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汽车模具 培训教材
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汽 车 冲 模 培 训 教 程 盘起 工业 (大连 ) 有限 公司 汽模 标准 件专 题组 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 3 3 3 3 年 1 1 1 1 2 2 2 2 月2 总 纲 第一 章 冲模 有关 术语 第一节 冲压工序术语 第二节 冲模和冲模零件术语 第三节 冲压工艺术语 第 二 章 汽 车 覆 盖 件 冲 模 第一节 汽车覆盖件的特点与要求 第二节 工艺方案的确定 第三节 拉延模 第四节 修边模 第五节 翻边模 第六节 斜楔模 第七节 压合模 第 三 章 汽 车 冲 模 所 用 的 标 准 件 第一节 导向件 第二节 定位件 第三节 冲压元件 第四节 弹性元件 第五节 取料件 第六节 限位件 第七节 起重件 第八节 附属零件 第 四 章 汽 车 冲 模 示 例 第一节 拉延摸 第二节 修边模 第三节 翻边模 第四节 斜楔翻边模 第五节 综合工序图或 DL 图3 第 一 章 第 一 章 第 一 章 第 一 章 汽 车 冲 模 有 关 术 语 汽 车 冲 模 有 关 术 语 汽 车 冲 模 有 关 术 语 汽 车 冲 模 有 关 术 语 冲 模有关术语,包括冲压工序术语、冲模和冲模零件术语以及冲压工序以外 的其他冲压工艺术语。 大多数术语付有简图, 以便理解。 但白马非马, 术语简图 只是术语的一个示意图例, 不包括术语的全部内容 。 而且此处的术语只是通用术 语,不包括一些地方上的通用叫法。 第一节 汽车冲压工艺术语 切开 切开是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序 。 被切开而分离 的材料位于或基本位于分离前所处的平面上。 切边 切边是利用冲模修边成形工序件的边缘, 使之具有一定直径 、 一定高度或一定 形状的一种冲压工序 切舌 切 舌 是 将 材 料 沿 敞 开 轮 廓 局 部 而 不 是 完 全 分 离 的 一 种 冲 压 工 序 。 被 局 部 分 离 的材料,具有工件所要求的一定位置,不再位于分离前所处的平面上。 切断 切断是将材料沿敞开轮廓分离的一种冲压工序, 被分离的材料成为工件或工序 件。 反拉深(反拉延) 反拉深是把空心工序件内壁外翻的一种拉深工序。 反拉深的特点: 1 1 1 1 反 拉 深 材 料 流 动 方 向 与 正 拉 深 相 反 , 有 利 于 相 互 抵 消 拉 深 过 程 中 形成的残余应力。 2 反 拉 深 时 , 材 料 弯 曲 与 反 弯 曲 次 数 较 少 , 冷 作 硬 化 也 少 , 有 利 于 成型。 正拉深中,位于压料圈圆角部的材料,流向凹模圆角时 , 内 圆弧成了外圆弧。 而反拉深中 , 位于内圆弧处的材料在流动中始终 处于内圆弧地位。 3 反拉深将原有的外表面内翻, 原有外表面拉深时的划痕将不影响外 观。 4 反 拉 深 坯 料 与 凹 模 接 触 面 较 正 拉 深 大 , 材 料 流 动 阻 力 也 大 , 因 而 一 般可不用压料圈 。 但坯料外缘流经凹模入口圆角时 , 阻力已明显 减少,故大直径薄料拉深仍需压料,以免起皱。 5 5 5 5 反拉深的拉深力可比正拉深力大 20% 20% 20% 20% 左右。 6 反 拉 深 坯 料 内 径 D1 套 在 凹 模 外 面 , 工 件 外 径 d2 通 过 凹 模 内 孔 。 故凹模壁厚不能超过 1/2(D1-d2 ) 。即反拉深系数不能太大,太大 则 凹 模 壁 厚 过 薄 , 强 度 不 足 。 另 外 , 凹 模 圆 角 半 径 不 能 大 于 1/4 (D1-d2 ). 冲中心孔 冲中心孔是在工序件表面形成浅凹中心孔的一种冲压工序, 背面材料并无相应 凸起。4 冲孔 冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种工序 (图 1-6 ) 。 在材料 或工序件上获得需要的孔。 冲缺 冲 缺 是 将 废 料 沿 敞 开 轮 廓 从 材 料 或 工 序 件 上 分 离 的 一 种 冲 压 工 序 , 敞 开 轮 廓 形成一种缺口,其深度不超过宽度。 冲裁 冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、 工 (序) 件或废料分离 的一种冲压工序。 