汽車主要外觀沖壓件工藝設(shè)計(jì)教材

1、汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)1汽車覆蓋件的特點(diǎn) .3.2汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì) .3.21 汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容 .3.22 拉延工藝設(shè)計(jì) .9.2 21 拉延沖壓方向的確定 .9.222 拉延工藝補(bǔ)充、壓料面、及凸模輪廓線的設(shè)計(jì) .9.223 拉延筋的應(yīng)用及設(shè)計(jì) .1.1224 拉延毛坯形狀及展開 .1.72 25 DL 圖的內(nèi)容及設(shè)計(jì) .1.923 修邊沖孔工藝設(shè)計(jì) .2.2.2 31 修邊沖孔沖壓方向的確定 .2.2232 修邊沖孔工藝方案的設(shè)計(jì) .2.524 翻邊工藝設(shè)計(jì) .3.9.2 41 翻邊沖壓方向的確定 .3.9242 翻邊工藝方案的設(shè)計(jì) .3.925 整形工藝設(shè)計(jì) .4.5.

2、26 回彈分析及校正工藝設(shè)計(jì) .4.6261 回彈的分類及產(chǎn)生原因 .4.6262 常見的回彈及其對(duì)策 .4.627 特殊材料的汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì) .4. 9271 拼焊板的沖壓工藝設(shè)計(jì) .4.9272 復(fù)合板的沖壓工藝設(shè)計(jì) .5.22 72 鋁合金板的沖壓工藝設(shè)計(jì) .5.33 汽車覆蓋件典型零件沖壓工藝分析及方案 .5. 53 1 頂蓋的沖壓工藝分析及方案 .5.53 2 后圍外板的沖壓工藝分析及方案 .5.53 3 車門外板的沖壓工藝分析及方案 .5.63 4 長(zhǎng)頭車前圍外板的沖壓工藝分析及方案 .5. 63 5 油底殼的沖壓工藝分析及方案 .5.71汽車覆蓋件的特點(diǎn)（內(nèi)容見原書）2汽

3、車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)21 汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容隨著人們對(duì)汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)重要性認(rèn)識(shí)的加深， 覆蓋件 沖壓工藝的設(shè)計(jì)內(nèi)容已經(jīng)不再局限于簡(jiǎn)單的工藝排序及拉延補(bǔ)充， 而 是深入到模具設(shè)計(jì)、模具制造、乃至模具及沖壓件檢查等各個(gè)方面。 目前，汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括： 1確定基準(zhǔn)點(diǎn)及與沖模中心的關(guān)系所謂基準(zhǔn)點(diǎn)是指基于汽車產(chǎn)品坐標(biāo)系，位于汽車覆蓋件表面或接 近汽車覆蓋件表面，用于反映汽車覆蓋件在模具中的位置關(guān)系的 一個(gè)空間坐標(biāo)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的設(shè)定需注意： 基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量取在汽車覆蓋件的坐標(biāo)交點(diǎn)上， 其坐標(biāo)值最好是整數(shù)。 如將基準(zhǔn)點(diǎn)放在汽車覆蓋件表面，則要盡量放在平滑的表面上。 標(biāo)記方法：

4、 按汽車覆蓋件相對(duì)與沖壓方向的旋轉(zhuǎn)情況分為以下三種情況： 汽車覆蓋件相對(duì)與沖壓方向無(wú)旋轉(zhuǎn)如圖 19.8-3 所示，需在圖中畫上坐標(biāo)線， 標(biāo)注坐標(biāo)線尺寸， 指圖 19.8-3 汽車覆蓋件相對(duì)與沖壓方向有一次旋轉(zhuǎn)如圖 19.8-3 所示，需在圖中畫上坐標(biāo)線， 標(biāo)注坐標(biāo)線尺寸， 指 出下一條坐標(biāo)線的方向 ，標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)，并指出旋轉(zhuǎn)角度。圖 19.8-4 汽車覆蓋件相對(duì)與沖壓方向有兩次旋轉(zhuǎn)如圖 19.8-3 所示，需在圖中畫上坐標(biāo)線， 標(biāo)注坐標(biāo)線尺寸， 指 出下一條坐標(biāo)線的方向 ，標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)及兩次旋轉(zhuǎn)角度，并說明旋 轉(zhuǎn)順序。圖 19.8-52確定各工序沖壓方向、送料方向及工序沖壓內(nèi)容沖壓方向及沖壓內(nèi)容

5、一般說來，各工序的沖壓方向及工序內(nèi)容不是孤立的，而是 存在著很大程度上的內(nèi)在聯(lián)系的。 而拉延工序的沖壓方向和工藝補(bǔ)充 對(duì)后序的相應(yīng)內(nèi)容的影響是最大的，如圖 19.8-6 所示，對(duì)同一個(gè)零 件，拉延時(shí)的沖壓方向決定了后序沖孔是直沖還是吊楔沖孔。圖 19.8-6因此首先要在充分考慮拉延狀態(tài)和保證后序沖壓合理性的前提 下定出拉延工序的沖壓方向及工藝補(bǔ)充， 然后在汽車覆蓋件上其余的 邊、孔、翻邊等制件特征進(jìn)行合理的排序。 送料方向送料方向的確定原則是：符合流水化作業(yè)的生產(chǎn)原則， 對(duì)于手工送料， 各工序送料方向應(yīng) 盡量一致， 避免汽車覆蓋件在沖壓生產(chǎn)過程中的翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)， 以減輕 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。有利于修

