三、雙動壓力機(jī)

1、1、 雙動壓力機(jī)的特點 雙動壓力機(jī)有雙動機(jī)械壓力機(jī)和雙動液壓機(jī)兩種。雙動壓力 機(jī)有兩個滑塊，它們按各自的運動規(guī)律分別進(jìn)行壓料和拉深。雙 動壓力機(jī)主要用于大型復(fù)雜零件的拉深。它與單動壓力機(jī)相比， 具有以下特點： 1)雙動壓力機(jī)的壓料力大， 一般為拉深力的0.61倍。而單 動壓力機(jī)的壓料力由彈性壓料裝置提供，最大約為拉深力的0.3倍 左右， 拉深大型或復(fù)雜的覆蓋件時壓料力不夠。 2)雙動壓力機(jī)可以在壓料滑塊的4個角上進(jìn)行調(diào)節(jié)，使壓料圈 微量傾斜，從而調(diào)整各部位的壓料作用。而單動壓力機(jī)的壓料裝 置只能整個地調(diào)整壓料力。 3)雙動壓力機(jī)的壓料滑塊在壓料時速度接近于零。行程幾乎 不變化，只消耗很少的能量

2、。而彈性壓料裝置在壓料時壓料圈 要向下移動，需要消耗能量，使電動機(jī)的功率需增大2030% 。 4)雙動壓力機(jī)的拉深凹模固定在工作臺上，毛坯在凹模上容 易安放與定位，便于用機(jī)械手送料、取件。而采用彈性壓料裝 置的單動壓力機(jī)一般是把凸模固定在工作臺上，凸模的凸起使 毛坯不易定位，必須將毛坯頂彎。 5)雙動壓力機(jī)的壓料剛度好，能充分發(fā)揮壓料面上拉深筋 的作用。而單動壓力機(jī)的壓料不是剛性的，當(dāng)壓料面為不對稱 曲面時，壓料效果差。 6)雙動壓力機(jī)在開始壓料時，壓料滑塊的速度已接近于零， 壓料沖擊小。而單動壓力機(jī)在開始拉深時的滑塊速度很高，由 于氣墊和壓料圈的慣性，勢必產(chǎn)生很大的沖擊。 雙動機(jī)械壓力機(jī)有一

3、個外滑塊和一個內(nèi)滑塊。外滑塊上固定 壓料圈，作壓料用；內(nèi)滑塊上固定凸模，進(jìn)行拉深。外滑塊一般 由連桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)其運動。如DN10004000雙動壓力機(jī)的外滑 塊的運動機(jī)構(gòu)簡圖如圖257所示，曲柄1轉(zhuǎn)動時，依次通過由桿 件1、 2、 3組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、由桿件4、 5、 6組成的雙搖 桿機(jī)構(gòu)和由桿件7、8、 9組成搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，使外滑塊9按照一 定規(guī)律上下移動。 圖258是雙動壓力機(jī)內(nèi)、外滑塊的行程曲線圖。 可以看出， 外滑塊先于內(nèi)滑塊向下運動，到達(dá)其下死點將毛坯壓緊，然后保 持不動。此時內(nèi)滑塊相繼下行，到達(dá)外滑塊下死點處開始進(jìn)行拉 深，直到內(nèi)滑塊到下死點時拉深結(jié)束。拉深結(jié)束后內(nèi)滑塊首先上 升

4、，而外滑塊還在其下死點停留一段時間后才上升。外滑塊上升 的速度較快，在內(nèi)滑塊到達(dá)上死點時外滑塊又已開始向下運動了。 拉深滑塊（內(nèi)滑塊）與單動壓力機(jī)相同。 2、 雙動機(jī)械壓力機(jī) 雙動液壓機(jī)的2個滑塊分別稱為主滑塊和壓料滑塊，分別作 拉深和壓料用。兩個滑塊可以鎖緊聯(lián)動，壓力迭加，作為單動壓 力機(jī)用。雙動液壓機(jī)的滑塊布置形式有兩種，即內(nèi)外滑塊式和上 下滑塊式。 內(nèi)外滑塊式的主滑塊在壓料滑塊內(nèi)的導(dǎo)軌上移動， 壓料滑 塊在壓力機(jī)機(jī)架的導(dǎo)軌上移動。2個滑塊的上下移動均分別動作。 由于2個滑塊內(nèi)外布置。高度重合，所以壓力機(jī)高度可以降低。 但缸數(shù)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主滑塊的導(dǎo)向精度差。 上下滑塊式(又稱平行滑塊式