冲裁是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、 整 修等分离工序工序的总称。 冲槽 冲 槽 是 将 废 料 沿 敞 开 轮 廓 从 材 料 或 工 序 件 上 分 离 的 一 种 冲 压 工 序 , 敞 开 轮 廓 呈槽形,其深度超过宽度。 扩口 扩口是将空心件或管状件敞开处向外扩张的一种冲压工序。 压凸 压凸是用凸模挤入工序件一面, 迫使材料流入对面凹坑以形成凸起的一种冲压 工序。 压花 压花是强行挤压材料, 在工序件表面形成浅凹花纹、 图案、 文字或符号的一种 冲压工序。被压花表面的对面并无对应浅凹的凸起。 压筋 压筋是起伏成形的一种。 当局部起伏以筋形式出现时 , 相应的起伏成形工序称 为压筋。 光洁冲裁 光洁冲裁是不经整修直接获得整个断面全部或基本全部光洁的一种冲压工序。 扭弯 扭 弯 是 将 平 直 或 局 部 平 直 工 序 件 的 一 部 分 相 对 另 一 部 分 扭 转 一 定 角 度 的 冲 压 工序 连续拉深 连续拉深是在条料 (卷料) 上, 用同一副模具 (级进拉延模) 通过多次拉深逐 步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。 变薄拉深 变薄拉深是把空心工序件进一改变尺寸和形状, 意图性地把侧壁减薄的一种拉 深工序。 卷边 卷边是将工件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。 卷边圆形的轴线呈直线 形。 卷缘 卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。 拉延 拉延是将平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序, 曲面主要依靠位于凸 模底部及压边圈上部的材料延伸形成。5 拉弯 拉 弯 是 在 拉 力 及 弯 矩 的 共 同 作 用 下 实 现 弯 曲 变 形 , 使 整 个 弯 曲 横 断 面 全 部 受 拉伸应力的一种冲压工序。 拉深 拉深是将平直毛坯或工序件变为空心件, 或者把空心件进一步改变形状和尺寸 的一种冲压工序。拉深时主要依靠凸模以外的材料流入凹模而形成。 胀形 胀形是将空心件或管状件沿径向外扩张的一种冲压工序。 弯曲 弯曲是利用压力使材料产生塑性变形, 从而弯曲成有一定曲率 、 一定角度的形 状的冲压工序。 差温拉深 差 温 拉 深 是 利 用 加 热 、 冷 却 手 段 , 使 得 变 形 部 分 材 料 的 温 度 远 远 高 于 已 变 形 部分材料的温度,从而提高变形程度的一种拉深工序。 剖切 剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。 起伏成形 起伏成形是依靠材料的延伸使工序件形成凹陷或凸起的冲压工序。 起伏成形中 材料厚度的改变是非意图性的,即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的, 不 是设计指定的要求。 校平 校平是提高局部或整体平面型零件平直度的一种冲压工序。 液压拉深 液压拉深是利用盛在刚性或柔性中的液体, 代替凸模或凹模以形成空心件的一 种拉深工序。 深孔冲裁(小孔冲裁) 深孔冲裁是孔径小于被材料料厚时的一种冲压工序。 落料 落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序, 被分离的材料成为工件或工序 件,大多数是平面形的。 凿切 凿 切 是 利 用 尖 刃 的 凿 切 模 进 行 落 料 或 冲 孔 工 序 。 凿 切 并 无 下 模 , 垫 在 材 料 下 面的只是平板,被冲材料绝大多数都是非金属。 精冲 精冲是光洁冲裁的一种, 它利用带齿压料板的精冲模使冲件整个断面全部或基 本全部光洁。 缩口 缩口是将空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。 整形 整形是依靠材料流动, 少量改变工序件形状和尺寸 , 以保证工件精度的一种冲 压工序。 整修 整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料, 从而提高边缘光洁度和垂直度的一种 冲压工序。整修工序一般也同时提高尺寸精度 。6 翻孔 翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。 翻边 翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。 