6、邊廢料的順利滑落。3確定輔助制造基準(zhǔn)和檢測(cè)點(diǎn) 給出拉延模到位標(biāo)記銷的位置使用目的：將上批最終產(chǎn)品和這批最初產(chǎn)品的沖壓成形程度（剪斷程度)通過視覺進(jìn)行比較，將此作為成形狀態(tài)的判斷基準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 標(biāo)記銷設(shè)置在凹模一側(cè)，一般斜對(duì)角布置兩個(gè)。 設(shè)置在沖壓件材料流動(dòng)少的水平面上。沒有水平面時(shí)， 設(shè)在不影響產(chǎn)品的平面上，一般設(shè)在修邊沖孔線以外。 盡可能法向壓印。 給出 C H 孔的位置C H 孔(Coordinate Hole)是在汽車覆蓋件模具后期制造中， 用于對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整驗(yàn)證以及對(duì)汽車覆蓋件進(jìn)行尺寸實(shí)驗(yàn)和 檢測(cè)。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： C H 孔為專用孔，一般不用產(chǎn)品上的孔 CH 孔一般為兩個(gè)，但當(dāng)

7、產(chǎn)品為細(xì)長(zhǎng)易變形件如左 / 右時(shí)可 以設(shè)置 3 個(gè)。左右件拼合沖壓時(shí)， CH孔要設(shè)兩對(duì)。 CH 孔要盡量設(shè)在平面上，要充分考慮后序模具的結(jié)構(gòu)， 不能設(shè)在后序有頂出裝置的地方， 不能設(shè)在有雙動(dòng)斜楔的地 方，并且后序模具在相應(yīng)的 CH 孔位置處不能懸空。 給出 CP 點(diǎn)的位置CP點(diǎn)( Check Point)主要是用于對(duì)汽車覆蓋件模具泡沫 及鑄件數(shù)控加工型面進(jìn)行檢測(cè)，而由設(shè)計(jì)者從工藝數(shù)模中給出 的檢測(cè)點(diǎn)。CP點(diǎn)源于手工對(duì)汽車覆蓋件模具泡沫及鑄件數(shù)控加工型 面無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)，而要采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。其設(shè)置原則是在保證均勻設(shè)置的前提下每隔約 500mm 一個(gè) 4對(duì)各工序模具結(jié)構(gòu)給予前期指導(dǎo) 拉延模 給出托

8、桿孔位； 給出模具快速定位方式及相應(yīng)位置； 給出模具閉合高度及壓板槽位置； 給出模具的起吊方式； 修邊沖孔沖孔模 給出廢料刀的位置及廢料流向； 給出模具閉合高度及壓板槽位置； 給出模具的起吊方式； 翻邊整形模 向下翻邊時(shí)要給出刮料器的位置； 向上翻邊時(shí)要托桿孔位、模具快速定位方式及相應(yīng)位置； 給出模具閉合高度及壓板槽位置； 給出模具的起吊方式； 斜楔模 給出斜楔的類型和工作角度； 特殊類型的斜楔給出工作簡(jiǎn)圖； 給出模具閉合高度及壓板槽位置； 給出模具的起吊方式；2 2 拉延工藝設(shè)計(jì)2 21 拉延沖壓方向的確定內(nèi)容見原書，圖 19.8-3-19.8-5 改為圖 19.8-7 19.8-9）222

9、 拉延工藝補(bǔ)充、壓料面、及凸模輪廓線的設(shè)計(jì)1 工藝補(bǔ)充部分的設(shè)計(jì)（內(nèi)容見原書 , 圖 19.8-6-19.8-9 改為圖 19.8-10-19.8-13）2 壓料面的設(shè)計(jì)（內(nèi)容見原書 , 圖 19.8-10-19.8-14改為圖 19.8-14-19.8-18） 3 凸模輪廓線的設(shè)計(jì) 當(dāng)修邊線在凸模上時(shí)， 為了減少側(cè)壁手工研配的工作量，9圖 19.8-19 當(dāng)修邊線在壓料圈上時(shí)，凸模輪廓線應(yīng)按圖 19.8-20 所 當(dāng)側(cè)壁為產(chǎn)品形狀時(shí)，凸模輪廓線應(yīng)按圖 19.8-21 所示 設(shè)計(jì)：10112 23 拉延筋的應(yīng)用及設(shè)計(jì)1 拉延筋的分類和適用范圍 按形狀分為 圓形拉延筋，見圖 19.8-22，用于

