汽車B柱沖壓模具的設計

PAGEPAGE2摘要該文旨在探討汽車覆蓋件沖壓模具數(shù)字化工藝技術(shù)的建立，以左B柱加強板為例，詳細介紹了該工藝技術(shù)在沖壓工序中的運用，并經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，超前預知成型問題，并采取相應對策則定性地提出了拉深成型流程中的工藝技術(shù)參數(shù)，為現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)提出了科學的參照值。由于使用CAD統(tǒng)一系統(tǒng)平臺，我們可以按照汽車覆蓋件沖壓模具的基本規(guī)范完成模具設計。結(jié)尾，我們可以經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和匯總，了解汽車覆蓋件沖壓模具的加工特點和工藝流程。使用CAD技術(shù)能夠大大縮短模具制造時間，降低調(diào)整頻率。通過這種方式，我們能夠更好地了解與傳統(tǒng)沖壓工藝不同的模型制造方法，為未來汽車覆蓋件的開發(fā)提供參考。關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件；CAD//；加強板；沖壓工藝；調(diào)試ABSTRACTIllustratingtheroleofcomputer-aidedtechnologiesintheformationofautomotivesheetpanelsstampingdie,thispaperbeginswiththeleftBstrengthenplankofautomobilemetalsheetsasanexample,followedbythedrawingprocessingsupplement..Briefly,theutilizationoftechnologyinthestampingoftheleftBstrengthenplankofautomobilemetalsheetswaspresented.Byscrutinizingtheproduct'sformationprocess,partialflawswereforeseenandthensuccessfulstepsweretaken..Quantitativelyprovidingtechnicalparametersduringthedrawingprocess,UGsoftwarewasthenemployedtodesignandmanufacturediesforautomotivesheetpanels.Finally,themanufacturingcharacteristicsofautomobilebodymetalsheetstampingdiewereanalyzedandsummarized..TheCAD'sutilizationshortenedthedie'sproductioncycleanddecreasedtherateoftrialproduction.Thispaperrevealsthecontrastbetweenthetraditionalsheetstampingprocessanddiemanufacturingtechnique.Itfurnishesawealthofknowledgeindiedesignforautomotivesheetpanels..Keywords:AutomotiveSheetPanels；CAD；StrengthenPlank；StampingProcess；TrialProduce

目錄TOC\o"1-3"\u1緒論……………11.1概述…………11.2沖壓成型及其在工業(yè)發(fā)展中的地位………11.3汽車覆蓋件模具設計的重要意義…………11.4汽車覆蓋件模具設計/工藝/制造/管理基礎數(shù)字信息化的現(xiàn)狀及展望11.5設計目的……………………21.6設計構(gòu)想……………………22左B柱加強板汽車覆蓋件沖壓成形性工藝分析………………32.1引言…………32.2產(chǎn)品沖壓成形性分析………32.2.1沖壓工藝方案的制定………………32.2.2材料性能分析………42.2.3設備條件和生產(chǎn)技術(shù)水平…………52.2.4生產(chǎn)準備周期………52.2.5確定沖壓工藝方案…………………52.3本章小結(jié)…………………63工藝參數(shù)計算…………………73.1沖模的壓力中心的計算…………………73.2工藝尺寸計算……………73.2.1毛坯尺寸計算………73.3計算工序作用力…………83.3.1拉深力計算………83.3.2壓邊力計算…………83.4彈簧的計算與選用…………93.5本章小結(jié)…………………104沖壓設備的選擇………………114.1壓力機的性能……………114.2壓力機的選擇……………114.3本章小結(jié)…………………125左B柱加強板汽車覆蓋件沖壓模具UG/\o"/cat_1310001.html"CAD結(jié)構(gòu)設計………135.1汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)并行設計性能……135.2模架設計……………135.3拉深模具設計………………135.3.1拉深模具類型選擇…………………135.3.2模具主要零部件設計………………145.3.3壓邊零件……………145.3.4拉深筋的選擇………145.3.5導向裝置……………145.3.6排氣孔………………155.3.7平衡塊………………165.3.8毛坯的定位…………165.3.9拉深件的出模方式…………………165.3.10安全裝置…………165.3.11凸模設計…………165.3.12凹模設計…………175.3.13壓邊圈設計………175.3.14模具裝配圖設計…………………185.5本章小結(jié)…………………19致謝…………………20參考文獻…………21