第二节 汽车冲模和冲模零件术语 下模 下模是整副冲模的下半部,即安装于压力机工作台面上的冲模部分。 下模座 下模座是下模的与压力机工作台面接触的零件, 一般为板件。 其直接固定在压力 机台面或垫板上。 上模 上模是整副冲模的上半部,即安装于压力机滑块上的冲模部分。 上模座 上模座是上模最上面的板状零件, 工作时紧帖压力机滑块, 并通过模柄或直接与 滑块固定。 刃口斜度 刃口斜度是冲裁凹模孔刃壁的每侧斜度。 刃壁 刃壁是冲裁凹模孔刃口的侧壁。 气垫 气垫是以压缩空气为原动力的一种弹顶器。 反侧压块 反侧压块是从工作面的另一侧支持单向受力凸模的零件。 凸模 凸 模 是 冲 模 中 起 直 接 形 成 工 件 作 用 的 凸 形 工 作 零 件 , 即 以 外 形 为 工 件 表 面 的 零 件。 凹模 凹 模 是 冲 模 中 起 直 接 形 成 工 件 作 用 的 形 凹 工 作 零 件 , 即 以 内 形 为 工 件 表 面 的 零 件。 冲模 冲 模 是 安 装 在 压 力 机 上 用 于 生 产 冲 件 的 工 艺 装 备 , 由 相 互 配 合 的 上 下 两 部 分 组 成。 压料板(圈) 压料板 ( 圈) 是冲模中用于压住冲压材料或工序件以控制材料流动的零件 , 在拉 深模中,压料板多数称为压料圈。 压料筋 压 料 筋 是 拉 延 模 或 拉 深 模 中 用 以 控 制 材 料 流 动 的 筋 状 突 起 , 压 料 筋 可 以 是 凹 模 或压料圈的局部结构,也可以是镶入凹模或压料圈中的单独零件。 压料槛 压料槛是断面呈矩形的压料筋特称。 导正销7 导正销是深入材料孔中导正其在凹模内位置的销形零件。 导板 导板是带有与凸模精密滑配内孔的板状零件, 以内孔导向, 用于保证凸模与凹模 的相互对准。 另有一种结构不同的导板, 用于大、 中型冲模。 这种导板是以平面 导向的板状零件,用于保证凸模、压边圈与凹模三者间的两两相互对准、滑动。 导板模 导板模是以导板做导向的冲模,模具使用时凸模不脱离导板。 导柱 导柱是为上、下模座相对运动提供精密导向的圆柱形零件,多数固定在下模座, 与固定在上模座的导套配合使用。 导柱模架 导柱模架是导柱、导套相互滑动的模架。 导料板 导料板是引导条(带、卷)料进入凹模的板状导向零件。 导套 导套是为上、下模座相对运动提供精密导向的圆柱形零件,多数固定在上模座, 与固定在下模座的导柱配合使用。 防护板 防护板是防止手指或异物进入冲模危险区域的板状零件。 连续模 连续模是具有两个或更多工位的冲模, 材料随压力机行程逐次送进工位 , 从而使 冲件逐步成型。连续模又名级进模。 定位销(板) 定位销 ( 板) 是保证工序件在模具内有不变位置的零件 , 义其形状的不同而称为 定位销或定位板。 废料切刀 废料切刀有两种。 1. 装于拉深件凸缘切边模上用于切断整圈废料,以便于废料的顺利清除。 2. 装于压力机或模具上用于将条 (带, 卷) 状废料按定长切断以利清除的切刀 。 单工序模 单工序模是在压力机一次行程中只完成一道工序的冲模。 顶杆 顶杆是以向上动作直接或间接顶出工序件或废料的杆件零件。 顶板 顶板是在凹模或模板内活动的板状零件, 以向上或向下运动直接或间接顶出工序 件或废料。 顶料销 顶料销是将材料从凹模面上顶离, 以利送进的销形零件。 有的顶料销兼具导料功 能,有的只用于顶料。 齿圈 齿圈是精冲凹模或带齿压料板上的成圈齿形凸起, 是凹模或带齿压料板的局部结 构而不是单独的零件。 固定板 固定板是固定凸模用的板状零件。8 固定卸料板 固定卸料板是固定在冲模上位置不动的卸料板。 固定挡料销(板) 固定挡料销(板)是在模具内固定不动挡料销(板) 卸件器 卸件器是从凸模外表面卸脱工(序)件的非板状零件或装置。 卸料板 卸料板是将材料或工(序)件从凸模上卸脱的固定式或活动式板形零件。 卸料板有时与导料板做成一体,兼起导料作用,仍称卸料板。 卸料螺钉 卸料螺钉是固定在弹压卸料板上的螺钉,用于限制弹压卸料板的静止位置。 侧刃 侧刃是在条(带、卷)料侧面切出送料定位缺口的凸模。 侧压板 侧 压 板 是 对 条 ( 带 、 卷 ) 料 一 侧 通 过 弹 簧 施 加 压 力 , 促 使 其 另 一 侧 紧 靠 导 料 板 的板状零件。 承料板 承料板是用于接长凹模上平面,承托冲压材料的板状零件。 限位柱(块) 限位柱(块)是限制合模后上模座上平面至下模座下平面距离的柱形(块状) 零 件。 始用挡料销(板) 始 用 挡 料 销 ( 板 ) 是 供 材 料 起 始 端 部 送 进 时 定 位 用 的 零 件 。 始 用 挡 料 销 ( 板 ) 都是移动式的。 