10、一般情況圖 19.8-22圖 19.8-2112 方形拉延筋，見圖 19.8-23，用于淺拉延，變形性質(zhì)為脹形時(shí)圖 19.8-23 臺(tái)階形拉延筋（拉延檻） ，見圖 19.8-24，用于特殊 按設(shè)置方法分為 整體式拉延筋， 見圖 19.8-25，在模具本體上直接加 工出來，用于一般情況。圖 19.8-25圖 19.8-26 堆焊式拉延筋， 見圖 19.8-27，在模具本體上用堆焊的方式獲得，主要在模具調(diào)試時(shí)使用2 拉延筋的布置和尺寸設(shè)計(jì) 圓形拉延筋 整體式拉延筋時(shí)，a 當(dāng)修邊線在凸模上時(shí)，尺寸應(yīng)按圖 19.8-28 所示設(shè)計(jì)：圖 19.8-28其中， HR；(R=5, 6, 8)ARR1R2C；

11、13圖 19.8-27B2RR3R4C；C 值按以下條件確定：a. R2=12 時(shí)， C8；b. R2=2.5 以上時(shí)， C 6；b當(dāng)修邊線在壓料面上時(shí)， 尺寸應(yīng)按圖 19.8-29 所示設(shè)計(jì)：圖 19.8-3014 鑲拼式拉延筋時(shí)，尺寸應(yīng)按圖 19.8-30 所示設(shè)計(jì)：其中， HR；(R=5, 6, 8) 方形拉延筋 整體式拉延筋時(shí)，a 一般情況下，尺寸應(yīng)按圖 19.8-31 所示設(shè)計(jì)：圖 19.8-31b需要提高材料利用率時(shí)， 尺寸應(yīng)按圖 19.8-32 所示設(shè)計(jì)：1516圖 19.8-32 鑲拼式拉延筋時(shí)，尺寸應(yīng)按圖 19.8-33 所示設(shè)計(jì)：圖 19.8-33其中，H W/2；(W=1

12、0, 12, 16) 臺(tái)階形拉延筋（拉延檻）尺寸應(yīng)按圖 19.8-34 所示設(shè)計(jì)：圖 19.8-34其中， A=R1+R2+C; (C=7mm)224 拉延毛坯形狀及展開 汽車覆蓋件毛坯按形狀一般分為矩形毛坯和形狀毛坯。 矩形毛坯是由整張的冷軋板由剪板機(jī)按設(shè)計(jì)尺寸剪切后獲 得，而形狀毛坯則由落料?；蛟诶幽Ｖ屑勇淞瞎δ塬@得。無(wú)論那種毛坯，均存在展開問題，對(duì)于一般旋轉(zhuǎn)體，對(duì)稱件 拉延毛坯的展開可以按成形前和成形后的面積相等的原則計(jì)算。 但對(duì)于汽車覆蓋件由于其形狀復(fù)雜、變化不規(guī)則、也不均勻，且 材料存在相互位移，不能用面積相等的原則計(jì)算。目前，在設(shè)計(jì)階段常采用尺寸決定法來獲得毛坯的大致形狀和尺寸，

13、在拉延模制造完成之后在試驗(yàn)出最小的毛坯，以便獲得17高的材料利用率。拉延毛坯尺寸決定法如下：按板料成形性質(zhì)分為兩種情況：1 拉深變形時(shí)如圖 19.8-35 所示，凸模最初接觸比較平的表面時(shí)，但是當(dāng)壓料面上有修邊沖孔線時(shí)，應(yīng)考慮其尺寸圖 19.8-35拉延毛坯 B130A（1）；其中 的值：=0（圓形拉延筋，進(jìn)料方向與其垂直） =0.04 （方形拉延筋）=0.02 （圓形拉延筋，進(jìn)料方向與其平行）2 脹形變形時(shí)（淺拉深）如圖 19.8-36 所示，拉延毛坯 Lb70圖 19.8-3618設(shè)計(jì)中對(duì)拉延工序件的縱、 橫方向各取典型斷面或取數(shù)個(gè) 等距斷面按上述方法計(jì)算，再與角部（相當(dāng)于矩形盒角部）形

14、狀的毛坯展開圓滑過渡連接， 從而獲得近似的展開形狀和尺寸， 如果形狀近似于矩形，則應(yīng)簡(jiǎn)化成一定尺寸的矩形毛坯。此外，隨著 CAE技術(shù)的日漸成熟和廣泛使用，基于有限元 模擬技術(shù)的毛坯展開將會(huì)逐漸替代手工展開，將會(huì)使汽車覆蓋 件毛坯展開的精度和速度大大提高。225 DL 圖的內(nèi)容及設(shè)計(jì)DL圖（ Die Layout Drawing ）是用于表示汽車覆蓋件沖壓工藝內(nèi)容，指導(dǎo)后序模具設(shè)計(jì)和制造的工程計(jì)劃圖。DL圖的內(nèi)容應(yīng)包括：1 工序劃分及加工內(nèi)容2 工藝流程圖及沖壓設(shè)備3 各工序沖壓方向及斜楔加工方向4 各工序送料方向5 各工序加工內(nèi)容視圖表示及示意簡(jiǎn)圖6 基準(zhǔn)定位孔（ C/H），型面檢查點(diǎn)（ C/