1緒論1.1概述近年來，模具的發(fā)展受到了越來越多的關(guān)注，它匯集了各種先進技術(shù)，能夠迅速精確地將物料成形、連接、裝配成零部分、組件或商品，其工作效率、精確度、流線、超微型化、節(jié)約、環(huán)境保護，乃至產(chǎn)品性能和外形等，都遠超過傳統(tǒng)工藝方法。車身覆蓋件是一種很復雜的鍛造件，它們由薄板組成，具有高度的構(gòu)造尺度和表面質(zhì)量要求。由于汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車覆蓋件的生產(chǎn)變得日益關(guān)鍵，它不但影響車輛的外觀質(zhì)量，還能反映某個發(fā)達國家或公司的生產(chǎn)水平和能力。1.沖壓成形技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中扮演著重要角色，其地位不可忽視。由于社會主義國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，對新型模具制造業(yè)的需求也愈來愈高，這促使了新型產(chǎn)品模具工藝技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使得新型產(chǎn)品模具成為制造各項工藝品和農(nóng)業(yè)商品的主要工藝技術(shù)裝置，從20世紀八十年代初期開始，中國模具產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展迅猛，獲得了顯著成果。近二十年來，中國模具工業(yè)的總量以驚人的速率增長，2000年超過二百八十億元人民幣，當中沖壓模具占比高達50%，塑膠模型占比33%，壓鑄模具6%，其余各種類型模型占比11%，為國家經(jīng)濟發(fā)展作出了重要貢獻。根據(jù)相關(guān)領域的預計，模具市場發(fā)展的綜合態(tài)勢將保持穩(wěn)定增長。近年來，由于進口模具中精密、大功率、復雜性、長壽命的產(chǎn)品模具占據(jù)了大多數(shù)，所以，為了盡量減少進口商品，提升國產(chǎn)化率，這類高端產(chǎn)品模具在國際市場上的份量將會不斷增加。1.3汽車覆蓋件模具設計的重要意義汽車覆蓋件模具是汽車制造過程中不可或缺的一部分，它的質(zhì)量直接影響著汽車的最終性能和使用壽命，因此，如何提高汽車覆蓋件模具的生產(chǎn)效率，以滿足消費者的需求，是一項極具意義的工作。未來5~10年，我國轎車模型制造商將迎來一次前所未有的發(fā)展。盡管目前國內(nèi)汽車價格戰(zhàn)日益激烈，但轎車模型的需求量仍在增加，尤其是中高檔模具的生產(chǎn)能力與需求量之間的缺口仍然很大，這正是轎車模型引進量不斷增加的原因。近年來，中國汽車模具制造技術(shù)水準的飛速提升引起了歐美汽車業(yè)的廣泛關(guān)注。由于成本上的巨大資源優(yōu)勢，發(fā)達的模具制造業(yè)紛紛遷移到亞洲地區(qū)，尤其是我國，大批購買汽車模具已經(jīng)不可避免。機會是不可避免的，但唯有預備充足的人才能把握機會，我國汽車模具業(yè)要做好準備，迎接來自海內(nèi)外的巨大挑戰(zhàn)。1.數(shù)字信息化在汽車覆蓋件模具產(chǎn)品設計、技術(shù)、生產(chǎn)和管理方面的應用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。隨著科技的發(fā)展，電腦輔助信息技術(shù)已經(jīng)被應用于模具行業(yè)，大大提升了產(chǎn)品設計制作的數(shù)字化水平，推動了模具行業(yè)科技的創(chuàng)新，徹底改變了中國傳統(tǒng)的思維方式，極大地提升了產(chǎn)品設計制作的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。然而，目前中國的大多數(shù)模具企業(yè)在模具設計和制造過程中仍然面臨許多挑戰(zhàn)。1.4.1汽車覆蓋件模具設計工藝制造管理基礎數(shù)字信息化的現(xiàn)狀

自20世紀80年代中，先進的計算機輔助設計制造技術(shù)的引入，推動了產(chǎn)品設計制造的數(shù)字化的進程，同時促進模具行業(yè)技術(shù)新的革新如三維造型、數(shù)控加工等，改變了原有模具設計/制造的理念，提高了設計制造的效率和質(zhì)量。

當前我國大部分模具企業(yè)在模具設計制造過程中最普遍的問題是：至今模具設計仍以二維工程圖紙為基礎、產(chǎn)品工藝分析及工序設計也是由設計師的豐富的實踐經(jīng)驗為基礎、模具的主件加工才是以二維工程圖為基礎，作三維造型，進而用數(shù)控加工完成。即模具設計、產(chǎn)品工藝分析、模具制造之間的數(shù)字信息沒有有序流通，相互分割。因此目前大部分模具設計工藝制造的流程是：

(1)產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)導入后，由經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員進行工藝分析、工序設計等產(chǎn)生DL二維圖。

(2)設計員根據(jù)DL二維圖，進行模具結(jié)構(gòu)的二維工程圖設計。

(3)根據(jù)DL二維工程圖，進行檢具設計二維工程圖設計。

(4)制造工程師根據(jù)模具的二維工程圖，對模具主件、實型\o"/cat_1050013.html"鑄造型芯進行三維造型設計。編制數(shù)控加工指令、數(shù)控加工模具主件及\o"/cat_1050013.html"鑄造型芯。

