汽车覆盖件冲压工艺优化设计实例.doc

二、模具结构优化设计能力与典型实例 模具结构设计程序是：先进行3D DL图设计(既冲压工艺方案设计)，DL图设计完成之后再进行模具结构设计。 1、冲压工艺方案优化设计 自九十年代末，我们先后设计制造了捷达A2、① 进料量太多，在凹模口与板料接触时产生的冲击线爬到了制件暴露的外表面上， 从而在制件表面上留下一条明显的冲击痕迹，既使涂上油漆也能明显看到。 ② 板料在高点接触部位由于板料在拉延过程中各处进料量、进料速度大小不等，势必造成高点接触部位相互移动出现滑移痕迹，留在制件表面上。 (2)解决冲击线措施： 为了避免冲击线爬到制件表面上，对拉延深度和进料量的多少进行理论分析计算即对板料在压料时和制件拉延件成形后的长度进行对比，得出进料量的多少，这个量是一个纯理论值，然后在把板料伸长率考虑进去，这样就得出一个比较近似的进料量，通过进料量设计拉延深度，反复验算调整，最后使之达到理想状态。例如：我们在给天津夏利轿车设计制造的左右前翼字板就是采取这种措施，达到了预期效果。 1.2滚线问题 (1)滚线产生的原因： 由于把拉延棱线和翻边棱线设在一条棱线上，在实际加工制造过程中，这两条完全在一个位置的棱线是不能完全重合的，这样就会在翻边工序中造成拉延棱线滚动，以至滚到制件表面上，从而使制件表面产生明显缺陷。 (2)解决滚线措施： 由于滚线产生的原因是两条棱不能完全重合造成的，故我们在做拉延补充设计时，采取轮廓过拉延，即拉延件的轮廓线不一定是产品的翻边线（主要取决于是否是覆盖件以及翻边处的园角半径R的大小）。 一般情况下在翻边处的园角半径R很小的情况下进行轮廓过拉延，即沿翻边线向外顺延2～5mm进行拉延如图所示。这样做还可以把拉延R放大，对拉延成形更有利使材料塑性变形更充分，大大的改善了拉延成形条件。例如我们在给天津夏利轿车设计制造的发动机罩外板就是利用这种方法。效果非常好。 1.3暗坑问题 暗坑产生的原因： 主要是由于板料在此处产生的变形包括塑性变形，同时也包括去掉变形力以后消失的弹性变形。这样就造成板料局部在去掉外力后，局部就会出现暗坑。 解决暗坑的措施： 通过工艺补充设计使材料产生足够的塑性变形。例如：我们给一汽-大众设计制造的左右前翼字板模具，在调试过程中油箱口盖处有暗坑，通过在工艺补充部分设计一处余肉，从而使油箱口盖处产生充分塑性变形，解决暗坑问题。 1.4回弹问题： 回弹产生的原因： 主要是板料在变形过程中产生的变形包括塑性变形，同时也包括去掉变形力以后消失的弹性变形。 以下零件易产生回弹：梁类零件。翻边类零件。顶盖类外覆盖件。发动机罩外板类外覆盖件。通过模拟分析和以往的实践经验预测回弹量。 解决回弹措施： 采取矫枉过正的方法解决回弹。例如：我们给上汽-奇瑞汽车公司设计制造的QQ轿车的梁类零件，就是采取这种方法解决的回弹问题。 1.5开裂问题 开裂产生的原因： 材料在此处的变形超过了材料的延伸率，所以产生开裂。主要产生在深长类变形部位。 解决开裂措施： 要根据每个拉延件开裂的部位和成形情况给出具体解决方案，如果是拉延成形产生的破裂，要采取工艺措施解决。如果是胀形产生的破裂，就要适当更改产品形装解决。还可以更换材料来解决。 1.6起皱问题 起皱产生的原因： 材料在变形过程中所受到的压应力大于拉应力，从而产生起皱现象。主要产生在压缩类变形和多料变形区及材料在变形过程中失稳区域。 解决起皱措施： 再工艺方案上采取措施使材料产生深长变形。在材料变形过程中增大拉应力，减小压应力。使拉应力大于压应力。保证材料在变形过程中的稳定性。 我们通过对上述问题的研讨，既找出了问题产生的原因，同时也给出了解决问题的方案。同时 也总结出轿车外覆盖件冲压工艺方案设计原则： (1)冲压方向的制定原则： 在冲压方向上产品没有负角的情况下，保证拉延深度最小。 (2)凸模轮廓的设计原则： 依据产品成形特性和冲压成形原理进行凸模轮廓设计，保证凸模轮廓最小。凸模轮廓设计的是否合理直接影响板料在拉延成形过程中进料和板料变形程度，尤其是角部的设计更为至关重要。R与拉延深度有一定的比例关系。 (3)压料面的设计原则： 压料面应为平面、单曲面或双曲面，以有利于降低拉延深度，保证毛坯有一定的拉延程度。压料面的展开长度和凸模形状的展开长度的关系：当凸模展开长度大于压料面的展开长度时，拉延毛坯才有拉延作用。如果小于时，拉延过程中拉延毛坯将会起皱。当凸模表面夹角小于压料面的夹角，则毛坯在拉延过程中起皱。此时材料处于拉应力状态，对毛坯有拉延作用。这使得毛坯在初压时不起皱。 (4)拉延工艺补充设计原则： 根据以下几点要求合理的设计工艺补充：①制件成形条件的要求。②修边与翻边工序的要求，③制件表面质量的要求。 (5)压料筋的设计原则： 拉延筋的作用在于：①增加进料阻力，提高材料塑性变形