15、P）7 基準(zhǔn)點(diǎn)及沖壓中心的關(guān)系8 拉延件工藝補(bǔ)充形狀、位置及凸模輪廓線9 拉延毛坯形狀尺寸10 修邊沖孔位置、廢料刀布置及廢料流向11制件變形預(yù)測(cè)及措施1912 強(qiáng)力鐓死區(qū)13 斜楔類型及角度14 對(duì)各工序模具結(jié)構(gòu)給予的前期指導(dǎo)15 其他需要說明的事項(xiàng)（左右件、技術(shù)要求等） 圖 19.8-37 所示為轎車翼子板 DL 圖中的工序簡(jiǎn)圖示例圖 19.8-3720圖 19.8-38 所示為 DL 圖中的各種符號(hào)參考表：圖 19.8-38212 3 修邊沖孔工藝設(shè)計(jì)23 1 修邊沖孔沖壓方向的確定 修邊沖孔的沖壓方向設(shè)計(jì)按考慮順序有以下原則：刃口強(qiáng)度原則刃口強(qiáng)度是由孔邊距、 孔間距、 刃口有效厚度的絕

16、對(duì)值和 相對(duì)值、以及刀口的銳角度決定。還與刃口材料與熱處理和 沖壓材料的機(jī)械性能和狀態(tài)相關(guān)。當(dāng)用強(qiáng)韌的刃口材料在小 壁厚的狀態(tài)下使用時(shí)，仍然有滿意的使用效果，在所有的影 響刃口強(qiáng)度的諸多因素中，除孔間距只與沖壓工序數(shù)量相關(guān) 而與沖壓方向無(wú)關(guān)外，其余因素均應(yīng)在確定沖壓方向時(shí)認(rèn)真 加以考慮。a.修邊沖壓方向的確定如圖 19.8-39 所示，修邊線無(wú)論是在型面上還是在法蘭 上，當(dāng)修邊線與產(chǎn)品側(cè)壁距離很小時(shí)，均要選取正置沖壓方圖 19.8-3922b.沖孔沖壓方向的確定如圖 19.8-40 所示，在型面上沖孔，當(dāng)孔距產(chǎn)品側(cè)壁 距離很小時(shí)， 只能采用倒置沖壓方向。 而當(dāng)在凸緣面上沖孔 ，當(dāng)孔距產(chǎn)品側(cè)壁距

17、離很小時(shí)，則需采用正置沖壓方向。圖 19.8-40c.修邊沖孔沖壓方向的確定在修邊沖孔復(fù)合時(shí)，若發(fā)生修邊和沖孔對(duì)沖壓方向要 求不一致時(shí)，應(yīng)遵循改善刃口強(qiáng)度最差的分離條件作為主 要原則，將沖壓方向一致的邊與孔放到一道工序中。 精度質(zhì)量原則這里的精度是指沖壓件由于沖壓方向而產(chǎn)生的誤差， 是 與沖壓方向相關(guān)的精度。主要包括兩方面：a. 尺寸、形狀、位置偏差如圖 19.8-41 所示，當(dāng)產(chǎn)品要求的修沖尺寸為沿型面的法向時(shí)，而沖壓方向與修沖法向不重合成一定夾角時(shí)，會(huì)23使修邊沖孔的尺寸、形狀、位置產(chǎn)生偏差。這種偏差僅與沖壓方向有關(guān)，而與制造精度并無(wú)直接關(guān)系圖 19.8-41因此在選擇修邊沖孔的沖壓方向時(shí)

18、要充分考慮由于沖壓 方向和產(chǎn)品法向不重合帶來的誤差，當(dāng)產(chǎn)品對(duì)邊和孔有尺寸 公差要求時(shí)要注意選擇合理的沖壓方向和刃口尺寸，以便沖 壓出合格產(chǎn)品。當(dāng)產(chǎn)品修沖尺寸為自由公差時(shí)，考慮到?jīng)_裁 時(shí)產(chǎn)生側(cè)向力，為減小工作零件所受剪應(yīng)力，此時(shí)沖壓方向 和產(chǎn)品修沖尺寸的法向夾角 a 應(yīng)小于 1015 度。b. 沖裁斷面質(zhì)量沖裁斷面質(zhì)量主要包括斷面質(zhì)量、毛刺大小、光亮帶方 向。斷面質(zhì)量主要指斷面的垂直度，即實(shí)際剪切面和刃法線 的夾角，該角度過大，會(huì)使的沖壓件尤其是外圍法蘭邊有如2425刀鋒一樣鋒利，會(huì)傷害操作工人。而毛刺應(yīng)盡量避免存在與沖壓件的裝配表面上，從而影響裝配間隙和質(zhì)量。而光亮帶 應(yīng)盡可能朝向后序翻邊或翻

19、口的外表面，以防止翻邊或翻口 外表面材料纖維拉伸變長(zhǎng)而引起破裂。232 修邊沖孔工藝方案的設(shè)計(jì)1 修邊線的展開汽車覆蓋件修邊線的展開是很復(fù)雜的一個(gè)問題， 手工展開 工作量大，而且精度低，因此在現(xiàn)生產(chǎn)中精確的修邊線一般 是用樣板在后序模具上經(jīng)過實(shí)驗(yàn)而獲得的，而這大大增加了 覆蓋件模具的制造周期，成為目前覆蓋件模具制造的一大瓶 頸。因此，利用 CAE技術(shù)獲得精確或較為精確的修邊線將成 為未來發(fā)展的方向。制件修邊尺寸的展開， 因?yàn)榍闆r很多而不能一一列舉， 在 此僅舉幾個(gè)代表性的例子。 無(wú)伸長(zhǎng)或壓縮的純直角彎曲的情況圖 19.8-42如圖 19.8-42 所示：L a+b+c（ Rxt ）/180其中