(5)制造工程師要根據(jù)檢具二維工程圖，對其檢測型面作三維造型，編制數(shù)控加工指令，加工制造。(6)MFC造型，如有不適當?shù)牡胤剑谵D(zhuǎn)到\o"/cat_1310001.html"CAD/設計協(xié)調(diào)。

(7)澆鑄、型面加工。(8)模具裝配、調(diào)試等。1.5設計目的由于國民經(jīng)濟的增長，人民的進步，汽車的需求量也在逐年增長，汽車與人民的生活息息相關(guān)。因此，汽車覆蓋件模具的設計顯得尤為重要，特別是對于汽車內(nèi)覆蓋件左B柱加強板，必須采取有效措施，以促進我國汽車的國產(chǎn)化，為社會發(fā)展做出貢獻。1.6設計構(gòu)想為了滿足車輛覆蓋件沖壓模型的設計要求，從生產(chǎn)工序數(shù)模制造工藝補充分析到模型制作整個過程，我們不但要充分考慮到?jīng)_壓力成形性、模型制作工序性，更需要充分考慮模型制作生產(chǎn)成本等諸多原因，以確保最終產(chǎn)品質(zhì)量。為了完成DL圖、模具結(jié)構(gòu)三維設計、模具裝配圖、零件圖以及畢業(yè)設計說明書的編輯，我們必須充分利用大學期間所學的知識和實踐技能，以最大限度地發(fā)揮自身的潛力。分析二種汽車覆蓋件的沖壓成形工藝，其中包括左b柱加強板。2.1引言汽車覆蓋件是一種復雜的沖壓件，其材質(zhì)薄而構(gòu)造緊密，尺度大而精確，表面質(zhì)量要求極高，生產(chǎn)成本也相對較高。為了制作出高品質(zhì)的覆蓋件，需要經(jīng)歷多道工序，其中拉深件的設計尤為重要，因為它直接影響到覆蓋件的質(zhì)量。隨著板料成形有限元理論的完善、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展、對沖壓過程認識的深入了解，以及板料成形有限元模擬技術(shù)的日趨成熟，使得模擬沖壓成形過程成為可能，并日益成為推動沖壓模具工業(yè)乃至汽車工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

下面以汽車內(nèi)覆蓋件左B柱加強板，依據(jù)其結(jié)構(gòu)特點判斷材料的流動方式，利用UG軟件作合理的工藝補充，借助于板料沖壓成形仿真軟件AUTOFORM進行沖壓成形過程的模擬，并獲得了合理的拉深工藝參數(shù)，并用于指導生產(chǎn)。2.2產(chǎn)品沖壓工藝性分析沖壓工藝性是指沖壓加工件的可塑性和可操作性，它需要沖壓加工件的規(guī)格、精確度、外形等參數(shù)必須滿足沖壓機械加工的規(guī)范，以滿足不同的應用需求。汽車內(nèi)部裝飾件包括：左右B柱加固板、左右B柱上外板、左右翼子板內(nèi)側(cè)加固板、后圍內(nèi)板、集風板等，它們的安裝方式如圖二點一所示，旨在支撐車身外部結(jié)構(gòu)，增強車身的強度和穩(wěn)定性。圖2.1內(nèi)覆蓋件裝配圖2.2.1沖壓工藝方案的制定(1)生產(chǎn)綱領這種制件的生產(chǎn)批量可達五千件，屬于大規(guī)模生產(chǎn)。其中，沖壓工藝的關(guān)鍵在于流水線上的制造，所以每一道工序都必須選用特定的模型，而且模具結(jié)構(gòu)比較簡潔，同時還采取了自動化送料和取件的方式。(2)制件的沖壓工藝性圖2.2制件圖沖壓工藝的質(zhì)量一般取決于沖壓件的構(gòu)造和規(guī)格、準確度和斷面粗糙度材料等3個因素。左B柱加強板的外形較為簡單，升降幅度較小，在中間形狀過渡區(qū)出現(xiàn)曲線，物料傳遞較為方便，但是有些部份易于拉伸和起皺，因此在成型過程中必須避免出現(xiàn)皺紋和裂紋等質(zhì)量缺陷。經(jīng)過全面分析，這件制品的成型難度相對較低。這個零件與其他部件配合使用，并且嚴格遵守裝配規(guī)范和公差要求。通過電腦三維空間造型設計，左B柱加強板制件外形如圖二點二所示，尺寸由數(shù)字化定義，并且在工作站上進行精確的沖壓工藝分析，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。2.2.2材料性能分析汽車覆蓋件的材質(zhì)選擇應當考慮到其硬度和剛性，以確保其實用性。此外，還需要符合沖壓工藝的標準，因為物料的品質(zhì)影響到?jīng)_壓工藝的設計、沖模的選擇、沖壓件的品質(zhì)、沖模的使用壽命以及產(chǎn)品的使用壽命，同時也會影響到生產(chǎn)成本和組織均衡性。在選用車身覆蓋件材質(zhì)時，應當科學合理地評估其鍛造特性，以確保板材的塑性變形功能得到發(fā)揮，從而有效節(jié)約材質(zhì)生產(chǎn)成本，同時也能確保鍛造產(chǎn)品的安全性。汽車內(nèi)外覆蓋件的材料選擇與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，08F、08、IOF、l0號鋼板是最常用的，厚度一般在0.8~2.0mm之間。特別是對于拉深深度較深、形狀復雜的覆蓋件，08鋼板更為合適，可以滿足其要求。冷扎鋁鎮(zhèn)靜鋼板已經(jīng)成為汽車行業(yè)中最受歡迎的材料之一，其獨特的性能和優(yōu)勢使其成為汽車覆蓋件的首選材料。(1)強度高；(2)良好的塑性；(3)板厚方向抗變形能力強；表二顯示了一些冷扎鋁鎮(zhèn)靜鋼材的結(jié)構(gòu)、退火和平整狀況下的力學穩(wěn)定性，以及它們之間的差異。.1。表2.1顯示了板材的化學成分和力學性能，以及它們之間的關(guān)系。牌號化學成分%屈服點N/mm2不大于抗拉強度N/mm伸長率%