组合冲模 组 合 冲 模 是 按 几 何 要 素 ( 直 线 、 角 度 、 圆 弧 、 孔 ) 逐 副 逐 步 形 成 各 种 冲 件 的 通 用、 可调式成套冲模 。 平面状冲件的外形轮廓一般需要几副组合冲模分次冲成 。 活动挡料销(板) 活 动 挡 料 销 ( 板 ) 是 在 模 具 内 可 以 上 下 或 左 右 活 动 的 挡 料 销 ( 板 ) , 如 图 1-80b 所示。参阅“挡料销(板) ” 拼块 拼块是组成一个完整凹模、凸模、卸料板或固定板等的各个拼合零件。 挡块(板) 挡块 (板 ) 是供经侧刃切出缺口的材料送进时定位用的淬硬零件 , 兼用以平衡侧 刃所受的单面切割力。 挡块(板)一般与侧刃配合使用。参阅“侧刃” 。 挡料销(板) 挡料销 ( 板) 是材料沿送进方向的定位零件 , 以其形状不同而称为挡料销或挡料 板。 挡料销(板)是固定挡料销(板) 、始用挡料销(板)等的统称。 垫板 垫板是介于固定板 (或凹模 ) 与模座间的淬硬板状零件 , 用以减低模座承受的单 位压缩应力。 带齿压料板9 带齿压料板是精冲模中压料板的特称,因压料面带齿圈而得名。 复合模 复合模是在压力机一次行程中,在同一工位上完成两道或更多工序的冲模。 保持圈 保持圈是滚珠导柱模架中容纳并限制滚球(子)位置的多孔管状零件。 浮动模柄 浮动模柄是随上模座同时上下, 但其中心轴线与上模座平面所成的角度可成一定 范围内自由活动的模柄装配。 推杆 推杆是以向下动作直接或间接推出工(序)件或废料的杆状零件。 推板 推板是在凹模或模块内活动的板块零件,以向下动作直接或间接推出工(序) 件 或废料。 斜楔 斜 楔 是 模 具 中 改 变 直 线 运 动 方 向 的 楔 形 零 件 , 多 数 斜 楔 使 垂 直 运 动 变 为 水 平 运 动。 弹压卸料板 弹压卸料板是由弹簧、橡胶、液压、气压等作用的活动卸料板。 弹顶器 弹面器是装于压力机工作台下或模座下的冲压辅助装置,由气压、液压、弹簧、 橡胶等推动,对下模的顶板,顶杆等提供向上压力和促使其向上移动。 硬质合金冲模 硬质合金冲模是以硬质合金作为模具工作部分材料的冲模。 滚珠导柱模架 滚珠导柱模架是导柱与导套分别对滚珠(子)相互滚动的模架,简称滚珠模架。 锥形压料圈 锥形压料圈是压料面呈凸锥形的拉深模压料圈。 漏料孔 漏料孔是与冲裁凹模孔直接贯通,用于排除废料或工(序)件的孔。 漏料斜度 漏料斜度是刃壁以下凹模孔的每侧斜度。 漏料斜面用以使废料或工 (序) 件畅通 坠落。 模柄 模柄是突出于上模座顶面的圆柱形零件, 工作时伸入压力机滑块孔中并被夹紧固 定。 模架 模架是上、 下模座和导柱 、 导套的组合件 , 可以带模柄或不带模柄。 大多数模架 是标准件。 模框 模框是容纳凹模拼块的基体。 第三节 冲压的工艺术语 下死点 下死点是压力机滑块上下运动的下端终点。 上死点10 上死点是压力机滑块上下运动的上端终点。 工件 工件是已完成工艺文件规定的各道工序的冲件。 工序件 工序件是已经冲压的坯料或冲件,但尚须进一步冲压。 毛刺 毛刺是冲裁后冲件断面边缘锋利的凸起。 双面间隙 双面间隙从一侧至对面另一侧的间隙或两侧空隙之和。 出件 出件是使已冲过的工(序)件从模具中外出。 出件装置 出件装置是使已冲过的工(序)件从模具中外出的装置。 模具闭合高度 闭合高度是冲模在工作位置下极点时上模座上平面至下模座下平面的距离。 冲件 冲件是坯料经过一道或多道冲压工序后的统称,也就是工序件和工件的统称。 回弹 回弹有两种,一种是成形冲件从模具内取出后的尺寸与模具相应尺寸的差值。 对 于弯曲件,一般以角度差或半径差表示。 行程 行程是压力机滑块上下运动两端终点间的距离。 间隙 间隙是相互配合的凸模的凹模相应尺寸的差值或其间的空隙。 步距 步距是可用于多次冲压的原材料每次送进的距离。 单面间隙 单面间隙是从中心至一侧的间隙或一侧的空隙。 拉深系数 拉 深 系 数 是 本 工 序 圆 筒 形 拉 深 拉 件 直 径 与 前 工 序 拉 深 件 直 径 的 比 值 。 对 于 第 一 道拉深,拉深系数是拉深件直径与展开直径的比值。 突耳 突耳是拉深件上口边缘的耳形突起。 起皱 起皱是拉深件凸缘产生波浪形皱裥的现象名称。 排样 排样是完成排样图的冲模设计过程。有时也把排样图简称为排样。 排样图 排样图是描述冲件在条 (带、 卷) 料上逐步形成的过程, 最终占有的位置和相邻 冲件间关系的布局图。 崩刃 崩刃是凸模或凹模刃口小块剥落的现象名称。 搭边 搭 边 是 排 样 图 中 相 邻 冲 件 轮 廓 间 的 最 小 距 离 , 或 冲 件 轮 廓 与 条 料 边 缘 的 最 小 距11 离。 