5、)有主滑塊位于壓料滑塊上面和 主滑塊位于壓料滑塊下面兩種布置形式。主滑塊在上面時，凸模 從壓料滑塊中間的大孔中穿過。主滑塊在下面時，主滑塊的工作 缸從壓料滑塊中間的孔內(nèi)穿過，而壓料圈則通過穿過主滑塊的桿 與壓料滑塊連接。上下滑塊式的壓料滑塊沒有單獨的回程缸， 3、 雙動液壓機(jī) 回程靠主滑塊帶上去，因而結(jié)構(gòu)較簡單。上下滑塊式有些只有一 個滑塊沿機(jī)架導(dǎo)軌移動，有些2個滑塊都在機(jī)架導(dǎo)軌上移動。只 要主滑塊沿機(jī)架導(dǎo)軌移動，導(dǎo)向精度較高。上下滑塊式的缺點是 高度大。 與雙動機(jī)械壓力機(jī)相比，雙動液壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低， 滑塊速度調(diào)節(jié)方便，滑塊在行程各點的速度和壓力都是均勻的， 工作時的振動和噪聲小，對

6、板料厚度誤差和材料的性能變化不敏 感，沒有超載危險。 但是生產(chǎn)效率低，動力消耗大，維修不方便。 因此，雙動液壓機(jī)適用于批量小、形狀復(fù)雜、拉深深度大的 零件，而雙動機(jī)械壓力機(jī)則適用于大量生產(chǎn)的小型拉深件。 沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到?jīng)_壓工藝過程的完成、產(chǎn)品質(zhì)量、 設(shè)備安全、生產(chǎn)效率、模具壽命、產(chǎn)品成本等一系列問題。 首先要根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)、生產(chǎn)批量和沖壓件的尺寸大小 來選擇設(shè)備的類型。對于小型沖裁件、彎曲件或拉深件，主要選 用單柱開式機(jī)械壓力機(jī)。對大中型沖壓件，多采用雙柱形式的機(jī) 械壓力機(jī)。對大型復(fù)雜拉深件，應(yīng)選用雙動拉深壓力機(jī)。對大批 量生產(chǎn)的中小型沖壓件，應(yīng)選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)。

7、 在小批量生產(chǎn)中，可采用液壓機(jī)。 在設(shè)備類型選定后，應(yīng)進(jìn)一步選定設(shè)備的規(guī)格。 選擇設(shè)備規(guī)格首先要考慮沖壓力。 沖壓力（包括壓料力、 推件力)不能大于沖壓設(shè)備的公稱壓力?？紤]到?jīng)_壓力計算的誤 差、材料厚度和力學(xué)性能的波動以及操作等因素，設(shè)備的公稱壓 力應(yīng)比最大沖壓力大1020%。當(dāng)進(jìn)行深拉深或多工序復(fù)合沖壓 四、沖壓設(shè)備的選擇 等加工時，由于加工行程長，而且最大沖壓力可能不發(fā)生在公稱 壓力行程內(nèi)，就不能只根據(jù)最大沖壓力和壓力機(jī)公稱壓力來選擇 設(shè)備。而是應(yīng)保證在全部行程里都不能超出壓力機(jī)的允許負(fù)荷。 這時應(yīng)根據(jù)沖壓加工的沖壓力曲線和壓力機(jī)的允許負(fù)荷曲線(圖 259)來選擇設(shè)備。圖中所示的沖裁和彎曲

8、的沖壓力在全部行程 范圍內(nèi)都小于曲線b，即可以選擇允許負(fù)荷曲線為b的壓力機(jī)。而 圖中所示拉深的最大沖壓力雖然小于曲線b的最大值(公稱壓力）， 但卻超過了相應(yīng)行程處的允許負(fù)荷，因此不能選用曲線為b的壓 力機(jī)，而應(yīng)選用允許負(fù)荷曲線為a的壓力機(jī)。 除沖壓力以外，選擇壓力機(jī)時還要求壓力機(jī)行程的大小應(yīng)能 夠保證取出制件和放入毛坯的方便，裝模高度應(yīng)與沖模高度相適 應(yīng)，工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，行程次數(shù)應(yīng)能保證 生產(chǎn)率和操作安全的要求。 一、車身覆蓋件的特點 車身覆蓋件是指汽車車身內(nèi)、外表面的蒙皮零件。與一般沖 壓件相比較，覆蓋件在結(jié)構(gòu)上和質(zhì)量要求上有其獨特之處，在沖 壓工藝、沖模設(shè)計和沖模制造工

