，應(yīng)該選擇沒有變薄的沖壓方向?yàn)閺澢较?。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1③覆蓋件在主成形工序之后，一般為修邊、翻邊等工序，在進(jìn)行主成形工序的坯料形狀尺寸和成形工藝設(shè)計時，應(yīng)充分考慮為后續(xù)工序提供良好的工藝條件，包括變形條件、模具結(jié)構(gòu)、零件定位及送料和取件等。④覆蓋件上的孔一般應(yīng)在零件成形之后沖出，以防先沖制的孔在成形過程中發(fā)生變形。如果孔位于不變形或變形極小的部位時，也可在零件成形前沖出。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1⑤要盡量避免制件在工序之間的回轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。對制件剛性差或往下道工序傳送有困難的工序應(yīng)放在最后，并設(shè)法使每道工序裝料、卸件的作業(yè)時間均等。為了縮短制造周期，完成一個覆蓋件的全套沖模的工序件在沖模中的位置應(yīng)盡量一致，即使改變也應(yīng)為90°或180°的改變。否則，就需要在沖模制造準(zhǔn)備工作中為符合加工要求而改變主模型的沖壓方向，這需要增加很多時間和物質(zhì)消耗。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1工序數(shù)直接關(guān)系到壓力機(jī)數(shù)量、工裝數(shù)量、傳送裝置數(shù)量以及占地面積、人員和維修工作量等，實(shí)踐證明覆蓋件工序數(shù)越少，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果越好。一個覆蓋件從板料到零件的過程中，各道工序尺寸和形狀如何逐次變化可用加工要領(lǐng)圖表示。工藝設(shè)計基礎(chǔ)1DL圖（DIELAYOUT）即沖壓工藝過程圖，是指對某汽車覆蓋件產(chǎn)品的形狀、尺寸進(jìn)行科學(xué)分析后，制訂出最合理的沖壓工藝方案，并對各工序模具設(shè)計提出總布置的一種先進(jìn)方法。它沖破了傳統(tǒng)的單工序各自設(shè)計、制造、調(diào)試的生產(chǎn)方式，避免了此生產(chǎn)方式帶來的各種弊病。DL圖中的通用符號如圖4-8所示。

DL圖2

DL圖2圖4-8DL圖中的通用符號ａ）基準(zhǔn)點(diǎn)ｂ）沖模中心線ｃ）斜楔方向ｄ）送料方向ｅ）沖壓方向ｆ）工序順序ｇ）基準(zhǔn)線

DL圖2DL圖（3D）汽車覆蓋件的沖壓工藝方案編制依據(jù)是產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。工藝方案應(yīng)保證產(chǎn)品的高質(zhì)量、生產(chǎn)的高效率和低成本。工藝方案31.小批量生產(chǎn)的汽車覆蓋件沖壓工藝方案小批量生產(chǎn)是指月產(chǎn)量小于1000件，此時的生產(chǎn)穩(wěn)定性極差，形狀改變可能性大，模具選擇只要求拉深和成形工序使用沖模，模具壽命在5萬件以下。其他工序，如落料、修邊可在通用設(shè)備上剪裁，翻邊使用簡易胎模，沖孔用通用沖孔模或鉆床手工鉆孔。如果過多地選用沖模，雖然對保證質(zhì)量有益，但對提高生產(chǎn)效益并無意義，且會使成本驟增。工藝方案32.中批量生產(chǎn)的汽車覆蓋件沖壓工藝方案當(dāng)月產(chǎn)量大于1000件，且小于10000件(貨車)或30000件(轎車)時，被視為是中批量生產(chǎn)。其生產(chǎn)特點(diǎn)是比較穩(wěn)定地長期生產(chǎn)，生產(chǎn)中形狀改變時有發(fā)生。模具選擇除要求拉深模采用沖模外，其他工序如果影響質(zhì)量和勞動量大也要相應(yīng)選用沖模，模具壽命要求在5萬件到30萬件。模具選擇系數(shù)為1∶2．5，亦即一個覆蓋件平均選擇2．5套沖模。工藝方案33.大批量生產(chǎn)的汽車覆蓋件沖壓工藝方案當(dāng)月產(chǎn)量大于10000件(貨車)或30000件(轎車)，且小于100000件時，屬于大批量生產(chǎn)。其特點(diǎn)是生產(chǎn)處于長期穩(wěn)定狀態(tài)，工件形狀改變的可能性??；工藝難易程度