塌角 塌角有两个含义,一个是指冲裁件外缘近凹模面或内缘近凸模面呈圆角的现象, 另一是指冲裁件断面呈塌角现象部分的高度 hR 塌角面 塌角面是边缘呈塌角的冲裁件平面,即毛刺面的对面。 第 二 章 汽 车 覆 盖 件 冲 模 第一节 汽车覆盖件特点与要求 一、汽车覆盖件 的特点 汽 车覆盖件 ( 简 称覆盖件 ) 是 指覆盖发动机 、 底 盘、 构 成驾驶室和车身的薄 钢 板展开体的表面零件和内部零件而言 。 凸头载重车的车前板和驾驶室 、 桥车的 车前板和车身等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。 覆 盖件和一般冲压件相比较 , 具 有材料薄 、 形 状复杂 、 多 为空间曲面 、 结 构 尺 寸大和表面质量高等特点 。 在覆盖件冲压工艺 、 冲模设计和冲模制造工艺上也 具有独自的特点,因此对覆盖件及其冲模须作为一类特殊的问题来研究。 覆 盖件按作用和要求可分为三类 : 外 覆盖件 、 内 覆盖件和骨架件 。 外 、 内覆 盖 件是由厚度为 0.7 、0.8 、0.9 、1.0 、 1.5mm 的 08 或 09Mn 钢 板冲压而成,多 数骨架件是由厚茺为 1.1 、1.2 、1.5 、2.5mm 的 08 或 09Mn 钢板冲压而成。 二、对覆盖件的要求 (一)表面质量 覆盖件表面不允许波纹、 皱纹、 凹痕 、 边缘拉痕、 擦伤以及其他破坏表面完 美的缺陷。 覆盖件上的装饰棱线、 装饰盘条要求清晰 、 平滑、 左右对称以及过渡 均匀。 覆盖件之间的装饰棱线衔接处应吻合, 不允许参差不齐。 表面上一些微小 缺陷都会在涂漆后引起光的漫反射而损坏外观。 (二)尺寸和形状应符合覆盖件图 和汽车主模型 覆盖件间的装配多用点焊, 间用螺钉连接 。 装配连装处的两个覆盖件的空间 曲面必须一致,衔接处也是如此。 覆盖件图只能表示一些投影的主要尺寸。 标注出外形以及孔、 窗孔、 局部凸 包和其他类似部分的尺寸、 过渡部分的尺寸则均依据主模型 。 主模型是根据定型 后的主图板制造的。 制造主模型的材料有木质和玻璃钢两种 。 个体主模型经装配 后成为整体汽车主模型。 由于覆盖件形状复杂、 空间曲面多, 覆盖件图是无法完 全表示出来的, 只能依赖于主模型。 因此 , 主模型是覆盖件图必要的补充, 真正 能表示覆盖件的不是覆盖件图而是主模型。 主模型的用途是覆盖件冲模 , 焊装夹 具和检验夹具制造的标准。 (三)刚性 在拉延过程中,由于材料的塑性变形不够而使覆盖件的一些部位刚性差, 造 成覆盖件受振动后就会产生空洞声。这种现象表现为敲击拉延件其音频不一, 用 手按时并发生“乒乓”声。用这样的覆盖件装车,在汽车行驰中要发生振动, 造12 成覆盖件的早期损坏。这种情况多产生在曲面平滑的覆盖件上。 (四)工艺性 覆盖件的工艺性关键在于拉延的可能性和可靠性, 即拉延的工艺性。 而拉延 工艺性的好坏主要取决于覆盖件的形状。 如果覆盖件能进行拉延 , 对于拉延以后 的工序仅是确定工序数和安排工序间的先后次序问题。 覆盖件一般都是一道工序 拉延。 为了实现拉延或造成良好的拉延条件, 将翻边展开, 窗口补满再加添补充 部分构成一个拉延件。 工艺补充部分是拉延件必不可少的组成部分。 拉延以后要 将工艺补充部分修掉, 所以工艺补充部分也是冲压工艺上必要的材料消耗。 工艺 补充部分的多少首先取决于覆盖件结构。 覆盖件结构对于材料的性能也有很大的 关系,拉延深度深的,形状复杂的覆盖件要用 08ZF 刚板进行拉延。 三、覆盖件的工艺分类 为了便于编制冲压工艺和设计冲模, 按覆盖件的拉延复杂程度和其本身所具 有的特点, 对覆盖件进行工艺分类 。 拉延复杂程序是指拉延的深度和形状的复杂 性。 其具有的特点是指覆盖件本身有无对称面。 根据对已有的 覆盖件 归纳和分析 可做如下分类: 1 1 1 1 、 对 称 一 个 平 面 的 覆 盖 件 。 诸 如 水 箱 罩 、 散 热 器 罩 、 前 围 板 、 后 围 板 、 发 动 机罩、行李箱罩、顶盖等。 这类覆盖件又可分为深度浅、成凹形弯曲形状的 , 深度无效、形状比较复杂的,深度相差大、形状复杂的和深度深的几种。 2 2 2 2 、 不 对 称 的 覆 盖 件 。 诸 如 车 门 外 板 、 翼 子 板 、 侧 围 外 板 等 。 这 类 覆 盖 件 又 可分为深度浅且平坦的,深度均匀、形状比较复杂的和深度深的几种。 3 3 3 3 、可以成双冲压的覆盖件。 第二节 拉延件的确定 一、确定拉延方向 确 定拉延方向是确定拉延方案首先遇到的问题 。 它 不但决定能否拉深出满意 的 覆盖件来 ,而 且影响到工艺补充部分的多少 ,以 及拉延后各个工序 (如 整形 、 修边、翻边)的方案。 因此,必须慎重考虑拉延方向。 