工艺技术_汽车冲压件模具制造工艺实习教材

汽车冲压件模具制造工艺实习 制作人 李奎 一般来说 汽车整车生产厂都具有完整的四大工艺 冲压工艺 焊装工艺 涂装工艺 装配工艺 一 概述 冲压工艺在汽车生产中占首要地位 汽车的三大部分之一 汽车车身的主要零件均由钢板冲压而成 特别是车身的大型覆盖件 大多形状复杂 结构尺寸大 有的还是空间曲面 并且质量要求高 其他加工方法无法实现 汽车上的钣金件 二 冲压的概念 冲压 通过安装在冲压设备上的模具对金属板料施加压力 使板料产生塑性变形或分离 从而获得具有一定形状 尺寸和性能的零件 冲压三要素 冲压车间生产线在生产 压力机 坯料 等待上模的模具 存放区的模具 使用中的模具 根据材料的变形特点分 分离工序 分离工序 成形工序 冲压成形时 变形材料内部的应力超过强度极限 b 使材料发生断裂而产生分离 从而成形零件 分离工序主要有剪切和冲裁等 成型工序 冲压成形时 变形材料内部应力超过屈服极限 s但未达到强度极限 b 使材料产生塑性变形 从而成形零件 成形工序主要有弯曲 拉深 翻边等 冲压的重要工序及分类 剪切 剪板机 通常冲压原材料是以大张的板料或成卷的卷料供应 这就需要在冲压前将这些原材料剪切成合乎尺寸要求的条料或块料 济南二机床开卷线 冲裁 拉延件修边冲孔 V70车顶盖前横梁 冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序 包括落料 冲孔 切边等 弯曲 CA6371车加强板II 右前纵梁 弯曲 将板料毛坯弯成具有一定曲率 一定角度和形状尺寸的冲压成型工序 局部成型 局部成型 用各种不同变形性质的局部变形来改变毛坯 或由冲裁 弯曲 拉深等方法制成的半成品 的形状和尺寸的冲压成型工序称为成型 主要有胀形 翻边 校平 整形等 CA6371车板簧前吊架翻边 典型冲压工艺流程 拉延 成型 开卷下料 落料 冲孔 斜 冲孔 成品入库 冲孔切边 翻边 整形 返修 清洗 工艺流程 弯曲 横向弯曲 切去不要部分 侧弯曲模具 弯曲模具 铁板成形 拉伸模具 切断模具 例 侧围外板 典型冲压工艺流程 左前轮罩连接板加强板 落料冲孔 翻边成型 弯曲成型 冲孔分离 典型冲压工艺流程 修边冲孔 翻边 冲孔分离 拉延 左前轮罩连接板加强板 三 模具概述 模具工业是国民经济的基础工业 模具设计与制造技术水平的高低 是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一 模具在日本被誉为 进入富裕社会的原动力 在德国被称为 金属加工业中的帝王 先进的模具是生产优质冲压件的保证 模具概述 冷冲压件的质量好坏 成本高低 主要决定于冲压工艺和冲模结构的合理程度 而冲模结构的适用性及其经济性 又都是在设计冲模时就被决定了的 冲模的设计与制造 不但周期长 尤其是中大型冲模 而且 玩固性 大 有时 即使不太大的改变 也会造成某些冲模零件甚至整个冲模或整套冲模报废 因此 冲模的制造成本高 设计冲压模具时必须十分慎重 除了具备足够的设计技术资料外 还要经过一个周密的设计程序 才能最大限度的保证冲模的可靠性和适用性 模具概念 模具是在冷冲压加工中 将材料加工成零件 或半成品 的一种特殊的工艺装备 模具的分类 1 按工艺性质可分为 冲裁模 弯曲模 翻边模 成型模等 2 按工序组合分为 单工序模具 复合模具 级进模具等 3 按冲模尺寸分为 大型模具 中型模具 小型模具 4 按模具结构分有 单动拉深模 双动拉深模 斜楔模等 小型模具 中型模具 大型模具 上模板 凹模 凸模 压边圈 托杆 下模板 材料 模具工作方式 修边镶块 上模 下模 氮气钢 侧销 压料板 模具工作方式 修边镶块 上模 下模 氮气钢或弹簧 压料板 斜楔 侧销 模具工作方式 上模 下模 氮气缸 侧销 翻转斜楔 翻边镶块 子母斜楔 模具工作方式 冲压成型的CAE分析 金属板料的拉深和弯曲是一个复杂的塑性变形过程 设计塑性流动 塑性强化 及其引起的回弹 起皱 拉裂等问题 因此 对冲压成型过程中板材成型性而言 单凭经验很难预先估计 致使模具设计正确性也难以评价 问题只有在模具加工以后才能暴露出来 给模具调试造成极大困难 甚至导致模具报废 板料成型CAE分析技术是解决这一难题的有效手段 已经成为国际塑性加工领域的一个研究热点 