20、，x 為中性層位移系數(shù)， 用線性差值法從下表獲得：R/t0.1 0.20.3 0.40.50.60.70.811.2x0.21 0.22 0.23 0.240.25 0.26 0.280.30.32 0.33R/t1.3 1.522.534567=8x0.34 0.36 0.38 0.390.40.42 0.44 0.46 0.480.5 壓縮翻邊 （90 彎曲 ） 如圖 19.8-43 所示：圖 19.8-43 拉伸翻邊 （90 彎曲 ） 如圖 19.8-44 所示：2627圖 19.8-44 壓合時(shí)修邊尺寸展開計(jì)算方法=展開翻邊長(zhǎng)度 0=壓合后翻邊長(zhǎng)度 L = 壓合前翻邊長(zhǎng)度 t1=外板厚

21、度 t2=內(nèi)板厚度圖 19.8-45如圖 19.8-44 所示，當(dāng) R=0時(shí)， L= L0+t 2+1.06t 1當(dāng) R=t2時(shí) , L= L0+0.57t 2+1.08t 12 多次修邊接刀的設(shè)計(jì)由于強(qiáng)度和廢料排放問題，汽車覆蓋件的修邊往往不 是一次完成，當(dāng)采用多次修邊工藝時(shí)，每次修邊之間就不 可避免的產(chǎn)生接刀問題。接刀形狀和尺寸可以按圖19.8-46 至圖 19.8-48 設(shè)計(jì) 當(dāng)材料厚度 t=1.5mm 時(shí)，有以下兩種形式：28圖 19.8-46 形式一圖 19.8-47 形式二 當(dāng)材料厚度 t0.10.50.04 0.07鋼0.52.50.025 0.062.56.50.02 0.05

22、6.50.015 0.04鋁、鋁合金0.03 0.08紫銅、黃銅0.02 0.06314 廢料刀的布置和廢料的處理廢料刀的布置是修邊工藝制定的一項(xiàng)重要內(nèi)容， 也是DL 圖上必不可少的。廢料刀布置的是否合理直接影響到廢料能否順利的滑落， 進(jìn)而關(guān)系到?jīng)_壓生產(chǎn)的效率， 所以是用戶最關(guān)心的方面之一，也是修邊工藝成敗的關(guān)鍵。廢料刀的布置有以下幾個(gè)原則： 廢料刀的布置首先要保證廢料排除通暢，要考慮廢 料從各個(gè)方向翻轉(zhuǎn)都能順利落下。為了保證廢料從 廢料刀一側(cè)落下，必須對(duì)模具一周廢料刀周密考慮， 即順時(shí)針或逆時(shí)針沿周設(shè)置，并且廢料刀的刀面角 度為 10。 廢料刀的開角相對(duì)于整刀直角， 如圖 19.8-49 所

23、示； 而當(dāng)修邊線為內(nèi)凹曲線時(shí)，如圖 19.8-50 所示，則 廢料刀應(yīng)與模具中心線平行。圖 19.8-4932 廢料刀的布置應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)a 當(dāng) 產(chǎn) 品 修 邊 線 有 凹 形 和 凸 臺(tái) 時(shí) 應(yīng) 按 圖19.8-51 及圖 19.8-52 布置，當(dāng)按圖布置廢料 仍然不能順暢排出時(shí)，應(yīng)采取頂銷或剛性勾料 的強(qiáng)制方法保證廢料的順暢滑落。圖 19.8-5033圖 19.8-52b 如圖 19.8-53 所示，不要使凸模刃口與廢料刀 相對(duì)，如不可避免時(shí)，廢料刀開角應(yīng)設(shè)計(jì)成 20 度（如圖中雙點(diǎn)劃線所示）或設(shè)置強(qiáng)制落 料裝置。圖 19.8-53廢料刀應(yīng)如圖布置， 尤其是當(dāng)角度 15c30 時(shí)，必須

24、按圖所示布置。d 對(duì)于輪罩，車門，側(cè)圍等存在很大的內(nèi)凹形狀34的零件，要避免廢料刀過長(zhǎng)的情況。如圖19.8-55 所示應(yīng)盡量避免圖 19.8-55e 要避免出現(xiàn)廢料刀強(qiáng)度太弱的情況圖 19.8-56f 在產(chǎn)品角部布置廢料刀時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： 如圖 19.8-57 所示，廢料刀刃口距 R 最少10mm。35 如圖 19.8-58 所示，廢料刀刀座輪廓不要超過修邊線。 如圖 19.8-59 所示，廢料刀的布置應(yīng)使廢料的重心在圖示雙點(diǎn)劃線之外。圖 19.8-57圖 19.8-5836廢料重心圖 19.8-59 廢料刀的布置應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的大小 （箭頭為廢料流向） a 小型產(chǎn)品圖 19.8-60b 中型產(chǎn)

