冲模设计第8章汽车

汽车覆盖件（简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的异形体表面和内部的汽车零件。汽车覆盖件既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。第8章汽车覆盖件8．1概述1、覆盖件的特点从总体上来说，汽车覆盖件的总体结构特点，决定了其冲压成形过程中的变形特点，但实际上，由于其结构复杂，难以从整体上进行变形特点分析。2、覆盖件的要求(1)表面质量(2)尺寸和形状应符合覆盖件图和汽车主模型(3)刚性(4)工艺性8．2汽车覆盖件冲压工艺1)汽车覆盖件冲压成形时，内部的毛坯不是同时贴模，而是随着冲压过程的进行逐步贴模。8．2．1覆盖件的变形特点及技术要求1、

覆盖件的变形特点2)成形工序多。3)覆盖件拉深往往不是单纯的拉深，而是拉深、胀形、弯曲等的复合成形。4)由于覆盖件多为非轴对称、非回转体的复杂曲面形状零件，拉深时变形不均匀，主要成形障碍是起皱和拉裂。为此，常采用加工艺补充面和拉深筋等控制变形的措施。5)对大型覆盖件拉深，需要较大和较稳定的压边力。6)材料多采用如08钢等冲压性能好的钢板，且要求钢板表面质量好、尺寸精度高。7)制定覆盖件的拉深工艺和设计模具时，要以覆盖件图样和主模型为依据。2、覆盖件的工艺分类汽车覆盖件的冲压成形分类以零件上易破裂或起皱部位材料的主要变形方式为依据，并根据成形零件的外形特征、变形量大小、变形特点以及对材料性能的不同要求，将汽车覆盖件冲压成形分为五类：深拉深成形类、胀形拉深成形类、浅拉深成形类、弯曲成形类和翻边成形类。(1)对称于一个平面的覆盖件

如水箱罩、散热器罩、前围板、发动机罩、行李箱罩等。(2)不对称的覆盖件

如车门外板、车门内扳、前后翼子板等。(3)可以成双冲压的覆盖件

如左、右前围侧板和左、右项盖边梁等。(4)本身有凸缘面的覆盖件

如车门外板。(5)压弯成形的覆盖件。3

、覆盖件的工艺特点(1)成形工序多。(2)常采用一次拉深成形。(3)拉深工序过渡毛坯设计，不仅要考虑本工序的成形，而且要为后继工序的定位创造条件。(4)覆盖件上的装饰棱线、装饰肋条、装饰凹坑、加强筋、躲避边等部分主要靠局部拉深成形。(5)两两覆盖件之间的装饰棱线、装饰肋条、凹坑等衔接与配合要尽量吻合一致、光滑过渡、间隙微小，不影响外观。(6)覆盖件上与冲压方向相反的成形，主要靠局部拉深。

(7)覆盖件边缘的圆角半径

一般取8~10mm，当小于5mm时，应增加整形上序。(8)对于形状不对称的覆盖件，最好能成双同时冲压成形，然后再切开成两件。(9)由于覆羔件形状复杂，拉深时变形不均匀，因此，准确计算毛坯尺寸与合理确定拉深形状（加上艺补充部分和拉深筋）对成形有很大影响。(10)覆盖件材料要求有较好的塑性变形性能，多为08或08Al等钢板。(11)对于特别浅的拉深件，要注意回弹的控制。4、覆盖件的主要成形障碍及其防止措施由于覆盖件形状复杂，多为非轴对称、非回转体的复杂曲面形状零件，因而决定了覆盖件拉深时的变形不均匀，所以拉深时的起皱和开裂是主要成形障碍。另外覆盖件成形时，同一零件上往往兼有多种变形性质，例如直边部分属弯曲变形，周边的圆角部分为拉深，内凹弯边属翻边，内部窗框以及凸、凹形状的窝和埂则为拉胀成形。

1）覆盖件成形时的起皱及防皱措施覆盖件的拉深过程中，当板料与凸模刚开始接触，板面内就会产生切向压应力，随着拉深的进行，当压应力超过允许值时，板料就会失稳起皱。常见的拉深变形起皱有：圆角凸缘上的拉深起皱、直边凸缘上的诱导皱纹、斜壁上的内皱等。拉深条件对失稳起皱有如下影响：①拉深时板料的曲率半径越小越容易引起压应力，越容易起皱；②凸模与板料的初始接触位置越靠近板料的中央部位，引起的压应力越小，产生起皱的危险性就越小；③从凸模与板料开始接触到板料全面贴合凸模，贴模量越大，越容易发生起皱，且起皱越不容易消除；④拉深的深度越深，越容易起皱；⑤板料与凸模的接触面越大，压应力越靠近模具刃口或凸模与板料的接触区域，由于接触对材料流动的约束，所以随着拉深成形的进行而使接触面增大，对起皱的产生和发展的抑制作用将增加。2）覆盖件成形时的开裂及防裂措施覆盖件成形时的开裂是由于局部拉应力过大造成的，由于局部拉应力过大导致局部大的胀形变形而开裂。为了防止开裂，应从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设计多方面采取相应的措施。修边线修边线工艺孔工艺切口5、覆盖件成形可能性分析(1)类比法(2)应力应变分析法(3)成形度判断法

l

——成形后零件的纵截面的长度；

l0——成形前相应截面的坯料长度。8.2.2覆盖件的拉深工艺1、确定拉深方向拉深方向选择的原则1)保证能将拉深件的所有空间形状(包括棱线、肋条和鼓包等)一次拉深出来，不应有凸模接触不到的死角或死区，要保证凸模与凹模工作面的所有部位都能够接触。