9、藝上也有其獨自的特點。因此， 覆蓋件可以作為一類特殊的沖壓件來研究。 覆蓋件主要具有以下特點： 1)形狀復(fù)雜 大多數(shù)覆蓋件都是由復(fù)雜的空間曲面組成，有軸對稱的(以汽 車中心線為對稱軸)形狀，也有非對稱的形狀。為了獲得空氣動力 特性好的車身外形，覆蓋件應(yīng)當(dāng)具有連續(xù)的空間曲面形狀，拐角 處和各曲面的交接處常常是圓滑過渡。由于藝術(shù)造型的需要，往 往在一些曲面上還加有棱線和裝飾性結(jié)構(gòu)，使覆蓋件的形狀更加 復(fù)雜。 2)外形尺寸大 為了保證車身外表曲面的連續(xù)性和完整性，簡化裝配工藝， 大多數(shù)的覆蓋件外形尺寸都比較大，有些覆蓋件外輪廓尺寸達(dá) 23m。 3)表面質(zhì)量要求高 覆蓋件的可見表面不允許有波紋、皺紋、

10、凹痕、邊緣拉痕、 擦傷以及其它破壞表面完美的缺陷。覆蓋件上的裝飾棱線、筋 條都應(yīng)清晰、平滑、左右對稱及過渡均勻。相鄰覆蓋件上的裝 飾棱線在銜接處必須吻合，不允許參差不齊。特別是對于小轎 車，表面質(zhì)量要求更高。表面上一些微小的缺陷都會在涂漆后 引起光的漫反射而影響外觀。 4)要求足夠的剛度 覆蓋件是薄壁零件，在汽車行駛時會產(chǎn)生振動。為避免共 振，減少噪聲和增加疲勞壽命，必須提高覆蓋件的剛度。 一般沖壓件的形狀和尺寸都是由零件圖樣完整地表達(dá)出 來，而車身覆蓋件則不同。由于覆蓋件的形狀復(fù)雜、立體曲 面多，單靠圖樣往往是無法完全表示出來的，還必須依賴于 覆蓋件主模型(簡稱主模型)。主模型是覆蓋件圖樣的

11、補(bǔ)充。甚 至可以說能夠完整地表示覆蓋件形狀尺寸的是主模型。 主模型是根據(jù)車身主圖板用木料或塑料制作的表示各個 覆蓋件內(nèi)表面形狀的1：1的立體模型。內(nèi)覆蓋件的主模型稱 為內(nèi)主模型，外覆蓋件的主模型稱為外主模型。主模型是車 身的原始技術(shù)資料，是制造覆蓋件沖模和裝焊夾具、檢驗夾 具的標(biāo)準(zhǔn)，又是檢驗覆蓋件以及調(diào)整裝焊夾具和檢驗夾具不 可缺少的標(biāo)準(zhǔn)樣品。將主模型在主架上組合起來，便是整車 主模型。 1、 生產(chǎn)綱領(lǐng)與沖壓工藝方案 覆蓋件沖壓工藝方案應(yīng)保證產(chǎn)品的高質(zhì)量、生產(chǎn)的高效率和 原料、工具等成本的低消耗，根據(jù)這個原則，生產(chǎn)綱領(lǐng)決定了 覆蓋件沖壓工藝方案的選擇。 在單件生產(chǎn)中，車身覆蓋件的生產(chǎn)以鈑金(手

12、工)工藝為主， 使用少量模具、胎具及機(jī)械化工具，配備少量的拉深和成形模 具。 在小批量生產(chǎn)中，覆蓋件沖壓工藝方案只要求拉深和成形 使用模具，而落料、拉深后的修邊是在一些通用設(shè)備上進(jìn)行， 翻邊使用胎具，覆蓋件上的孔用鉆孔方法加工。拉深模一般用 低熔點合金模、鋅基合金?；蛩芰夏?。 在中批量生產(chǎn)中，對關(guān)鍵性的覆蓋件和勞動量較大的覆蓋 件，部分工序采用沖壓模具，而一般的覆蓋件沖壓工藝方案與 小批量生產(chǎn)相同。 在大批量生產(chǎn)中，覆蓋件沖壓工藝方案的關(guān)鍵在于考慮生產(chǎn) 的流水性，因此每一道工序都需要使用沖模。模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜， 一般采用人工送料和取件，少量采用機(jī)械手取件。 在大量流水生產(chǎn)中，則采用自動線進(jìn)行生