不小于杯突mmCMnPSAlST12<0.10<0.50<0.035<0.035

280270-410288.8--11.1ST13<0.08<0.45<0.030<0.035

240270-370349.5--11.8ST14<0.08<0.40<0.020<0.030>0.025210270-400389.6--12.3為了滿足客戶的要求，我們采用ST14板料，厚度為1.5mm，這些高品質(zhì)碳素鋼含碳量較低，具備極高的硬度和塑性，可以進行深打制、深拉深和焊接，而且淬硬度和淬透性極低，并且具備足夠的時間靈活性，是一種非常優(yōu)秀的冷沖壓鋼材。2.2.3設備條件和生產(chǎn)技術(shù)水平汽車制造商擁有四條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線由五臺壓機構(gòu)成，其中包括一套雙動壓力機和四臺單動壓力機，以確保沖壓件能夠在五道工序內(nèi)完成。憑借多年的經(jīng)驗和實力，該公司擁有足夠的能力來開發(fā)出高質(zhì)量的汽車模具。2.2.4生產(chǎn)準備周期企業(yè)的產(chǎn)品籌備時間是衡量其競爭力的重要指標，因此，企業(yè)應該努力縮減籌備時間，以提升其競爭力。汽車制造商需要模型的可用時間為五個月，但充分考慮到企業(yè)的模型開發(fā)能力，增加模型對生產(chǎn)準備時間的負面影響可以忽略不計。2.2.5確定沖壓工藝方案根據(jù)制件的形狀和其他因素，我們初步設計了一個模具，并將其工序擬定為：采用方案一：OP10進行拉深，而;OP20則采用一次性外圍切邊和沖孔的方式進行處理。；OP30整形；OP40沖孔（直接和使用）--修邊。方案二：OP10拉深；OP20修邊--沖孔--側(cè)沖孔；OP30修邊--側(cè)沖孔。按照圖2.2，該零部件有十個孔，假設選用方法一沖側(cè)孔一次性完工，則沖孔凹模均處于斜面上，孔較為聚集，極易導致沖模強度不足、沖孔廢棄物排出不暢等問題，危害大批量機器化制造和沖模系統(tǒng)的維修安裝。所以，為了解決這些實際問題，建議將沖側(cè)孔施工分離，按照方法二，按照修邊和沖孔的要求，設計的沖壓工藝走向與拉深沖壓工藝走向一致，以達到更好的沖壓效果，提高生產(chǎn)效率，降低廢物排放量，提升沖壓質(zhì)量，達到大批量機械化生產(chǎn)。通過優(yōu)化工序安排，使得整個流程更加高效。根據(jù)上述分析，表二中給出的方案可以用來確定左B柱加強板的模具設計工藝流程。.2。表2.2工藝流程圖OP工序名稱預計模具尺寸10DR拉深2000×1000×H80020TR--PI--C-PI修邊、沖孔、側(cè)沖孔2000×1000×H80030TR—C-PI修邊、側(cè)沖孔2000×1000×H800經(jīng)過深入分析，我們可以確定這種沖壓工藝是否合理。根據(jù)制造廠的設備條件和制件的構(gòu)造，我們決定采取單動拉深的方式來完成這三步驟。在完成這些步驟之后，我們將著手搭建工藝補充面，并對其展開成型分析。2.3本章小結(jié)汽車沖壓件應具有出色的工藝性能和經(jīng)濟效益，衡量其質(zhì)量的重要指標包括工序數(shù)量、結(jié)構(gòu)設計等。減小操作人員數(shù)量和沖壓占地面積，是節(jié)省投資和能耗的有效方法。經(jīng)過對汽車左B柱加強板沖壓成形性工藝的分析，我們可以準確地識別出可能存在的危險區(qū)域，并且可以精確地給出拉深成形過程中的工藝參數(shù)，從而有效地預測出可能的問題。模擬結(jié)果顯示，現(xiàn)有的皺紋、裂縫等問題已經(jīng)得到了有效的解決，為現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)提出了科學的根據(jù)。

