车门内板成形工艺与模具设计.pdf

17?模具工业? 2007年第 33 卷第 11期 车 门 内 板 成 形 工 艺 与 模 具 设 计 顾永梁 ( 湖南长丰汽车科技有限公司, 湖南 长沙410011) 摘要: 在详细分析车门内板结构及工艺特点的基础上, 确定零件的成形工序,以 AutoCAD 及 UGII为辅助 工具, 设计出车门内板成形所需的拉深模、 修边冲孔模和翻边整形模, 不仅保证了加工精度, 同时也缩 短了生产周期, 降低了成本。 关键词: 工艺特点; 拉深模; 修边冲孔模; 翻边整形模 中图分类号:TG385. 4文献标识码: B文章编号: 1001- 2168( 2007) 11- 0017- 04 Forming process and design of die for the inner plate of vehicle door GU Yong- liang (Hunan ChangfengMotor Co., Ltd, Changsha, Hunan 410100, China) Abstract:The forming process of the innerplate of a vehicle door wasplanned based on the analysis on its structure and technological characteristic. A drawing die, a trimming and piercing die and a flangingand restrikingdie for theprecision shapingof thepart were designed byusingAu ? toCAD and UGII. Key words: technological characteristic;drawing die; trimming and piercing die;flanging and re? strikingdie 图 4单推式卧辊送料装置 1. 废料卷筒2. 皮带3. 偏心盘4. 拉杆 5. 辊轴6. 下辊轴7. 棘轮 在废料卷筒上,废料卷筒由偏心盘通过皮带传动。 废料卷筒并非做间歇运动, 因此皮带的传动不能太 紧, 以便坯料没有送进时废料卷筒与皮带之间能够 打滑。 5结束语 模具结构简单、 合理, 方便维修与零件更换。经 生产实践证明,模具结构以及自动送料装置能满足 加强帽零件大批量生产的需要,生产的产品符合要 求, 质量稳定, 生产效率高, 成本低。 收稿日期: 2006- 12- 25。 作者简介: 顾永梁( 1977- ) , 男, 湖南江永人, 工程师, 主要从事 汽车覆盖件模具的开发设计及冲压件的质量管理, 地址: 湖南省 长沙市芙蓉区芙蓉中路二段 111 号华菱大厦三楼,( 电话) (电子信箱)gylyf2003 126. com。 1引言 汽车覆盖件具有材料薄、形状复杂、表面质量 要求高等特点。车门内板是汽车驾驶室上最重要的 外覆盖件, 尺寸大, 要求严格, 成形困难, 主要表现 在:! 复杂成形模的数据传递环节产生较大的累积 误差; 手工劳动量大, 设计制造周期长; # 在设计 制造过程中重复劳动多,技术人员的工作效率低。 近年来, 产品的更新换代加快, 批量生产下降, 品种 增加, 交货期短, 模具设计与制造面临十分严峻的困 难。 2工艺分析 车门内板如图 1所示, 材料为 ST16冷轧低碳钢 板, 料厚 1. 0mm。零件加工精度要求高, 毛坯尺寸 1250mm 1330mm。零件形状复杂, 车门内板分左 右 2件, 要求有较好的对称性。图 1为左件, 左半部 有 2处深 80mm凹槽用于安装车窗玻璃,拉深圆角 18?模具工业? 2007年第 33卷第 11 期 图 1车门左内板零件 R10mm, 零件为驾驶室中主要的大型覆盖件, 外观 及装配精度较高, 要求工件表面平整无皱纹, 棱线 清晰, 刚度好。在制订工艺及设计模具时尽可能保 证各项要求, 冲压成形工序为:! 拉深; 修边冲 孔; # 翻边整形。 2. 1确定冲压方向 2. 1. 1拉深方向的确定 拉深方向是确定拉深方案首先遇到的问题, 确 定拉深方向必须考虑以下几点: ( 1) 保证凸模能进入凹模。 ( 2) 凸模开始拉深时与拉深毛坯的接触状态应 尽量使接触面大,且接触面中心应位于模具的中 心。 ( 3) 压料面各部位进料阻力要均匀。 2. 1. 2修边方向的确定 覆盖件拉深成形后, 由于修边和冲孔的位置不 同, 而使冲压方向也不同。