1、車身覆蓋件沖模設(shè)計(jì)工藝性的基本要求摘要:本文通過介紹車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析車身覆蓋件成形的的工藝性,提出覆蓋件沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性要求,以滿足車身覆蓋件特別是沖壓工藝的加工成形。關(guān)鍵字:車身覆蓋件;沖模;工藝性要求引言車身覆蓋件多數(shù)是空間復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜,從而決定其沖壓了成形過程中的變形復(fù)雜性,不易分析與掌握沖壓變形規(guī)律,而且出現(xiàn)的成形質(zhì)量問題也較多。分析覆蓋件成形性能的目的就是要科學(xué)地、系統(tǒng)地研究各類設(shè)計(jì)參數(shù)與制件成形質(zhì)量間的關(guān)系,并建立覆蓋件成形質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行覆蓋件的設(shè)計(jì)和沖壓模具的設(shè)計(jì)時(shí),掌握車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其沖壓過程中的變形特點(diǎn),就能根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸對(duì)

2、沖壓過程中各部位的變形特點(diǎn)做出合理的判斷與估計(jì),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期階段就能考慮到制造時(shí)可能出現(xiàn)的問題,并采取相應(yīng)的預(yù)防措施,從而可以在很大程度上提高覆蓋件及其模具設(shè)計(jì)的水平和效率。汽車覆蓋件沖模是工藝裝備,對(duì)它的設(shè)計(jì)要求和對(duì)其它工藝裝備一樣,都是按規(guī)定(沖壓工藝沖制(加工出合格的工序件(零件、制件、產(chǎn)品。這是對(duì)汽車覆蓋件沖模設(shè)計(jì)的原則要求。1 車身覆蓋件的特點(diǎn)1.1車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1尺寸大。汽車是消費(fèi)品中較大的工業(yè)產(chǎn)品。汽車覆蓋件是覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤構(gòu)成汽車車身的零件。因此,其結(jié)構(gòu)尺寸的大小,取決于車身分塊的大小。從覆蓋件本身的功能角度考慮,分塊應(yīng)當(dāng)是越大越好。從車身的整體制造工藝性角度分析

3、,也應(yīng)當(dāng)是越大越好。因此,覆蓋件結(jié)構(gòu)尺寸一般都比較大。(3形狀復(fù)雜。為滿足功能和美觀的需要,汽車覆蓋件一般都是由三維規(guī)則曲面和不規(guī)則曲面組合而成的復(fù)合曲面。(4用模型表達(dá)。由于覆蓋件是有立體曲面構(gòu)成,使用機(jī)械制圖完全表達(dá)汽車覆蓋件的形狀和尺寸是非常困難的。一般都用模型來表示。表示汽車覆蓋件形狀尺寸的模型稱為主模型(有物理主模型和數(shù)學(xué)主模型之分。1.1車身覆蓋件的工藝特點(diǎn)板料成形的特點(diǎn)是厚度方向上的變形相對(duì)于其他兩個(gè)方向來說是十分微小的。板料成形的變形方式主要有以下幾種:雙向拉伸、平面應(yīng)變、單向拉深、深拉延、彎曲和反彎曲。而板料成形的過程則可以看成一個(gè)準(zhǔn)靜力過程,速度和加速度可以忽略。與一般沖壓

4、件比較,覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、多為空間曲面、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量高等特點(diǎn),因此覆蓋件的沖壓工藝、模具設(shè)計(jì)和模具制造工藝也有其獨(dú)特的特點(diǎn):覆蓋件在拉延時(shí)毛坯的變形甚為復(fù)雜,各處的應(yīng)力很不均勻,故不能按一般拉延件那樣用拉延系數(shù)來簡單判斷和計(jì)算它的拉延次數(shù)和拉延可能性。目前還只能用類比的方法,經(jīng)生產(chǎn)調(diào)整確定。覆蓋件在拉延時(shí)要求進(jìn)料阻力均勻,因此拉延模應(yīng)在材料容易流動(dòng)的地方多加拉延筋,而在材料不易流動(dòng)的地方不加或減少拉延筋甚至增加潤滑。合理布置拉延筋可以改善拉延毛坯在壓邊圈下的流動(dòng)條件,使各部位的變形趨于均勻,防止覆蓋件起皺。有些深度淺的覆蓋件拉延時(shí)材料得不到充分的變形,容易起皺,且剛性不夠。這

5、時(shí)需采用拉延檻來加大壓邊圈下材料的流動(dòng)阻力,使拉延時(shí)材料得到充分的塑性變形,保證覆蓋件修邊后彈性變形小,剛性也好,以消除“鼓膜狀”的缺陷。大部分覆蓋件需要的拉延力和壓料力都較大,因此在大量生產(chǎn)中,這類覆蓋件的拉延工序都采用雙動(dòng)壓力機(jī)。雙動(dòng)壓力機(jī)的外滑塊壓力(壓料力可達(dá)到內(nèi)滑塊壓力(拉延力的60%以上,且四點(diǎn)連續(xù)的外滑塊可進(jìn)行壓料力的局部調(diào)節(jié),以滿足其拉延的特殊要求。覆蓋件的復(fù)雜空間曲面單靠覆蓋件圖是無法完全表示出來的,還必須依賴模型。主模型是制造覆蓋件模具的標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)又是覆蓋件檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品。大部分覆蓋件模具的工作部分是復(fù)雜的空間曲面,而且對(duì)尺寸精度和表面粗糙度的要求高,要用特制的工藝補(bǔ)充部分