覆 盖 件 本 身 有 对 称 面 的 , 其 拉 延 方 向 是 以 垂 直 于 对 称 面 的 轴 进 行 旋 转 来 确 定。 这类覆盖件平行于对称面的坐标线是不改变的, 拉延方向也较易确定 。 不对 称的覆盖件是绕汽车位置相互垂直的两个坐标面进行旋转来确定拉延方向的。 这 类覆盖件的拉延方向确定后, 其投影关系改变较大 。 经过确定拉延方向 , 其坐标 相互关系完全不改变的拉延方向称为处于汽车位置; 其坐标关系有改变的拉延方 向称为处于非汽车位置。确定拉延方向时必须考虑以下几点: (一)保证凸模能够进入凹模 确定拉延方向首先应保证凸模能够进入凹模, 这类问题主要出现在某些覆盖 件的某一部位或局部形状成凹形或有反拉延。 为了使凹形或反拉延的凸模能够进 入凹模, 只能使拉延方向满足上述要求 , 因此覆盖件本身的凹形或反拉延的要求 决定了拉延方向。 但有时满足上述要求时, 还会出现其他问题, 而对拉延条件有 较大的影响。 如凸模开始拉延时与材料接触面积小 , 或过多地增加了工艺补充部 分而使材料的消耗增加,这时就应从整个形状的拉延条件考虑。在可能条件下,13 将 凸 模 不 能 进 入 凹 模 的 凹 形 和 反 拉 延 部 分 给 予 恰 当 的 改 变 而 使 凸 模 能 够 进 入 凹 模, 在拉延以后的适当工序中再整回来, 使之符合覆盖件的要求。 改变部分与整 回来部分的材料应是相等的。整回时最好是简单的压弯或成形。 (二)凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触状态 开始拉延时凸模与拉延毛坯的接触状态应保持接触面大, 接触面位于冲模中 心。 (1 ) 凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触面积要大 。 由于接触面积小, 接触面 与水平面夹角 a 大, 应力集中容易产生破裂, 所以凸模顶部最好是平的, 并成水 平面。 为了达到这种要求 , 在保证凸模能进入凹模的先决条件下 , 则需改变拉延 方向。 也可使工艺补充部分的压料面开头造成与凸模顶部形状相似 , 这样压料圈 首先将拉延毛坯压紧在凹模压料面上而形成形状, 也就造成了凸模开始拉延时与 拉延毛坯大面积接触。 (2 )凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触地方应接近中间, 这样凸模在拉延过程中使材料均匀拉入凹模内。 如果接触地方不接近中间 , 则在 拉延过程中拉延毛坯可能经凸模顶部窜动, 使凸模顶部磨损快并影响覆盖件表面 质量。 (3 ) 凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触地方要多 , 要分散, 有两个或两个 以上的接触地方, 最好同时接触。 如果不同时接触, 则在拉延过程中拉延毛坯可 能经凸模顶部窜动而影响表面质量,所以要改变拉延方向,改善接触状态。 (4 ) 凸模开始拉延时与拉延毛坯在两个地方接触, 同时又满足了凹形的凸模能进入凹 模。 首先由于凹形的要求决定了拉延方向, 为了满足凸模开始拉延时与拉延毛坯 接触地方要多、 要分散的要求 , 只好在工艺补充部分想办法 , 即改变压料面形状 使两个地方同时接触。 还应指出拉延凹模里的凸包形状必须低于压料面形状。凸包高于压料面, 凸 模开始拉延时凹模里的凸包形状先与凸模接触, 凸包上的拉延毛坯处于自由状态 而引起了弯曲变形,致使拉延件的内部形成大皱纹甚至材料重迭。 (三)压料面各部位进料阻力要均匀 拉延深度均匀是保证压料面各部分进料阻力均匀的主要条件。 进料阻力不一 样, 在拉延过程中拉延毛坯可能经凸模顶部窜动, 影响表面质量, 严重的产生破 裂。 二、工艺补充部分 为了实现拉延或造成良好的拉延条件, 除了慎重确定拉延方向外, 还应考虑 工 艺 补 充 部 分 , 以 满 足 拉 延 、 压 料 面 和 修 边 工 序 等 要 求 。 图 12-6 所 示 为 工 艺 补14 充部分可能采用的几种情况。 图 12-6a 所示的修边线在拉延件的压料面上, 垂直 修边, 压料面本身就是覆盖件的凸缘面。 在拉延模的使用中由于压料面要经常调 整以及由于压料筋的磨损而需打磨压料筋槽。 为了不致因上述两点而影响到修边 线, 因此修边线距压料箱的距离 A 应有一定数值, 一般取 25mm 。 图 12-6b 所示 的修边线在拉延件的底面上, 垂直修边。 修边线距凸模圆角半径 R 凸 的距离 B 应 保 证 在 使 用 中 不 致 因 凸 模 圆 角 的 磨 损 而 影 响 到 修 边 线 。B 值 一 般 取 3~5mm 。 