理想的修边方向是修边 刃口的运动方向和修边表面垂直, 即最佳冲裁条件 为修边表面的法向是修边的冲压方向。修边工序的 形式有: 垂直修边、 水平修边和倾斜修边, 车门内板 采用垂直修边。 2. 2拉深工序的工艺处理 确定压料面形状是工艺处理的一项重要内容。 此外, 翻边的展开、 工艺补充、 拉深筋的敷设以及工 艺切口等, 均属工艺处理。 2. 2. 1拉深工序压料面形状的确定 压料面是工艺补充的一部分, 即凹模圆角半径 R 以外的那一部分。确定压料面形状必须考虑以下 几点: ( 1) 对于拉深部分是半球形或近似球形件, 为了 增加进料阻力, 使拉深件表面承受足够的拉应力, 采 用带拉深筋的压边圈。 ( 2) 降低拉深深度。 ( 3) 凸模对拉深毛坯一定要有拉深作用。 19?模具工业? 2007年第 33 卷第 11期 2. 2. 2工艺补充 为实现覆盖件的拉深,需要将覆盖件上的窗 口、 孔洞填平, 开口部分连接成封闭形状, 有压料凸 缘的需要平顺压料面, 无压料凸缘的需要增补压料 面等工艺措施, 零件在拉深时应进行工艺补充。 2. 2. 3工艺切口和工艺孔 覆盖件上有局部反拉深, 为了创造良好的反拉 深条件,往往要加大该部分的圆角和使侧壁成斜 面, 避免在反拉深中圆角处的破裂, 在以后工序中 再将圆角或侧壁整回来。反拉深深度大时用加大圆 角和侧壁斜面的方法, 若还产生破裂, 则必须采用 冲工艺孔或工艺切口的方法来完成, 所以车门内板 可在其窗口处冲工艺孔来防止破裂现象。 3模具结构 3. 1拉深模 从零件的形状分析, 属于浅拉深的冲压件, 采 用单动拉深, 拉伸模结构如图 2所示。 凹模 2固定在 压力机的滑块上, 压边圈 6由顶杆 5和压边圈垫块 7支承, 凸模 3固定在工作台上。 压力机滑块行程向 下, 使凹模 2将拉深毛坯压紧在压边圈 6上, 从开始 拉深直到下止点,将拉深毛坯拉深成凸模 3 的形 状, 顶杆的压力在拉深过程中保持不变。 图 2拉深模 1. 平衡块2. 凹模3. 凸模4. 耐磨板 5. 顶杆6. 压边圈7. 压边圈垫块 3. 1. 1凸模设计 对于覆盖件来说,凸模是拉深的主要成形部 分。除工艺上的要求外 ( 如翻边的展开或工艺补 充) , 凸模轮廓尺寸和拉深深度即为零件尺寸, 车门 内板工作部分筋的厚度为 80 mm。为了减少加工余 量, 保证凸模轮廓尺寸, 缩短整修工时, 在凸模上沿 压料面有一段 40 80mm 的直壁必须加工, 直壁向 上用 45o斜面过渡, 缩小距离 b 为 15 40mm是不加 工面( 见图 2) 。 3. 1. 2凹模设计 凹模的作用是形成凹模压料面和凹模拉深圆 角。拉深毛坯是通过凹模圆角逐步进入凹模内腔, 直至拉深成凸模的形状。由于拉深件上有装配用凸 包、 凹坑等, 在凹模上装有成形用的凸模或凹模, 也 属于凹模结构的一部分。 3. 2修边冲孔模 零件在拉深以后若直接手工修边、 钻孔、 翻边, 虽投资少, 见效快, 但生产效率低, 质量不稳定。因 此, 在设计修边冲孔模时可将 2 种工艺结合起来, 质 量要求不高的型面采用手工修边, 在传统工艺基础 上, 简化模具的加工工艺, 缩短制模周期, 降低模具 制造成本, 确定该零件的修边线如图 3所示。 图 3修边线 修边冲孔模如图 4所示, 凸、 凹模结构上采用镶 块式, 利于模具的维修。模具四周均布 6个废料刀, 将修边废料切成 6段, 有利于废料排除。 3. 3翻边整形模 翻边整形是整个工艺过程中最后一道工序, 关 系到车门内板最终质量的好坏。在翻边过程中必须 注意使翻边线位置准确且翻起的边处处均匀,这样 才能确保车门内板与其他零件在后面的装配过程中 满足工艺要求。零件在修边、冲孔之后外形比较规 范, 此时采用外形封闭定位。翻边整形模如图 5所 示, 上、 下模的开合由耐磨板进行导向, 气动元件动 作由气动回路控制。 20?模具工业? 2007年第 33卷第 11 期 图 5翻边整形模 1. 耐磨板2. 弹簧3. 螺钉4. 上模座5. 上模压板6. 垫块7. 顶杆 8. 气动卸料机构9. 下模座10. 下模压板11. 压块12. 限位螺钉 图 4修边冲孔模 1. 上模座2. 导柱3. 导套4. 耐磨板5. 压料板镶件6. 垫板7. 长方形凸模8. 固 定板9. 定距套筒10. 压料板11. 小导柱12. 小导套13. 圆凸模14. 凹模15. 安全 定距套筒16. 圆凸模17. 弹簧18. 凹模镶件19. 圆凹模20. 下模座 4结束语 拉深模的凸、凹模和压边圈采用 FCD550铸铁, 保证有足够的硬度和耐磨性。修边冲孔模和翻边整 形模的上、