13、產(chǎn)。自動線上的模 具結(jié)構(gòu)相對簡單些，便于安裝各種送料、取件、翻轉(zhuǎn)、排除廢料 和傳送工件等裝置。 顯然，隨著生產(chǎn)批量的增大設(shè)備條件也更先進(jìn)。 2、 覆蓋件的沖壓工序 車身覆蓋件的形狀復(fù)雜、尺寸大，因此一般不可能在一道沖 壓工序中直接獲得。有的需要十幾道工序才能獲得，最少的也要 三道工序（例如，下料成形修邊）。覆蓋件沖壓的基本 工序有：落料、拉深、修邊、翻邊和沖孔。根據(jù)需要和可能性可 以將一些工序合并，如修邊沖孔、修邊翻邊等。 落料工序是為了獲得拉深工序所需的毛坯外形。如果拉深毛 坯外形接近于矩形，也可省去此道工序。 拉深工序是覆蓋件沖壓的主要工序，覆蓋件的形狀大部分是 由拉深工序成形的。下面將詳

14、細(xì)討論拉深工序。 修邊工序是為了切除拉深件的工藝補(bǔ)充部分。這些工藝補(bǔ)充 部分只是拉深工序的需要，因此拉深后應(yīng)切掉。 翻邊工序位于修邊工序之后，它使覆蓋件邊緣的豎邊成形。 沖孔工序是加工覆蓋件上的孔洞。沖孔工序一般在拉深工序 之后，以免孔洞破壞拉深時的均勻應(yīng)力狀態(tài)，以免孔洞在拉深時 變形。 覆蓋件各道工序的沖壓件都稱為工序件。工序件又可按具 體工序的內(nèi)容稱為拉深件、修邊件、翻邊件等。各道工序必須 有工序件圖，以滿足該工序的沖模設(shè)計和沖模制造工藝的需要。 工序件圖根據(jù)覆蓋件圖樣(即產(chǎn)品圖)和沖壓工藝要求來繪制。工 序件圖是按工序件在沖模中的位置來畫的，而不是象覆蓋件圖 樣那樣按覆蓋件在汽車上的位置

15、畫出的。最后一道工序的工序 件圖可以不按工序件在沖模中的位置畫出，而利用覆蓋件圖樣， 但必須在圖中標(biāo)明工序件在沖模中的位置。在拉深件圖上必須 將工藝補(bǔ)充部分的尺寸注出，用雙點劃線畫出覆蓋件輪廓線和 修邊線，并用文字注明。在修邊件圖上則應(yīng)用雙點劃線畫出翻 邊輪廓。 1、 覆蓋件拉深工藝的特點 拉深工序是車身覆蓋件沖壓中最關(guān)鍵、最重要的工序。拉 深質(zhì)量對覆蓋件的質(zhì)量影響最大。拉深工藝設(shè)計是否合理還直 接影響其它各道工序的設(shè)置。例如，拉深前是否需要對毛坯進(jìn) 行修切或預(yù)先折彎；拉深后是否需要整形等。拉深工藝還影響 修邊、翻邊、沖孔工序的排列順序和次數(shù)多少，完成這些工序 的沖模復(fù)雜程度和使用壽命，以及工

16、人操作的方便性等?？傊?， 拉深工藝的好壞往往決定了整個覆蓋件設(shè)計和制造的成敗。 車身覆蓋件的拉深具有以下特點： 1)無論覆蓋件分塊有多大，形狀有多復(fù)雜，只能在一次拉深 中成形出全部空間曲面形狀以及曲面上的棱線、筋條和凸臺。 否則很難保證覆蓋件幾何形狀的一致性和表面光滑。 2)由于覆蓋件的形狀復(fù)雜，需要根據(jù)經(jīng)驗和進(jìn)行拉深實驗來 判斷、證實產(chǎn)品設(shè)計和拉深工藝設(shè)計的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)牲， 將發(fā)現(xiàn)的問題反饋到產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計中，進(jìn)行修改。此外， 往往還需要把產(chǎn)品的形狀和尺寸變換為適合進(jìn)行拉深的拉深件形 狀和尺寸。 3)覆蓋件的拉深不僅要求一定的拉深力，還要求在拉深過程 中具有足夠的、穩(wěn)定的壓料力。