凸 模圆角半径 R 凸 应根据拉延深度和形状来确定,一般取 3~10mm 。对于拉延深度 浅的和直线部分, 取下限 ; 对于拉延深度深的和形状部分 , 取上限。 凹模圆角半 径 R 凹 对拉延毛坯的进料阻力影响极大, 因此, 其半径大小必须适当。 一般凹模 圆 角 半 径 也 是 工 艺 补 充 的 组 成 部 分 ,R 凹 取 8~10mm 。 如 果 压 料 面 本 身 就 是 覆 盖 件凸缘面, 其拉延凹模圆角半径要根据具体情况考虑确定 。 由于覆盖件要求的圆 角半径一般都是比较小的,采用它作拉延凹模圆角半径是不可能的,必须加大, 利用以后的工序进行整压圆角。R 凹 以外的压料面部分 D 按一根压料筋或一根半 压料筋来选取。图 12-6c 所示的修边线在拉延件翻边展开斜面上,垂直修边。 修 边线距凸模圆角半径 R 凸 的距离 E 和图 12-6b 中的 B 值相似. 修边方向和修边表面 的 夹 角 a 应 小 于 50 ° 因 a 角 过 小 采 用 垂 直 修 边 , 刃 口 变 钝 修 边 处 容 易 产 生 毛 刺 并切面过尖。 图 12-6d 所示的修边线在拉延件的斜面上垂直修边。 修边线是按覆 盖件翻边轮廓展开的, 而翻边轮廓外形复杂, 如果拉延件轮成规则形状 , 因此修 边线距凸模圆角半径 R 凸 的距离 F 是变化的, 一般只控制几个最小尺寸 。 图 12-6e 所示的修边线在侧壁上, 水平修边或倾斜修边 。 修边线距凹模圆角半径 R 凹 的距 离 G (侧壁深度)应根据压料面形状的需要确定,不可能和修边线完全平行。 局 部地方可能很大, 一般也只能控制几个最小尺寸 , 这个尺寸由修边凹模镶块的强 度来决定。采取倾斜修边时,一般侧壁上都有孔存在,修边和冲孔同时完成。 凸 模 对 拉 延 毛 坯 的 拉 延 条 件 ( 材 料 贴 紧 凸 模 ) 主 要 取 决 于 拉 延 件 条 件 。 图 12-7 所 示 为 不 同 形 状 的 拉 延 件 其 凸 模 对 拉 延 毛 坯 的 拉 延 条 件 不 同 的 示 意 图 。 图 12-7a 所示的拉延 件 没 有 直 壁 , 因 此 凸 模 1 的 A 点 一直到下极点才和拉延毛坯接触。 如果由于压料面上的进料阻力小 , 在拉延过程 中斜壁部分已经形成了波纹, 虽然凸模 1 与凹模 2 最后镦死的 , 也不可能将波纹 压平。 这时可采用图 12-7b 所示的凹模结构, 这样可以减少凹模打磨和研配的工 作量。 图 12-7c 所示的拉延件形状加了一段直壁 AB , 这样凸模 1 上的 A 点进入 凹模以后就将拉延毛坯开始拉入凸模 1 与凹 模 2 之间所形成的垂直间隙中一直 到 B 点。 在拉延直壁 AB 的过程中, 由于凸模 1 对拉延毛坯的拉延 ,C 部分所形成 的 波 纹 则 可 能 被 消 除 掉 , 这 对 拉 延 件 的 刚 性 也 有 很 大 的 好 处 。 直 壁 AB 一 般 取 10~20mm 。 表面质量要求高的拉延件应采取这种拉延件形状 。 还应指出 : 采用这15 种拉延件结构其形状应是对称的。 三、压料面形状的确定 压 料 面 是 工 艺 补 充 部 分 组成的一个部分, 即凹模圆角 半径 R 凹 以外的那一部分。凸 模对拉延毛坯开始拉延前, 压 料 圈 将 拉 延 毛 坯 压 紧 在 凹 模 压料面上。 压料面的形状不但 要 保 证 压 料 面 上 的 材 料 不 皱 而 且 应 尽 量 造 成 凸 模 下 的 材 料能下凹以降低拉延深度, 更 重 要 的 是 要 保 证 拉 入 凹 模 里 的材料不皱不裂。 压料面有两 种, 一种是压料面就是覆盖件本身的凸缘面, 这种拉延件的压料面形状是即定的 , 为了便于拉延, 虽然也能做局部修改 , 但必须在以后工序中进行整形以达到覆盖 件凸缘面的要求。 另一种压料面形状由工艺补充部分补充而成, 压料面形状多数 是曲面的。 对压料面形状的要求是压料圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上, 所形 成 的 压 料 面 形 状 应 不 形 成 皱 纹 和 折 痕 , 以 保 证 凸 模 对 拉 延 毛 坯 有 良 好 的 拉 延 条 件, 否则在拉延过程中会使拉延形成波纹和皱纹, 产生破裂。 因此, 要求压料面 形状应由平面、圆柱面、圆锥面等组成。这种形状一般都可以用手工弯曲而成。 确定压料面形状必须考虑以下几点: (一) 降低拉延深度 如果压料面就是覆盖件本身的凸缘面, 则压料面形状是既定的, 也就不存在 降低拉延深度的问题了。 压料面成一定的弯曲形状 , 即拉延毛坯在压料圈降和凹 模压料面压紧下成一定的弯曲形状是降低拉延深度的主要方法。 