25、品37圖 19.8-61c 大型產(chǎn)品圖 19.8-625 修邊沖孔類型的確定修邊沖孔按 （內(nèi)容見原書 P390 3.3, 圖改為3819.8-63 和 19.8-64）6 修邊沖孔工藝內(nèi)容的分配修邊沖孔工藝設(shè)計(jì)的另一項(xiàng)重要內(nèi)容就是在確定沖 壓件上的邊和孔得沖壓類型后，再對(duì)其在一定的工序內(nèi)進(jìn) 行分配，即確定某一條邊或某一個(gè)孔在哪一道工序沖出。 而在進(jìn)行這一項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮模具的結(jié)構(gòu)和強(qiáng) 度。從模具工作部分強(qiáng)度考慮， 當(dāng)孔與孔、 孔與邊、邊與 邊的最小距離按料厚小于下表所給出的最小值時(shí)，則必須 放到兩道沖壓工序中來實(shí)現(xiàn)。t （料厚 ）0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91a（最小距

26、離 ）1.4 1.6 1.822.3 2.52.7t （料厚 ）1.2 1.5 1.7522.1 2.5 2.75a（最小距離 ）3.2 3.8 4.3 4.955.86.3t （ 料厚）33.544.555,56a（最小距離 ）6.7 7.6 8.5 9.31012152 4 翻邊工藝設(shè)計(jì)24 1 翻邊沖壓方向的確定（內(nèi)容見原書 P391 4 .2, 圖改為 19.8-65）24 2 翻邊工藝方案的設(shè)計(jì)1 翻邊力及壓料力的計(jì)算 翻邊力的計(jì)算與修邊沖孔一樣，計(jì)算翻邊力的目的主要是為了后面39a. P = 1/2 ltb. P =40壓料力的計(jì)算。其計(jì)算根據(jù)翻邊方式的不同分為以下 8 種情況.l

27、tlte. P = 2/3圖 19.8-66其中， P翻邊力（ N） 抗拉強(qiáng)度（ N/mm2）l翻邊長(zhǎng)度（ mm） t 料厚（ mm）注：如產(chǎn)品需底面墩死，則實(shí)際的翻邊力應(yīng)為計(jì)算值的 1.52 倍。 壓料力壓料力根據(jù)板料厚度和沖壓件形狀不同而不同，一 般為翻邊力的 15 30，壓料力的確定要依照以下原則： a當(dāng)沖壓件是外板件時(shí)壓料力應(yīng)按 30計(jì)，內(nèi)板件時(shí)c. P = 3/2 ltd. P = 2 lth. P = 3/2lt41壓料力圖 19.8-67按 15 20。b所計(jì)算的壓料力為壓料板剛接觸板料時(shí)的壓力 如圖 19.8-67 所示。c. 對(duì)于內(nèi)板件，如分析有向外拉料的可能性時(shí)（見圖 19

28、.8-68），應(yīng)加大壓料力，可按外板計(jì)算。2 翻邊變形分析及工藝對(duì)策 翻邊的分類及其變形特點(diǎn)般將翻邊分為三大類：42b. 伸長(zhǎng)翻邊如圖 19.8-70 所示，翻邊線為內(nèi)凹曲線且或翻邊 所在的面為上翹曲面， 此時(shí)翻邊處受拉應(yīng)力， 板料產(chǎn) 生伸長(zhǎng)變形。c收縮變形如圖 19.8-71 所示，翻邊線為外凸曲線且或翻邊所在的面為上凸曲面， 此時(shí)翻邊處受壓應(yīng)力， 板料 產(chǎn)生收縮變形。43a直線翻邊如圖 19.8-69 所示，翻邊線為直線且翻邊所在的面為平面，此時(shí)翻邊為純壓彎狀態(tài)， 板料不存在變形圖 19.8-70 具體對(duì)策 無(wú)論是伸長(zhǎng)翻邊還是收縮翻邊，其對(duì)策都是為了 減小殘留的內(nèi)應(yīng)力， 防止制件出現(xiàn)開裂或

29、起皺等沖壓 缺陷。a 伸長(zhǎng)翻邊如圖 19.8-72 所示，當(dāng)翻邊伸長(zhǎng)趨勢(shì)很嚴(yán)重時(shí)應(yīng) 在翻邊線以外的翻邊展開面上合理的布置一些凸點(diǎn)， 在翻邊前依靠這些凸點(diǎn)事先存一定的料， 避免翻邊時(shí) 因材料伸長(zhǎng)變形導(dǎo)致制件出現(xiàn)缺料開裂。修邊線b 收縮翻邊如圖 19.8-73 所示，對(duì)于收縮翻邊應(yīng)在考慮不影44 響修邊的情況下盡量采用拉延的方式成形， 必要是可 圖 19.8-71圖 19.8-72以不用翻邊工藝，采用拉延后斜楔修邊。圖 19.8-732 5 整形工藝設(shè)計(jì)為保證沖壓件能順利成形，我們往往在拉延工序?qū)Ξa(chǎn)品的某些形狀和特征進(jìn)行改動(dòng)，如加大圓角，對(duì)位于壓料面的制件形狀進(jìn)行模糊處理等，而這些產(chǎn)品形狀的恢復(fù)一