3工藝參數(shù)計算3.1模具壓力中心的計算模型的壓強中心是用來測量沖壓強的合力的作用點。關(guān)于保持沖模的正常，在設計過程中應盡量使沖模的受壓中央與氣壓機滑塊的中心點重合。否則，沖模會出現(xiàn)歪斜，造成凸凹模間隙不均，加快導向零部件的破壞，以至造成氣壓機導軌的破壞，嚴重危害氣壓機的精確度。針對外形單一的材料，如橢圓、正多邊型和矩形，在沖裁過程中，受壓重心與它們的幾何形狀重心應保持一致。而針對外形很復雜的制品，如多凸模沖孔模和連續(xù)模，則需要通過分析法或作圖法來定義各種壓力中心。根據(jù)上述知識，我們可以將汽車覆蓋件的數(shù)模中央當作模型的加壓中央，并將其當作加壓機的中央，以確保制件的精確性和穩(wěn)定性。3.2工藝尺寸計算尺寸計算原則：(2)落料件的寬度取決于凹模，因而應以凹模作為產(chǎn)品設計基礎；而沖孔件的寬度則取決于凸模，因而應以凸模作為產(chǎn)品設計基礎。(2)為了增加模型的壽命，在設計新模型時應依據(jù)損壞規(guī)則，將凹模尺度調(diào)整至落料件最少的限制尺度，而將凸模尺度調(diào)整至沖孔件最高的限制尺度，以減少磨損后落料件和沖孔件的尺寸變化。(3)出于確保產(chǎn)品的精確度，凸模和凹模相互之間應保持合理的間距。針對落料件，應將凹模尺度縮小，以獲得最佳的間距；而針對沖孔件，應將凸模尺度擴大，以獲得最佳的間距。由于間距在沖模損壞后會擴大，因此在產(chǎn)品設計凸模和凹模時應取最初始間距的最小，以便在修邊時能夠更加方便地進行操作。(4)凸模和凹模的制造精度應與沖裁件的尺寸相匹配，并且應根據(jù)入體方向進行標記以確保準確性。(5)在計算尺寸時，應該充分考慮模具制造的復雜性。3.2.1毛坯形狀和尺寸的確定在最優(yōu)化的技術(shù)依據(jù)上，決定毛坯的形式、規(guī)格和制作方法，并決定材料的消耗量，以達到最佳效果。確定毛坯的形狀和尺寸，通常需要進行兩個步驟：展開和實驗校正。在制作覆蓋件毛坯時，“斷面線長擴展法”可以用來展示其外形和尺度。如果需要更精確地計算斷面線長度，“基底展開法”可以幫助我們在拉深件上取出更多的斷面線。對于帶有水平基底或類似于水平基底的組件，在成形過程中，基底的塑性變形可以極小或者不存在。經(jīng)過測算，最后毛坯規(guī)格為1470mm×425mm×1.5mm，但這個規(guī)格僅供調(diào)試使用，最后的規(guī)格需要經(jīng)過試模后才能確定。材料利用率為==36.5%3.3計算工序作用力3.3.1拉深力計算（3.1）式中拉深力，N；修正系數(shù)。根據(jù)制件的形狀，厚度取=2.0；橫截面周邊長度，mm；材料厚度，mm；材料的強度極限，N/mm。拉深凸模的輪廓周長為L=3569mm×N3.3.2壓邊力計算（3.2）式中壓邊力，N；單位壓邊力，；在壓邊圈下毛坯的投影面積，。壓邊圈面積S=398234,=0.22×398234=87611.5=87.62×N3.4彈簧的計算與選用已經(jīng)有了國家和一機部頒布的標準，用于沖裁卸料或頂件的彈簧必須符合這些標準。在選擇彈簧時，應該遵循以下原則：首先，要滿足模型的結(jié)構(gòu)要求，其次，要確保彈簧可以提供所需的壓力和時間。該模具采用彈性卸料裝置按照彈簧的最大工作負荷（3.3）并使（3.4）式中彈簧的壓力，N；卸料力，N；預壓力，N；彈簧根數(shù)。選擇彈簧壓縮量：（3.5）式中彈簧允許的最大壓縮量，mm；彈簧需要的總壓縮量，mm；彈簧的預壓縮量，mm；彈簧工作行程，mm；彈簧的修磨或調(diào)整量通常取四毫米，但也可以根據(jù)需要進行調(diào)整。6mm。壓料芯行程：式中S壓料芯行程，mm；板料厚度，mm；刃口切入深度(最大)，一般3～7mm。