第六章大型覆蓋件的成形工藝及模具設(shè)計(jì)方案復(fù)習(xí)題答案

1、一、填空題 1. 和一般沖壓件相比，覆蓋件具有材料薄，形狀復(fù)雜、多為空間曲面且曲面間有較高的 連接要求、尺寸結(jié)構(gòu) 較大、表面質(zhì)量要求高、剛性好等特點(diǎn)。 2. 覆蓋件零件的主要成形特點(diǎn)是：成形工序多，包括 拉深、脹形、彎曲等復(fù)合成形；主 要的成形障礙是：起皺和拉裂；一般在雙動(dòng)壓力機(jī)上進(jìn)行等。 3. 對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單，變形比較容易的零件，或零件的相對(duì)厚度較大的零件，一般采用 平面壓邊裝置就可以有效的防止拉深時(shí)的起皺。 4. 對(duì)于形狀復(fù)雜、變形比較困難的零件，則需要通過設(shè)置合理的工藝補(bǔ)充面和拉深筋等 方法才能有效的防止起皺。 5. 覆蓋件的修邊是指將拉深件修邊線以外的部分切掉。 6. 當(dāng)需要在覆蓋件

2、上壓制深度較大的突包時(shí)，為了利于材料的流動(dòng)，往往采用沖工藝孔 或工藝切口的措施。 7. 在拉深變形程度大、徑向拉應(yīng)力也較大的圓弧曲線的部位上，可以不設(shè)或少設(shè)拉深 筋。 8. 在拉深變形程度 小、徑向拉應(yīng)力也較小的直線部位或曲率 較小的曲線部位上，要多設(shè) 拉深筋。 二、問答題 1. 汽車上的哪些件是覆蓋件？ 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤、構(gòu)成駕駛室和車身的一些零件，如轎車的擋泥板、頂蓋、車門的內(nèi) 外板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、水箱、行李箱蓋等零件都屬于覆蓋件。 2. 覆蓋件的成形工序有哪些？ 覆蓋件的成形一般要經(jīng)過落料、拉深、修邊、翻邊、沖孔等多道工序才能完成。拉深、 修邊和翻邊是最基本的工序，其中拉深工序是比較關(guān)鍵的一

3、道工序，它直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、 材料利用率、生產(chǎn)效率和制造成本。 3. 大型覆蓋件零件有何特點(diǎn)？ 大型覆蓋件零件具有表面質(zhì)量要求高 光滑、美觀）、剛性好、輪廓尺寸大、形狀復(fù)雜 等特點(diǎn)。 4. 大型覆蓋件零件的拉深有何特點(diǎn)？ 1）零件可由拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)和工序尺寸。但大型覆蓋零件大多數(shù)都是由復(fù)雜 的空間曲面組成，在拉深時(shí)毛坯在模具內(nèi)的變形甚為復(fù)雜，各處應(yīng)力都不相同，因此，不能 按一般拉深那樣用拉深系數(shù)來判斷和計(jì)算它的拉深次數(shù)和拉深變形量。目前，一般都是采用 類比的方法，經(jīng)生產(chǎn)調(diào)整確定，并且大型覆蓋件的拉深一般都是在雙動(dòng) 或三動(dòng)）壓力機(jī)上 一次拉深成形。 2）簡(jiǎn)單的形狀對(duì)稱，深度均勻，而且通常

4、壓邊面積比其余部分面積大，只要壓邊力調(diào) 節(jié)合適，就能防止起皺。但大型覆蓋件形狀復(fù)雜、深度不勻且不對(duì)稱，壓邊面積比其他零件 小，因而需要采用拉深筋來加大進(jìn)料的阻力；或是利用拉深筋的合理布置，改善毛坯在壓邊 圈下的流動(dòng)條件，使各區(qū)段金屬流動(dòng)趨于均勻，才能有效地防止起皺。 3）簡(jiǎn)單零件拉深時(shí)，由于變形區(qū)的變形抗力超出傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面強(qiáng)度而導(dǎo)致破裂是拉 深過程的主要問題。但有些覆蓋件，由于拉深深度淺 如汽車外門板），拉深時(shí)材料得不到 充分的拉伸變形，容易起皺，且剛性不夠，這時(shí)需要用拉深檻來加大壓邊圈下材料的牽引 力，從而增大塑性變形程度，保證零件在修邊后彈性畸變小，剛性好，以消除“鼓膜狀”的 缺陷，避免