为了降低拉延深度并使拉延毛坯服贴地压紧在压料面上, 因此压料面的某些 局部就形成了倾斜角。 平的压料面其压料效果最好 , 但全部压料面全是平的在覆 盖件上还鲜见,一般都是成锥形或碗形的压料面。倾斜角(与垂直方向的夹角) 最 好 不 大 于 60 ° , 夹 角 太 小 形 成 皱 纹 , 太 大 会 增 加 拉 延 深 度 , 同 时 θ 太 小 也 会 给压料圈强度带来一定的影响。 在特殊情况下压料面向下倾斜, 这是由覆盖件本 身的凸缘面决定的。压料效果最差,并且不能做较深的拉延。 (二) 凸模对拉延毛坯一定要有拉延作用 这是确定压料面形状必须充分考虑的一个重要因素。 有时为了降低拉延深度 而确定的压料面形状, 虽然满足了拉延毛坯的弯曲形状 , 但是凸模对拉延毛坏没 有拉延作用, 这样的压料面是不能采用的 。 压料面展开长度比凸模表面展开长度 短, 这样凸模对拉延毛坯才能有拉延作用。 压料面展开长度比凸模表面形状展开 长度短。 有些拉延件虽然压料面展开长度比凸模形状展开长度短, 可是并不一定 能保证最后不形成波纹或皱纹。 因为从凸模开始拉延到最后的拉延过程中, 在每 一瞬间位置的压料面展开长度比凸模表面形状展开长度有短, 有长, 短则凸模对 拉延毛坯有拉伸,长则形成波纹或皱纹,通俗称所谓 “多料 ” 。若拉延过程中形 成的波纹或皱纹少,再往下继续拉延则可能消除,最后拉出满意的拉延件来。 如 何判断形成的波纹或皱纹的多少是很困难的。 四、工艺孔和工艺切口 覆盖件上有局部反拉延时, 为了创造良好的反拉延条件, 往往加大该部分的16 圆角和使侧壁成斜度, 避免在反拉延中圆角处的破裂 , 在以后适当的工序中将圆 角或侧壁整回来。 更深的反拉延用加大圆角和侧壁成斜度的方法, 若还产生破裂, 则必须采取冲工艺孔和工艺切口的方法来完成。 工艺孔和工艺切口是在拉延过程中窗口反拉延成形到最深, 即将产生破裂时 冲出或切出, 这时材料已不能从外部流入, 往下继续反拉延, 在冲孔或切口处的 材料便由内向外流动以满足反拉延成形。根据反拉延深度和形状冲或切一个、 两 个或三个工艺孔或工艺切口。 工艺孔和工艺切口的位置 、 大小和形状应保证不因 拉应力过大而产生径向裂口、波及覆盖面表面;又不因拉应力过小而形成波纹。 工艺孔和工艺切口必须放在拉应力最大的拐角处, 因此冲工艺孔和切工艺切口的 时间、 位置 、 大小和形状都应在调整拉延模时试验决定 。 有工艺孔和工艺切口的 拉延模由于用导板导向的精度不高,造成工艺孔和工艺切口之间的间隙不稳定, 致使刃口容易啃坏, 并有冲出或切出的碎渣落在凹模表面上而影响拉延件的表面 质量, 需经常擦拭凸模和凹模。 这种结构的拉延模在制造装配上困难 。 因此在可 能条件下应尽量不用工艺孔和工艺切口, 而从覆盖件设计上想办法降低窗口反拉 延深度,靠加大圆角和侧壁成斜度成形出反拉延,或在拉延毛坯上预冲工艺孔。 五、拉延件与修边件、翻边件的关系 在 拟 定 拉 延 件 冲 压 工 艺 时 还 必 须 考 虑 到 拉 延 以 后 与 修 边 、 翻 边 等 工 序 的 关 系。这主要表现在覆盖件加工工艺补充部分时要考虑修边时的修边方向,修边、 翻边时工序件的定位和拉延件、修边件和翻边件冲压方面的相互关系上。 (一)覆盖件的展开 覆盖件在拉延模的位置确定以后, 其次就是如何将覆盖件展开, 使之不但能 够便于拉延,而且拉延以后能够便于修边、翻边等。翻边线就是主模型轮廓线, 覆盖件展开就是将翻边开展, 再加上必须的工艺补充部分构成一个拉延件。 翻边 展开时必须考虑修边方向, 修边方向有垂直 、 水平和倾斜修之分。 凡是能够垂直 修边的, 应尽可能垂直修边 , 这样的修边线结构简单 , 工艺补充部分少, 但也应 考虑到修边以后的翻边。 (三) 拉延件在修边中和修边以后的定位 拉延件在修边中和修边以后的定位必须在确定拉延件时考虑。 拉延件在修边 中的定位有三种: 1 、形状定位,这样拉延件一般都是空间曲面变化复杂的覆盖件,其外形已 满足了定位的要求。 2 、用压料面形状定位,用于一般空间曲面变化小的浅拉延件。其优点是方 便、 可靠和安全 , 缺点是由于考虑定位块结构尺寸 、 修边凹模镶块强度、 凸模对 拉 延 毛 坯 的 拉 延 条 件 以 及 定 位 稳 定 可 靠 诸 因 素 就 增 加 了 工 艺 补 充 部 分 的 材 料 消 耗。 3 、 用 拉 延 时 冲 或 穿 的 工 艺 孔 定 位 。 修 边 时 既 不 能 用 侧 壁 形 状 又 无 压 料 槛 可 利用才用工艺孔定位, 缺点
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