在選用壓縮彈簧時，還要考慮模具結(jié)構(gòu)空間設計的限制，因為模型的封閉高程決定了彈簧在預壓情況下的寬度，而上下模座的寬度也決定了卸料板的規(guī)模，因此，在選用彈簧時，應該確保其根數(shù)、管徑和寬度都滿足模具結(jié)構(gòu)空間設計的需要。3.5本章小結(jié)本章討論了汽車覆蓋件模具設置的工藝計算方法，并結(jié)合實際情況，對制件的各種技術(shù)參數(shù)作出了合理的計算結(jié)果，以確保模型零部分的質(zhì)量。通過標準化的模具設計，可以有效地縮減研發(fā)時間，大大降低成本，提升研發(fā)效果。4沖壓設備的選擇4.1壓力機的性能在生產(chǎn)中小型沖壓件時，開始加壓機是一種常用的選項。它擁有三面敞開的操作空間，操作簡單方便，易于裝配機械化設備，成本低廉。但是，由于鋼材質(zhì)量較差，工作時車床的角度變化會造成沖模間隙分布不均，嚴重影響沖模的壽命和沖壓件的品質(zhì)，因此適用于準確度需要不太高的沖壓件。在生產(chǎn)大型和準確度需要較高的沖壓件時，閉式壓制機是一種理想的選用。它具有彈性變形小、剛度高、精度高的特點，可以滿足復雜的拉深件的生產(chǎn)需求。此外，閉式雙動式拉深加壓機也是一種不錯的選用，它可以同時使用內(nèi)滑板和外滑板來完成拉深和壓邊工作。模具設計簡單，可靠性高，可依據(jù)工藝要求調(diào)整壓邊力。在小量產(chǎn)，特別是較大厚板件的成形工序中，液壓機是一種理想的選用。它具有速度快、效率高、制件規(guī)格準確度穩(wěn)定性等優(yōu)點，而且氣壓大，不用恒定行程，可以有效避免板材厚薄超差帶來的過載問題，尤其是在工作行程較大的沖壓生產(chǎn)工序中，更是顯示出其優(yōu)越性。選用合適的沖壓設備對于沖壓工藝和模具設計至關(guān)重要，因為它影響到?jīng)_壓設備的安全性和使用效率，并且會到質(zhì)量、模具壽命、效率以及降低成本等許多實際問題。然而，液壓機通常不適用于沖裁件的制造。選用沖壓設備時，應該考慮其類型和規(guī)格，以確保最佳的性能和效率。選擇沖壓設備時，應根據(jù)工藝特性、生產(chǎn)規(guī)模、幾何外形、體積和精確度需求因素加以充分考慮。在鍛造件制造中，曲柄壓力機和液壓機是最常見的設備，可以滿足不同的生產(chǎn)需求。雙動壓機具備行程寬、壓邊力平穩(wěn)、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，因此在包覆件的拉深成型中，它們是最佳選擇。然而，對于尺寸較小的零件，單動壓力機也是一種不錯的選擇，因為它們具備較小的彈性變形、良好的剛度和較高的精度。4.2壓力機的選擇在選擇單動壓力機參數(shù)時，主要從以下幾方面考慮：()公稱壓力是指壓力機滑塊施加的壓力，它必須小于滑塊的公稱力，以保證壓力機的正常運行。(2)工藝人員應當精確估算拉深成型所需的壓邊力，并且要求其低于氣墊壓強；此外，設備氣墊的行程也應該大于拉深件深度的兩倍之上。(3)滑塊行程:滑塊的行程是指它從一個起點到另一個起點的距離，這個距離通常要比拉深件的深度大得多。(4)擠壓機的裝模標高是指滑塊從下止點到操作臺上墊板上水平中間的位置，它能夠根據(jù)調(diào)整滑塊的長度來調(diào)整，以確保模具的閉合高度處于最佳狀態(tài)。(5)擠壓機操作平臺的寬度應該比沖模的最大尺寸更大，便于更好地安置沖模，并且每邊的寬度都要比下模座的寬度更大，便于更好地安置螺釘和壓板。(6)擠壓機馬達的輸出功率必須足夠強大，以滿足鍛造工藝中的需求。裝模高度必須符合模具的設計要求，以確保壓力機的正常運行。（4.1）在式中，壓力機的最大和最小安裝高度分別為毫米和毫米;模具的高度，mm。在拉深工藝中，為了確保拉深力與壓旁力的平均值處于壓力曲線之內(nèi)，應當選用較大的加壓機，以滿足拉深力與壓旁力的要求。