6、,主模型和樣架在仿形銑床上加工,然后修研,其制造工藝復(fù)雜且制造周期長,同時(shí)大部分覆蓋件的模具輪廓尺寸大,需要有大型的加工設(shè)備。覆蓋件各工序的模具依賴性大,模具的調(diào)整工作量也大,特別是拉延模的調(diào)整,是最復(fù)雜,最困難的。只有通過拉延模的調(diào)整,拉延出合格的拉延件之后,才能投入其他工序的模具設(shè)計(jì)和制造。覆蓋件拉延毛坯的外形尺寸和拉延件的修邊尺寸都需要通過試驗(yàn)確定。為保證覆蓋件在拉延時(shí)能經(jīng)受最大限度的變形而不至于產(chǎn)生破裂,對(duì)原材料的機(jī)械性能,金相組織,化學(xué)成分,表面質(zhì)量和厚度精度都提出很高、很嚴(yán)的要求。因此,應(yīng)將覆蓋件作為一類特殊的沖壓件來研究。2 車身覆蓋件沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性分析在滿足車身覆蓋件預(yù)定功

7、能可靠性的前提下,研究車身覆蓋件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性,應(yīng)從主要車身覆蓋件的毛坯材料、成形加工過程及裝配幾個(gè)環(huán)節(jié)來綜合考慮。由于汽車車身覆蓋件大多采用沖壓及拉延工藝進(jìn)行成形,本文主要是對(duì)車身覆蓋件沖模設(shè)計(jì)提出具體的要求。2.1 滿足沖壓工藝要求為了保證覆蓋件的質(zhì)量,沖模作為工藝裝備更應(yīng)該滿足工藝的要求,具體到車身覆蓋件沖模應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。工序數(shù)學(xué)模型的文件名和版本號(hào)是不是正確。使用壓力機(jī)型號(hào)規(guī)格或代號(hào)是否滿足公議要求。模具的輪廓尺寸是否符合工藝要求。特別是閉合高度是否按規(guī)定。注意坯件進(jìn)入方向和工序件出件方向。坯件的定位要求,擋料機(jī)構(gòu)的形式。壓料方式有無特殊要求。工序件的頂起裝置和取出機(jī)構(gòu)形式。廢

8、料的排除方法和溜料方向。2.2 便于安裝調(diào)試沖模在壓力機(jī)上的安裝和調(diào)試是沖壓工作中技術(shù)含量高最高的工作。為了給安裝調(diào)試提供方便,模具上應(yīng)當(dāng)設(shè)置安裝調(diào)試的裝置和結(jié)構(gòu)。主要有:模具在壓力機(jī)上按裝的定位結(jié)構(gòu)。模具在壓力機(jī)上安裝的壓緊位置和壓緊結(jié)構(gòu)。模具行程限制器。精度檢查平臺(tái)。有時(shí)實(shí)際使用的壓力機(jī)型號(hào)和調(diào)試用的壓力機(jī)型號(hào)不同。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮兩種型號(hào)壓力機(jī)的使用參數(shù)。2.3 運(yùn)行安全可靠沖模在使用過程中,不論是基礎(chǔ)件、工作零件,還是輔助零部件、結(jié)構(gòu)件都要運(yùn)行安全可靠,不得松動(dòng)位移?；顒?dòng)零件軌跡穩(wěn)定,定位準(zhǔn)確可靠。除開零件的機(jī)械強(qiáng)度保障其功能之外,裝配也必須有準(zhǔn)確地定位和牢固的夾緊。安全問題是模具設(shè)

9、計(jì)者必須重點(diǎn)考慮的問題?；顒?dòng)件與靜止件之間必須留有安全間隙。安全間隙不但要考慮人身的安全,而且要考慮的模具和機(jī)床的安全。必要時(shí)設(shè)有專用的安全設(shè)施,如防護(hù)板、安全網(wǎng)等。2.4 易于存放保管汽車覆蓋件沖模的體積比較大。設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮模具在制造、運(yùn)輸、使用、存放、保管和維修過程中的打開、翻轉(zhuǎn)、起吊、運(yùn)輸中的起重裝置和翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。同樣是因?yàn)槟＞弑容^大,設(shè)計(jì)存放裝置時(shí),必須慎重考慮模具的存放方式,盡量減少模具在存放期間的變形,合理占用空間。為了易于模具的管理,在模具的醒目位置設(shè)有明顯標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)的主要內(nèi)容有:前面標(biāo)志、進(jìn)料方向標(biāo)志、模具代號(hào)等。2.5 維修保養(yǎng)簡單正常的維修保養(yǎng)是保障模具精度和使用壽命的重要手段。模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到維修保養(yǎng)時(shí)的方便易行。比如:拆裝空間是否夠大。拆卸后的裝配精度是否有保障措施。精度檢查條件是否具備。易損件更換是否方便可靠。模具的清潔、潤滑是否方便。3結(jié)束語通過分析了車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn),特別是在沖壓成形工藝上提出了對(duì)車身覆蓋件沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性要求,不管是在覆蓋件設(shè)計(jì)前期還是考慮其性能進(jìn)行分割的過程中都要考慮其成形的工藝性要求,同時(shí)對(duì)車身覆蓋件沖模也提出了更高的要求,以此能滿足大批量、不同類型的車身覆蓋件加工成形。參考文獻(xiàn)1 劉罡,林忠,張衛(wèi)剛,徐偉大.