30、般是通過整形工藝來實(shí)現(xiàn)的。另外，由于沖壓缺陷和拉延變形不均勻?qū)е吕?延修邊后的制件產(chǎn)生變形， 而產(chǎn)品又對(duì)這些形狀有特別的要求， 如油底殼，氣缸蓋罩等零件，產(chǎn)品出于密封性考慮，對(duì)產(chǎn)品上 的大平面有平面度的要求，此時(shí)拉延修邊后的零件往往不能滿 足這一要求，此時(shí)也需要通過整形來滿足這些特殊要求。整形工藝雖然是覆蓋件沖壓工藝的一種， 但工藝比較簡(jiǎn)單，其輸入是拉延或拉延修邊后的工序制件，要通過該工藝獲得的是符合要求的制件最終形狀。因此，整形通常不會(huì)被作為一道45單獨(dú)的工藝，即出于經(jīng)濟(jì)性考慮不會(huì)單獨(dú)用一套整形模去實(shí)現(xiàn)整形工藝。所以在覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，我們通常把整形工藝和翻邊工藝或修邊沖孔工藝合并，形成

31、翻邊整形或修邊沖孔 整形的復(fù)合工藝。2 6 回彈分析及校正工藝設(shè)計(jì)261 回彈的分類及產(chǎn)生原因?qū)τ诟采w件沖壓來講，回彈是很難控制的一項(xiàng)沖壓缺陷。通常將回彈分為兩類：1 拉延回彈由于拉延過程中， 板料存在難以控制的復(fù)的變形， 因此拉延件中總是存在著殘余的內(nèi)應(yīng)力，而這些內(nèi)應(yīng)力往往在 修邊后得以釋放，從而造成回彈。2 翻邊回彈翻邊后由于板料的塑性變形不夠， 存在著大量的彈性變形，當(dāng)制件從模具中取出時(shí)，彈性變形恢復(fù)，從而引起回 彈。262 常見的回彈及其對(duì)策1 過拉延 對(duì)于門內(nèi)板這種拉延深度大的沖壓件，要對(duì)側(cè)壁凹陷回彈進(jìn)行控制。如圖 19.8-74 所示。46對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板，頂蓋等曲率半徑大的外覆蓋

32、件， 對(duì) 對(duì)于梁類拉延深度較大的零件，也要對(duì)側(cè)壁凹陷2 過凸起中心部位的變形要加以控制。如圖 19.8-76 所示47圖 19.8-74圖 19.8-75主要是針對(duì)翻邊回彈而采取的對(duì)策， 通過經(jīng)驗(yàn)、 實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)或是計(jì)算機(jī)模擬獲得覆蓋件的回彈數(shù)據(jù)，然后在工藝上 給出一定的回彈角，如圖 19.8-77 所示，在斜楔翻邊工藝4827 特殊材料的汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)271 拼焊板的沖壓工藝設(shè)計(jì)1. 拼焊板的優(yōu)點(diǎn)及其在汽車覆蓋件上的應(yīng)用拼焊板( TWB Taior_welded blank)是將兩塊或兩塊以 上具有不同的機(jī)械性能、鍍層或厚度的板料焊接到一起所得到 的具有理想強(qiáng)度和剛度的輕型板料。在生產(chǎn)

33、、制造和設(shè)計(jì)方面，拼焊板的使用有著巨大的優(yōu)勢(shì)：由于產(chǎn)品的不同零件在成形前即通過連續(xù)焊接工藝焊接在一起，因而提高了產(chǎn)品的精度。在撞擊過程中，可以控制更多的能量得到吸收，從而增強(qiáng)耐磨性能。減少設(shè)計(jì)邊角料，并將廢料回收進(jìn)行后續(xù)沖壓成形，從而節(jié)約了材料。減少零件裝配數(shù)量，從而簡(jiǎn)化流程?？s短工模具處理和安裝過程。降低人員和產(chǎn)品的成本。對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者而言拓寬了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性。由于拼焊板相對(duì)于單個(gè)鋼板具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此自 20世紀(jì) 80年代以來在汽車覆蓋件上得到了廣泛的應(yīng)用，圖 19.8-78 給出了拼焊板在汽車覆蓋件上的應(yīng)用。49圖 19.8-782. 拼焊板的沖壓性能分析及相應(yīng)對(duì)策 雖然拼焊板的

34、應(yīng)用具有許多優(yōu)點(diǎn)， 但是拼焊板在車身設(shè)計(jì)中的 應(yīng)用仍然帶來了許多新的沖壓成形方面的挑戰(zhàn)。 其中，沖壓成形性能 的下降以及焊縫位置的移動(dòng)是需要面臨的主要問題。 兩者相較， 焊縫 移動(dòng)對(duì)拼焊板成形性的影響更大。因此，控制焊縫移動(dòng)，可以抑制較 薄/弱側(cè)金屬的局部塑性變形，增加厚 /強(qiáng)側(cè)金屬流入凹模中的比例， 從而提高拼焊板的沖壓成形性，控制焊縫移動(dòng)的方法通常有以下幾 種： 改變模具壓邊力法如圖 19.8-79 所示，可以采用臺(tái)階式和組合式壓料圈，既可 以避免法蘭面起皺，又可以靈活調(diào)整邊緣壓邊力以抑制焊縫位移。50圖 19.8-79 布置拉延筋法 通過布置拉延筋來達(dá)到調(diào)整拼焊板沖壓成形過程中的強(qiáng)側(cè)和