為此，應該根據(jù)實際經(jīng)驗公式，選取合適的壓力機噸位，以達到最佳的拉深效果。對于淺拉深件:≥（1.6～1.8）（+）（4.2）對于深拉深件:≥（1.8～2）（+）（4.3）式中壓力機公稱壓力，N；拉深力，N；壓邊力，N。由于該制件屬于淺拉深件，因此我們選擇了公式(3-十四)來進行計算?！荩?.6～1.8）(+87.62)×=7866.76×N＜8000×N為了滿足大批量生產(chǎn)的沖壓線的需求，我們應該盡可能地保持產(chǎn)品模具外形尺寸和閉合高度的一致性，這樣的話不僅可以方便機械的選擇和產(chǎn)品模具裝配，還可以更好地實現(xiàn)碼放和管理工作。因此，我們建議將模具外形尺寸設計為：長×寬×高=2200mm×1000mm×750mm四條產(chǎn)品線分別是A線、B線、C線和D線，其中壓力機的技術(shù)參數(shù)可以在附錄四點一和表四中找到，以便更好地了解.2。經(jīng)過全面考慮，我們決定采用C2:JB36-800B壓力機來進行第一工序的拉深模具;4.3本章小結(jié)在選擇沖模時，應當充分考慮其外形結(jié)構(gòu)規(guī)格與各種壓力機的匹配，以確保沖模能夠正確地裝配和使用。此外，還應該注意模型形狀輪廓平面尺度與加壓機墊板、下模緩沖器平面尺度以及加壓機墊板孔尺度的匹配，以確保沖壓生產(chǎn)線的順利完成，并確保工作效率。5汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)設計 5.1汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)并行設計車輛覆蓋件模型具有精確度高、外形復雜多變、尺度大、配套協(xié)調(diào)性需求大等優(yōu)點，但傳統(tǒng)單一的“串行”順序方法存在諸多缺點，如二維圖樣表現(xiàn)的局限和手工產(chǎn)品的低工作效率，使得設計組中技術(shù)人員相互之間無法準確交換消息，也無法及早發(fā)覺模型產(chǎn)品中的問題，以至可能造成返工，從而拉長了模型產(chǎn)品的周期，因此，有必要采取更加先進的方法，以進一步提高模型產(chǎn)品的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，達到更高的效果。并行設計是一個全新的方法，它能夠幫助多學科設計師協(xié)同信息技術(shù)，并且能夠快速地完成產(chǎn)品設計，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力。5.2模架設計模型的外型尺度由模型的復合尺度和模架的尺度組成，其中，模型的復合尺度是按照凹模周界尺寸計算出來的，而模架的尺度則是依據(jù)模型的總體結(jié)構(gòu)和國家提供的沖模組合尺度來決定的。只要規(guī)定了典型結(jié)構(gòu)的寬度，模型的閉合高度和其余零部件的寬度也就可以得到規(guī)定。選擇合適的模具組件是非常重要的，這包括確定模具零部件的結(jié)構(gòu)和組成，選擇固定方法，安裝定位裝置，卸料和頂出裝置，選擇模架形式，使用彈簧和橡皮，以及確定模具的固定方式。為了滿足大批量生產(chǎn)的沖壓線的需求，我們應該盡可能地保持產(chǎn)品模具外形尺寸和閉合高度的一致性，這樣的話不僅可以方便機械的選擇和產(chǎn)品模具裝配，還可以更好地實現(xiàn)碼放和控制。因此，我們建議將模具外形尺寸設計為：長×寬×高=2200mm×1000mm×750mm上、下模座采用實型鑄造結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是減輕模具重量，節(jié)省材料，降低模具制造成本，減輕模具加工量，減輕勞動強度，滿足大型制件壓床閉合高度大的要求。