5、零件在汽車運(yùn)行中發(fā)生顫抖和噪音。 4）大型覆蓋件都是在雙動(dòng)或三動(dòng)壓力機(jī)上成形，這是因?yàn)殡p動(dòng)壓力機(jī)外滑塊的壓邊力 可以達(dá)到拉深力的 60%以上，且四點(diǎn)連接的外滑塊可進(jìn)行壓邊力的局部調(diào)節(jié)，從而可滿足覆 蓋件拉深時(shí)的特殊要求。 5）覆蓋件對(duì)原材料的機(jī)械性能、金相組織、化學(xué)成分、表面粗糙度和厚度精度都有比 較高的要求。 5. 汽車覆蓋件拉深模具有何特點(diǎn)？ 汽車覆蓋件拉深模具主要有以下特點(diǎn)： 1）覆蓋件拉深模的凸模、凹模、壓邊圈一般都是采用鑄鐵鑄造而成，為了減輕重量， 其非工作部位一般鑄成空心形狀并有加強(qiáng)筋，以增加其強(qiáng)度和剛性。 2）在工件底部壓筋部分相對(duì)應(yīng)的凹模壓邊圈的工作面，一般采用嵌塊結(jié)構(gòu)，以提高

6、模 具壽命和便于維修； 3）為了防止拉深件起皺，在凸緣部分應(yīng)采用拉深筋。拉深筋凸起部分一般設(shè)置在壓邊 圈上，而把拉深筋槽設(shè)置在凹模上。 4）對(duì)于拉深形狀圓滑、拉深深度較淺的覆蓋件，一般不需要頂出器，拉深后只需將零 件手工撬起即可取出；而對(duì)于拉深深度較深的直壁長(zhǎng)度較大的拉深件，需用頂件器進(jìn)行卸 料。 5）在設(shè)計(jì)覆蓋件拉深模時(shí)，應(yīng)注意選擇沖壓方向，盡量使壓邊面在平面上，以便于模 具的制造。 6）根據(jù)生產(chǎn)條件的不同，其沖模結(jié)構(gòu)應(yīng)采用不同的類型。在大批量生產(chǎn)情況下，模具 應(yīng)采用金屬?zèng)_?；蚪饘偾秹K沖模；在中、小批量生產(chǎn)情況下，也可采用焊接拼模、低熔點(diǎn)合 金?；蛩芰?、木材、水泥、橡皮等作為沖模材料。 6.

7、 如何確定大型覆蓋件模具的拉深方向？ 合理的拉深方向應(yīng)符合如下原則： 1 ）保證凸模能將工件需拉深的部位在一次拉深中完成，不應(yīng)有凸模接觸不到的死角或 死區(qū)。 2）凸模與毛坯的接觸面積應(yīng)該盡可能的大，保證較大的接觸面積，防止材料應(yīng)力集 中，造成局部材料脹形變形太大而發(fā)生破裂，如圖6- 1，使由兩側(cè)流入凹模的材料保持均勻地流入凹模內(nèi)，如圖6- 1b）;凸 模表面同時(shí)接觸毛坯的點(diǎn)要多而分散，并盡可能分布均勻，以防止局部變形過大，防止毛坯 竄動(dòng)，如圖6- 1vc）;當(dāng)拉深方向沒有選擇余地，而凸模與毛坯地接觸狀態(tài)又不理想時(shí)， 應(yīng)通過改變壓料面來改善凸模與毛坯地接觸狀態(tài)。如圖6- 1d）所示，通過改變壓料