35、弱側(cè)材料流動(dòng)，從而達(dá)到控制焊縫位移的目的。 夾持焊縫法 夾持焊縫法主要是指采用附加的設(shè)備直接對(duì)拼焊板焊縫施加 作用力以控制焊縫位移的方法。主要有墊片夾緊法和液壓夾緊法兩 種，前者是在下模上使用墊片與對(duì)應(yīng)的凸模前者在下模上使用墊片與 對(duì)應(yīng)的凸模部分實(shí)施夾緊的方法， 該方法需要焊縫在沖壓過程中位 于最高點(diǎn)。而后者則采用在凸凹模上分別安裝液壓缸以?shī)A緊焊縫的方 法。（見圖 19.8-80 ）允許焊縫處于零件曲率的任何位置 , 不必局限 于凸模的頂點(diǎn) , 具有更廣的適用性， 該方法可以有效地抑制拼焊板成 形過程中開裂的發(fā)生 , 并且使得薄板和厚板的變形更加均勻， 另外, 對(duì)焊縫移動(dòng)的抑制還可以確保在最終

36、成形零件上各種特定性質(zhì)材料 的位置。51圖 19.8-80272 復(fù)合板的沖壓工藝設(shè)計(jì)復(fù)合板材由于具有重量輕、強(qiáng)度高、傳熱均勻和美觀等多 種優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)外的汽車制造業(yè)中已被廣泛使用。然而，由 于對(duì)這類新型的復(fù)合材料的成形性能、抗破裂成形極限、抗起 皺及回彈等性能、定型性能和剪切性能還研究的不夠充分，故 沖壓加工工藝方案的制定，模具結(jié)構(gòu)形式和模具參數(shù)的確定， 熱處理工藝規(guī)范，甚至生產(chǎn)中的操作方式的決定都是較一般材 料困難。生產(chǎn)中，往往只能靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。1 當(dāng)復(fù)合板易開裂時(shí)，需增加退火工藝。2 當(dāng)深拉延時(shí)，可以采用加潤(rùn)滑劑的方法。3 對(duì)于沖裁模，為減小毛刺，可以采用小間隙， 圓角凹52模沖

37、裁4 對(duì)于復(fù)合板材而言， 板材的總體厚度不能用來作為確 定沖壓加工工藝方案的參數(shù)依據(jù)。5 當(dāng)組成復(fù)合板材的兩種材料性能相差很遠(yuǎn)時(shí)，強(qiáng)度 高、塑性差的材料常起主導(dǎo)地位。6 當(dāng)組成復(fù)合板材的兩種材料熱處理退火溫度相差很 遠(yuǎn)時(shí)，很難用退火的方法來軟化材料，提高其塑性， 必要時(shí)可以提高其退火溫度。7 實(shí)踐證明要特別注意復(fù)合板材沖壓加工的操作方式， 即注意復(fù)合板材的送料面， 它不僅影響沖裁質(zhì)量， 而 且對(duì)彎曲、拉延等成形質(zhì)量也有很大的影響。2 72 鋁合金板的沖壓工藝設(shè)計(jì)1 鋁合金板的優(yōu)點(diǎn)及其在汽車覆蓋件上的應(yīng)用從 80 年代末，世界上歐、 美、日等很多汽車生產(chǎn)廠家與鋁 業(yè)公司合作就加強(qiáng)了對(duì)鋁制汽車車身

38、的研究， 并取得了令人鼓 舞的成就。1995 年德國(guó)奧迪公司首先開始批量生產(chǎn)鋁制車身， 把車身用鋁的研究推向了高潮， 鋁合金在整車使用材料中的比 例逐年提高。 1990-1998 這 8 年間，北美汽車工業(yè)的用鋁量增 長(zhǎng)了 102%，圖 19.8-81 是一種典型的美國(guó)轎車所用材料近幾 年變化的情況。53圖 19.8-81鋁合金板之所以能在汽車車身上得到廣泛的飛快的應(yīng)用， 源于它所具有的鋼板無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)： 它使汽車車身輕量化，節(jié)能降耗，有利于環(huán)保。 它具有良好的回收再利用性。 鋁合金汽車安全舒適。 鋁合金板的應(yīng)用減少了整車工序，提高了裝配效 率。 鋁合金板的應(yīng)用提高了燃油效率，加大了汽車的 載重能力。2 鋁合金板的沖壓性能分析及相應(yīng)對(duì)策鋁合金板材的局部拉延性不好， 容易產(chǎn)生裂紋。 如發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi) 板因?yàn)樾螤畋容^復(fù)雜， 為了提高其拉延變形性能采用高樓鋁合金， 延伸率已超過 30%，但還是比鋼差，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能 地保證形狀不突變，讓材料容易流動(dòng)以避免拉裂。尺寸精度不容54 易掌握，回彈難以控制，在形狀設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能采用回彈少的形 狀。因?yàn)殇X比鋼軟，在生產(chǎn)和運(yùn)輸中的碰撞和各種粉塵附著等原