5.3拉深模具設計初始資料，如沖壓生產(chǎn)工藝方案和三維沖壓技術(shù)CAD型面，是覆蓋件進行沖模組織并行工程規(guī)劃的基礎。這些數(shù)據(jù)可以幫助我們確定凸模、凹模和壓邊圈型面，從而更好地實現(xiàn)覆蓋件模型的建立。5.3.1拉深模具類型選擇汽車覆蓋件拉深?？煞殖蓡蝿雍碗p動兩種類型，其中單動拉深模更適用于中小規(guī)模包覆件的拉深，因為它所需的壓邊力更小。為了更好地滿足工藝要求，拉深模應采用倒裝構(gòu)造，即凸模安置在下工作臺面上，凹模安置在上滑塊上，以確保沖壓方向的準確性。大多數(shù)覆蓋件都是一次性完成的。5.3.2模具主要零部件設計模具設計的重點在于確定工作部件、位置部件和卸料部件的結(jié)構(gòu)和安裝方式。在選擇標準沖模零件時，應盡量考慮它們的性能。在設計非標準零件時，應注意它們的加工工藝。車身覆蓋件由凸模、凹模、壓邊圈和穩(wěn)定座組成，這些零件都使用鑄造技術(shù)，以減少體重并保證一定的強度和剛性。為此，鑄件上的非主要組成部分應采取空心形式，而影響強度和剛度的部份則應設置加固筋，以確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。5.3.3壓邊零件單動拉深模具的壓邊方法有多種，其中最常見的是彈簧或橡皮壓旁，也有使用氣墊或液壓墊壓邊。按照汽車制造商的技術(shù)參數(shù)，液壓墊壓邊是一種更加穩(wěn)定的壓邊方法，它的力量源泉是氣壓機下部的液壓缸，利用托桿將壓力傳遞到壓邊圈上，從而使壓旁力保持在一個較為穩(wěn)定的水平。5.3.4拉深筋的選擇拉深筋是一種廣泛應用于汽車覆蓋件成型流程中的有效方法，它可以有效地調(diào)整和限制壓料面的壓力。筋的種類繁多，包括圓形、矩形、拉深筋和三角筋等。通常來說，拉深筋應該被安裝在凸筋上方，以確保其牢固性。。5.3.5導向裝置汽車覆蓋件沖模的主導零部件起著至關(guān)重要的作用，它不僅能夠確保模型的準確性，還能夠提高覆蓋件的準確度和模型的性能。沖壓板厚ABCDEFHIJKL1.5≤t＜2.5505040≥504040404031040圖5.1拉深模壁厚尺寸(單位：mm)由于該制件不具有軸對稱性，因此在沖壓過程中會產(chǎn)生側(cè)向力，而導柱和導套的導向能力有限，因此，為了確保其長期使用壽命，最佳的選擇是采用背靠塊導向方式。一般來說，常見的拉深模具有導板、導塊、箱式背靠塊壓邊圈以及上下導向塊等多種結(jié)構(gòu)。壓邊圈和凹模的導向，形式如圖5.2。沖壓行程較大時；對鑄件有重量限制時；結(jié)構(gòu)復雜時；側(cè)向力小時；生產(chǎn)批量較大時。由于該制件的形狀復雜，拉深深度較淺，部分較深，材質(zhì)厚薄大，大批量制造，因此對導向剛性要求較高，為了滿足這些特性，采用背靠塊對壓邊圈和凹模作為主導的經(jīng)典構(gòu)件。凹模安放的是鋼導板，導板內(nèi)部的空隙在0.08~0.12mm左右。壓料圈內(nèi)導向：1)可使模具變小。2)比較容易保證同凸模的配合精度。圖5.2導向結(jié)構(gòu)壓料圈和凸模之問的導向：凸模采用鋼導板設計，聚酰胺導板固定在壓料圈上，取向間距介于0.3~0.5mm;之間，而壓料圈上的鋼導板內(nèi)部的空隙則介于0.08-0.12mm左右，這樣導向結(jié)構(gòu)既可以確保凸模的成功合模，又可以有效防止凸模型面的破壞。5.3.6排氣孔當凸凹模封閉時，由于型腔內(nèi)的氣流不能排除，導致板料不能充分貼合模型，從而嚴重影響制件表層品質(zhì)。想要解決這個問題，應該在凹模上開設排氣孔，使室內(nèi)空氣可以有效地排除模型外部，一般孔徑為φ6，并且應該均勻分布，如圖五所示.3。 圖5.3排氣孔5.3.7平衡塊

由于覆蓋件在拉深時受多方面因素的影響，如壓力機精度、模具制造誤差等，造成壓料面間隙不均勻，各點的壓力不均勻，導致拉深開裂、起皺。增加平衡塊的作用是調(diào)整壓料面的間隙，穩(wěn)定進料阻力，使材料流動均勻。平衡塊數(shù)量一般為6個，用內(nèi)六角螺釘分別安裝于壓料困與凹模上，其間隙調(diào)整為最大不產(chǎn)生皺紋，最小不低于制件料厚。5.3.8毛坯的定位在凹模壓料面上，使用精確的位置板來確定毛坯的位置，而且要求其分布均勻。5.3.9拉深件的出模方式由于制件的形狀簡單、深度較淺，使得它們不會被凹模固定，因此取件變得更加容易，可以采用人工取件的方式。5.3.10安全裝置(2)出于確保壓件人員的生命安全，在凸模穩(wěn)定底座和壓邊圈送料方向上應當分別裝設保護板，以確保安全。用于確保模型在運輸中的穩(wěn)定性，應在其上下兩端加裝保護條，以確保模型的牢固固定。5.3.11凸模設計凸