8、面， 使凸模與毛坯的接觸點(diǎn)增多，接觸面積增大，以保證零件的成形質(zhì)量。但是，也要避免凸模 表面與毛坯以大平面接觸造成的變形區(qū)拉應(yīng)力不足，材料得不到充分的塑性變形，影響工件 的剛性，并容易起皺。 3）盡可能減小拉深深度，而且使深度均勻。 好 圖6-1開始拉深時(shí)凸模與拉深毛坯的接觸狀態(tài)示意圖 7. 什么是拉深筋？ 設(shè)置在壓料面上的多條筋狀結(jié)構(gòu)就是拉深筋。根據(jù)其形狀的不同，拉深筋又分為普通拉 深筋和拉深檻。 1）拉深筋 拉深筋的剖面呈半圓弧形狀，如圖6-2所示。由于拉深筋比拉深檻在使用數(shù)量上、形 式上都靈活，故應(yīng)用比較廣泛。但毛坯變形時(shí)的流動(dòng)阻力不如拉深檻高。 圖6-2拉深筋 2）拉深檻 拉深檻的剖面

9、呈梯形，如圖 6-3所示，類似門檻，安裝于凹模的洞口。它的流動(dòng)阻力 比拉深筋大，主要用于拉深深度淺而外形平滑的零件，這樣可減少壓邊圈下的凸緣寬度及毛 坯尺寸。 圖63拉深檻 8. 覆蓋件模具中拉深檻 拉深筋）的作用是什么？ 拉深檻 拉深筋）的作用如下： 1）增加進(jìn)料阻力，使拉深件表面承受足夠的拉應(yīng)力，提高拉深件的剛度和減少由于回 彈而產(chǎn)生的凹面、扭曲、松弛和波紋等缺陷。 2）調(diào)節(jié)材料的流動(dòng)情況，使拉深過程中各部分流動(dòng)阻力均勻，或使材料流入模具的量 適合工件各處的需要，防止“多則皺，少則裂”的現(xiàn)象。 3 ）擴(kuò)大壓邊力的調(diào)節(jié)范圍。在雙動(dòng)壓力機(jī)上，調(diào)節(jié)外滑塊四個(gè)角的高低，只能粗略地 調(diào)節(jié)壓邊力，并不

10、能完全控制各處的進(jìn)料量正好符合工件的需要，因此還需要靠壓邊面和拉 深筋來輔助控制各處的壓力。 4 ）當(dāng)具有拉深筋時(shí)，有可能降低對(duì)壓邊面的加工粗糙度的要求，這便降低了大型覆蓋 件拉深模的制造難度；同時(shí)。由于拉深筋的存在，增加了上、下壓邊面之間的間隙，使壓邊 面的磨損減少，提高模具的使用壽命。 5 ）糾正材料不平整的缺陷，并可消除產(chǎn)生滑移的可能性。因?yàn)楫?dāng)材料在通過拉深筋產(chǎn) 生起伏后再向凹模流入的過程中，相當(dāng)于輥壓校平的作用。 9. 大型覆蓋件中的工藝切口的作用是什么？ 當(dāng)需要在覆蓋件的中間部位上沖壓出某些深度較大的局部突起或鼓包時(shí)，在一次拉深 中，往往由于不能從毛坯的外部得到材料的補(bǔ)充而導(dǎo)致工件的

11、局部破裂。這時(shí)，可考慮在局 部突起變形區(qū)的適當(dāng)位置沖出工藝切口或工藝孔，使容易破裂的區(qū)域從變形區(qū)內(nèi)部得到材料 的補(bǔ)充。 10. 如何沖裁工藝切口？ 工藝切口的沖壓加工方式有兩種: 1）落料時(shí)沖出 這種方法用于局部成形深度較淺的場(chǎng)合。 2 ）拉深過程中切出 這是常用的方法，它可充分利用材料的塑性，即在拉深開始階段利用材料的徑向延伸， 然后切出工藝切口。利用材料的切向延伸，這樣可以獲得更大的成形深度。 在拉深過程中切出工藝孔時(shí)，往往采用的是撕口的工藝方法，并沒有使材料完全分離， 切口的廢料可在以后的修邊工序中一并切除，否則，將產(chǎn)生從沖模中清除廢料的困難。 11. 工藝切口的布置原則是什么？ 工藝切口的大小和形狀要視其所處的區(qū)域情況和其向外補(bǔ)充材料的要求而定。一般需遵 循以下原則： 1）口應(yīng)與局部突起的形狀輪廓相適應(yīng)，以使材料合理流動(dòng)。 2）切口之間應(yīng)留有足夠的搭邊，以使凸模張緊材料，保證成形清晰