17、由于覆蓋件往往輪廓尺寸較大， 普通帶氣墊的單動壓力機(jī)不能滿足其對壓料力的要求。因此，在 大量生產(chǎn)中，大型、復(fù)雜的覆蓋件拉深均采用雙動壓力機(jī)。 4)覆蓋件的拉深要求材料的塑性好，表面質(zhì)量高，尺寸精度 高，使在拉深過程中所需拉深力小，加工硬化快，變形延續(xù)過程 長，材料內(nèi)部的硬化能得到比較均勻的分布。 2、拉深方向的確定 拉深件的沖壓方向是拉深工藝設(shè)計中需首先解決的問題。它 關(guān)系到能否拉深出合格的拉深件，也影響到拉深件工藝補(bǔ)充部分 的多少和壓料面形狀。下面是合理選擇拉深方向的一些主要原則： 1)保證凸模能夠進(jìn)入凹模 拉深方向的確定應(yīng)保證能將拉深 件的全部空間形狀 (包括棱線、筋條和凸臺)一次拉深出來

18、，不應(yīng) 有凸模接觸不到的死區(qū)。因此，對于有凹形或反成形(即成形部 分的凸模作用方向與拉深凸模沖壓方向相反)的情況，就要根據(jù) 凹形或反成形來確定沖壓方向(圖260、圖261)。 2)凸模與毛壞應(yīng)有良好的初始接觸狀態(tài) 拉深方向的確定應(yīng) 使在拉深開始時，凸模與毛坯的接觸狀態(tài)滿足以下要求：接觸面 積較大(圖262a)，以免應(yīng)力集中產(chǎn)生破裂，不過，如果平面接 觸的面積太大，平面部分得不到充分的塑性變形，會降低制件剛 度；接觸點靠近中間部分，凸模兩側(cè)的包容角盡可能相等(圖2 62b)，使毛坯材料均勻進(jìn)入凹模，以免毛坯在凸模頂部竄動；接 觸點要多而分散(262c)，多點同時接觸，可防止毛坯竄動避免 局部變形

19、過大。 3)力求壓料面各部位變形阻力均勻 拉深方向的確定應(yīng)使在 拉深過程中毛坯壓料面各部分的拉深變形阻力均勻，材料進(jìn)入凹 模的速度盡量一致，否則毛坯可能經(jīng)過凸模頂部竄動，甚至破裂 或起皺，各部位的拉深深度均勻是保證拉深變形阻力均勻的主要 條件。圖263是比較兩種拉深方向的例子。圖a所示的拉深方向 壓料面是傾斜的，左右兩側(cè)的拉深深度相差大，拉深變形阻力不 一樣，拉深過程中毛坯有可能由淺的一側(cè)向深的一側(cè)竄動，而且 凸模與毛坯的初始接觸狀態(tài)也不好，偏在右側(cè)；圖b所示的拉深 方向是將前一個拉深方向順時針旋轉(zhuǎn)了一個角度，壓料面呈水平 狀態(tài)，降低了拉深高度，兩側(cè)拉深深度比較均勻，變形阻力基本 一樣，而且凸

20、模與毛坯的初始接觸部分靠近中間。圖264是兩 種沖壓方向比較的另一個例子，圖a所示的沖壓方向與拉深件右 側(cè)上方的側(cè)壁平行，即這段側(cè)壁是垂直的，并且拉深深度最大的 部位偏在右側(cè)。拉深過程中，當(dāng)毛坯形狀由、變到時，毛 坯右側(cè)開始被拉入凸、凹模之間的垂直間隙中，而垂直間隙使得 右側(cè)的拉深變形阻力比左側(cè)大得多，在這以后的拉深中毛坯就有 可能從左側(cè)經(jīng)凸模頂部向右側(cè)竄動；圖b所示的沖壓方向順時針 旋轉(zhuǎn)了150，右側(cè)上部側(cè)壁不再是垂直的，因而左、右側(cè)的拉深 變形阻力基本一致了。 工藝補(bǔ)充部分是彌補(bǔ)產(chǎn)品的沖壓工藝性缺陷的工序件結(jié)構(gòu) 部分，包括工藝延伸補(bǔ)充部分和零件結(jié)構(gòu)孔洞的工藝補(bǔ)充部分。 在車身覆蓋件的拉深工藝中，它是不可缺少的。拉深件的工藝 補(bǔ)充部分可以使凹?？谒闹芴幍拿骼钭冃巫枇鶆颍拐?個拉深件塑性變形均勻，并可以為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。 1） 工藝延伸補(bǔ)充部分 拉深件上修邊線以外的部分為工藝延伸補(bǔ)充部分。 常見的工藝延伸補(bǔ)充部分種類如圖2-65所示。圖a的修邊線 在拉深件壓料面上，而壓料面就是覆蓋件本身的法蘭邊，垂直