CAE分析实例 产品形状 分析软件 AutoForm4 07材料 BUSD料厚 0 8成形类型 双动拉延毛坯尺寸 1730 x1250数据格式 CatiaV5R16 项目名称 V70产品名称 右前门内板产品号 V70 6101052 CAE分析实例 产品工艺补充形状 CAE分析实例 产品成形性评估分析结果 CAE分析实例 板料料厚变化显示云图 CAE分析实例 板料变薄率变化显示云图 CAE分析实例 板料起皱评定指标显示云图 CAE分析实例 成形限制曲线安全区 20 材料变厚可接受范围 0 01材料过渡变薄可分析范围 0 3材料拉伸不足显示范围 Tx3 成形极限图 产品成形性评估分析结果 CAE分析实例 分析报告结论经CAE多次分析表明 产品本身结构的工艺性基本合理 拉延工序制件的工艺补充部分成形工艺性合理 能够保证该件的产品质量要求 能够保证拉延及后工序冲压工艺的可行性 因此该制件及工艺补充部分可作为制造依据应用于现生产 压料力 120吨成形力 800吨 四 设备选择压力机 机械压力机是采用机械传动的冲压机器 通过传动系统把电动机的运动和能量传给工作机构 从而使坯料获得确定的变形 制成所需的工件 压力机的结构组成 1 工作机构 一般为曲柄滑块机构 由曲轴 连杆和滑块等零件组成 2 传动系统 包括齿轮传动和皮带颤动等机构 3 操纵系统 如离合器和制动器 4 能源系统 如电机和飞轮 5 支撑部件 如机身 除以上基本部分外 还有多种辅助系统和附属装置 如润滑系统 保护装置以及气垫等 压力机的主要类型 1 按机身结构分 闭式压力机 开式压力机 2 按连杆的数量分 单点压力机 双点压力机 四点压力机 3 按压机滑块数量和作用分 单动压力机 双动压力机 三动压力机 通用压力机的主要技术参数 1 公称压力Fg2 滑块行程s3 滑块行程次数n4 压力机装模高度H5 压力机工作台面尺寸及滑块底面尺寸 压力机 A线的闭式四点双动压力机 B线的闭式双点单动压力机 冲压A0线压力机 LS4 2000 4600 2400MB1台J39 1000 4600 2400MB3台 冲压设备的选择 根据冲压工序的要求 生产批量的大小 冲压件的几何尺寸和精度要求等选定设备的类型 在设备类型选定以后 应进一步根据冲压件尺寸 模具尺寸和变形力来选定设备的规格 冲压设备的选择 1 压力机的压力应稍大于需要的冲压力 包括变形力 卸件力 弹簧压缩力 气垫压缩力等 在拉深或采用复合模时 由于施力行程较大 而且最大作用力发生的时间又可能不与发生公称压力的位置相重合 这时就应该按压力机允许压力与行程曲线的范围进行选择 2 所选压力机的行程大小 应该能保证取出成型制件与放进毛坯 例如拉深所用压力机行程 至少应大于成品件高度的两倍半以上 3 所选压床的装模高度 应稍大于冲模的闭合高度 所选压力机压床的滑块和工作垫板尺寸 应保证冲模的安装和操作方便 冲压设备的选择 4 压床的行程速度 应能保证足够高的生产效率和安全技术的要求 5 所选压力机应能满足工序的要求 应考虑具备适应的拉深垫 打料装置及送 退料机构等 6 选压力机时 应考虑到组织流水生产的最大可能性 7 选压力机时 应充分利用现有设备 充分发挥其生产潜力 从而提高设备利用率 五 模具制造加工工艺 机械加工最基本的方式 车铣磨及数控加工 模具也是如此 但是相同零件相同的加工内容 不同的人会采取不同的方案 虽然最终都能完成加工内容 但有时却很不经济 为提高操作人员操作水平 有效的提高生产效率 现将生产实践中的三种基本加工方法及数控加工加以归纳总结 以用于大家学习 1 车工标准化操作指导车工作业指导书 doc 2 铣工标准化操作指导铣工作业指导书 doc 3 磨工标准化操作指导磨工作业指导书 doc 4 数控加工标准操作指导数控加工指导书 doc 五 模具制造加工工艺 不同类模具有不同结构方式 加工方式也不同 汽车冷冲模模具按工作内容划分可分为冲裁类模具 成形类模具等 其中冲裁类模具包括落料模 冲孔模 修边模等 落料冲孔模包括开卷落料模 普通落料冲孔模 级进模等 成形类模具包括拉延模 成型模 翻边模 压弯模等 模具类型 材料 热处理方式不同 则加工工艺方案不同 总的原则是下模定位型面组合后精加工 当有拉楔结构时 需垫好行程后加工 下面根据总结出各类模具加工