拉深方向拉深方向2)有利于降低拉深件的深度。3)尽量使拉深深度差最小，以减小材料流动和变形分布的不均匀性。4)保证凸模开始拉深时与拉深毛坯有良好的接触状态，开始拉深时凸模与拉深毛坯的接触面积要大，接触面应尽量靠近冲模中心。不好好2、压料面形状的确定(1)降低拉深深度(2)凸模对毛坯一定要有拉伸作用3

、工艺补充修边线内部工艺补充部分外部工艺补充部分修边线工艺补充设计的原则：1)内孔封闭补充原则。2)简化拉深件结构形状原则。3)对后工序有利原则。3

、工艺补充4

、工艺孔和工艺切口5

、

拉深筋（槛）的设置8.2.3覆盖件切边的工艺设计

1、确定切边方向

2、切边形式3、板料冲裁条件要合理4、定位方式5、确定冲孔废料的排除方式6、确定切边废料的分块和排除方式8.2.4覆盖件翻边的工艺设计1、确定翻边方向(1)定位要方便(2)翻边条件要合理2、确定翻地形式(1)垂直翻边(2)水平翻边(3)倾斜翻边3、确定定位方式(1)形状定位(2)孔定位孔定位淮确。(3)利用切边轮廓定位8.2.5

覆盖件的工序工件图(1)覆盖件工序工件图是按工序件在模具中的位置绘制的。(2)覆盖件工序工件图必须将本工序的形状改变部分的尺寸表达清楚。难以用几何尺寸表达清楚的，可用实型（工艺主模型）来表示。(3)覆盖件工序工件图必须将基准线和基准点的位置标注清楚。(4)覆盖件工序工件图应将工序件的送进方向和取出方向标注清楚。(5)覆盖件切边工序工件图应标注废料切刀的位置和刃口方向，并用文字说明废料的排除方式。8.2.6拉深、切边和翻边工序间的关系

覆盖件成形各工序间不是相互独立而是相互关联的，在确定覆盖件冲压方向和加工艺补充部分时，还要考虑修边、翻边时工序件的定位和各工序件的其他相互关系等问题。8．3汽车覆盖件冲压模具1、拉深模的典型结构2、拉深模主要零件的设计凸模设计凹模设计闭口式凹模通口式凹模3、

覆盖件拉深模具的导向1)导柱、导套导向。2)导块导向。3)导板导向。4)凸模和压边圈之间的导向。5)凹模和压边圈之间的导向。4、拉深筋和拉深槛设计

5、

通气孔设计(1)

通气孔的形式(2)通气孔的设置原则：①凸、凹模上、下成形处不设。②曲率半径小、材料流动大处不设。③外板的凹模，通气孔面斜度在5／1000以下时可设通气孔。④通气孔的面积约为凸模面积的1.5％左右。⑤当通气孔位于上模时，还要采取加气管或盖板等措施，防止灰、砂等杂物进入。8．4覆盖件切边模8.4.1覆盖件切边模特点及结构

1、

覆盖件切边模的特点

(1)凸、凹模工作部分一般是采用拼块结构(2)切边的方向(3)采用废料切刀装置

2、

典型的修边模具8.4.2切边模主要零件的设计1、凸模和凹模镶块的布置和固定1)镶块的布置原则①镶块大小要适应加工条件，直线段适当长，形状复杂或拐角处取短些，尽量取标准值。②为了消除接合面制造的垂直度误差，两镶块之间的接合面宽度应尽量小些。③分块应便于加工，便于装配调整，便于误差补偿，最好为矩形块。④曲线与直线连接时，接合面应在直线部分，距切点应有一定的距离。⑤对于立边切边的易损镶块，应尽量取小值，以便更换。⑥有很多镶块依次相连接时，特别是整周镶块，为了补偿镶块在制造中存在的偏差，需要设计一块镶块作为补偿镶块。⑦凸模镶块接合面与凹模镶块接合面不应重合，以减小模具损坏，提高制件质量。⑧局部为凸、凹点切边时，应采用镶块中再镶入镶块的复合结构，以消除或减小角部应力集中，延长模具寿命。⑨对高度差较大的复杂切边表面，为了降低镶块的高度，保证镶块的稳定性，可将镶块底面做成阶梯状，相应地在上、下模座或切边镶块固定板上也做成阶梯状。⑩凸模的局部镶块用于转角、易磨损和易损坏的部位，凹模的局部镶块装在转角和切边线带有突出和凹槽的地方。2)镶块的固定2、废料刀设计3、斜楔机构的设计8．5覆盖件翻边模8.5.1翻边模具的分类(1)垂直翻边模(2)斜楔翻边模(3)斜模两面开花翻边模(4)斜楔圆周开花翻边模(5)斜楔两面向外翻边模(6)内外全开花翻边模8.5.2覆盖件翻边模结构设计要点(1)翻边凹模镶块交接部位的设计①对轮廓外形翻边时交接部位的处理方过。②对窗口内形翻边时交接部位的处理方法。(2)轮廓外形翻边汽模扩张结构的设计8.5.3

覆盖件翻边模典型结构(1)双斜楔窗口插入式翻边凸模扩张模具结构(2)翻边凸模缩小与翻边凹模扩张的模具