汽車(chē)模沖壓工藝簡(jiǎn)介ppt課件

1、沖壓工藝與模具沖壓技術(shù)開(kāi)展沖壓技術(shù)的真正開(kāi)展，始于汽車(chē)的工業(yè)化消費(fèi)。20世紀(jì)初，研討任務(wù)根本上在板料成形技術(shù)和成形性?xún)煞矫嫱瑫r(shí)展開(kāi)，關(guān)鍵問(wèn)題是破裂、起皺與回彈。但對(duì)沖壓技術(shù)的掌握根本上是閱歷型的。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)實(shí)際，能求解的問(wèn)題非常有限，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足汽車(chē)工業(yè)的需求。60年代是沖壓技術(shù)開(kāi)展的重要時(shí)期，各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)。尤其是成形極限圖的提出，推進(jìn)了板材性能、成形實(shí)際、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)開(kāi)展，成為沖壓技術(shù)開(kāi)展史上的一個(gè)里程碑。 80年代有限元方法及CAD技術(shù)開(kāi)場(chǎng)開(kāi)展。90年代汽車(chē)沖壓技術(shù)真正進(jìn)入了分析階段數(shù)值模擬仿真及計(jì)算機(jī)運(yùn)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域得以迅速開(kāi)展并走向適用化沖 壓 工

2、 藝沖壓工藝設(shè)計(jì)是沖壓與模具的中心技術(shù)，是衡量沖壓技術(shù)的標(biāo)志，是沖壓勝利的關(guān)鍵。沖壓工藝根據(jù)通用的分類(lèi)方法,可將沖壓的根本工序分為資料的分別和成形兩大類(lèi),每一類(lèi)中又包括許多不同的工序。分別工序：沖 壓 工 藝成形工序沖 壓 工 藝沖壓模具工序及略語(yǔ)：沖壓工藝設(shè)計(jì)主要義務(wù)： 一是完成拉延件的設(shè)計(jì) 二是完成DL圖die Layout的設(shè)計(jì)DL圖模具工藝構(gòu)件圖內(nèi)容：設(shè)定沖壓工序的性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序和工序內(nèi)容設(shè)定各工序的沖壓方向和送料方向設(shè)定工藝排樣和資料利用率設(shè)定沖壓設(shè)備、消費(fèi)方式及流程設(shè)計(jì)DL圖、工藝卡和工藝指點(diǎn)書(shū)沖壓工藝設(shè)計(jì)方法：在對(duì)沖壓零件特征分析、工藝模擬分析、工藝計(jì)算的根底上，遵照“

3、高質(zhì)量、高效率、低本錢(qián)的總原那么，精細(xì)設(shè)計(jì)沖壓工藝。成雙工藝、延續(xù)沖壓工藝、拉延切角工藝、復(fù)合沖壓工藝、往復(fù)沖裁工藝、落料成形工藝、多次修邊工藝、修邊整形工藝、分次拉延工藝、反拉延工藝、拉延檻、筋的運(yùn)用、回彈變形的預(yù)測(cè)控制、工藝臺(tái)階的運(yùn)用、工藝切口的運(yùn)用等。通常厚板料零件多采用：落料 成形 翻邊 沖孔的工藝過(guò)程。薄板料且外形復(fù)雜零件：拉延 修邊 翻邊 整形 沖孔的工藝 1.1覆蓋件的含義： 覆蓋件主要指覆蓋汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)、構(gòu)成駕駛室和車(chē)身的一些零件，如轎車(chē)的擋泥板、頂蓋、車(chē)門(mén)外板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、水箱蓋、行李箱蓋等。由于覆蓋件的構(gòu)造尺寸較大，所以也稱(chēng)為大型覆蓋件。覆蓋件成形工序： 覆蓋件的主要沖壓

4、工序有:落料、拉深、校形、修邊、切斷、翻邊、沖孔等。覆蓋件的構(gòu)造特征 和普通沖壓件相比，覆蓋件具有資料薄、外形復(fù)雜、多為空間曲面且曲面間有較高的銜接要求、構(gòu)造尺寸較大、外表質(zhì)量要求高、剛性好等特點(diǎn)。 覆蓋件部分 1.2覆蓋件的成形特點(diǎn)1.成形工序多：拉深為關(guān)鍵工序；2.拉深是復(fù)合成形 ：常采用一次拉深；3.拉深時(shí)變形不均勻：工藝補(bǔ)充、拉深筋；4.大而穩(wěn)定的壓邊力：雙動(dòng)壓機(jī)、多連桿機(jī)械壓力機(jī)；5.優(yōu)質(zhì)鋼材：高強(qiáng)度、高質(zhì)量、抗腐蝕的鋼板； 1.3覆蓋件的成形分類(lèi) 汽車(chē)覆蓋件的沖壓成形分類(lèi)以零件上易破裂或起皺部位資料的主要變形方式為根據(jù),并根據(jù)成形零件的外形特征、變形量大小、變形特點(diǎn)以及對(duì)資料性能的

5、不同要求,可將汽車(chē)覆蓋件沖壓成形分為五類(lèi):深拉深成形類(lèi)、脹形拉深成形類(lèi)、淺拉深成形類(lèi)、彎曲成形類(lèi)和翻邊成形類(lèi)。 1.4覆蓋件的主要成形妨礙及其防止措施 由于覆蓋件外形復(fù)雜，多為非軸對(duì)稱(chēng)、非回轉(zhuǎn)體的復(fù)雜曲面外形零件，因此決議了拉深時(shí)的變形不均勻，所以拉深時(shí)的起皺和開(kāi)裂是主要成形妨礙。1.起皺及防皺措施 緣由： 覆蓋件的拉深過(guò)程中，當(dāng)板料與凸模剛開(kāi)場(chǎng)接觸，板面內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力，隨著拉深的進(jìn)展，當(dāng)壓應(yīng)力超越允許值時(shí)，板料就會(huì)失穩(wěn)起皺(如圖1)。 防皺措施： 處理的方法是添加工藝補(bǔ)充資料或設(shè)置拉深筋。 圖1 覆蓋件拉深過(guò)程表示圖a) 坯料放入；b) 壓邊；c) 板料與凸模接觸；d) 資料拉入；e) 壓

6、型；f) 下止點(diǎn)；g) 卸載 2.開(kāi)裂及防裂措施 緣由： 是由于部分拉應(yīng)力過(guò)大呵斥的，由于部分拉應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致部分大的脹形變形而開(kāi)裂。 位置: 開(kāi)裂主要發(fā)生在圓角部位，開(kāi)裂部位的厚度變薄很大如凸模與坯料的接觸面積過(guò)小、拉深阻力過(guò)大等都有能夠?qū)е沦Y料部分脹形變形過(guò)大而開(kāi)裂 。 防裂措施： 為了防止開(kāi)裂，應(yīng)從覆蓋件的構(gòu)造、成形工藝以及模具設(shè)計(jì)多方面采取相應(yīng)的措施。 (1) 覆蓋件的構(gòu)造上，可采取的措施有： 各圓角半徑最好大一些、曲面外形在拉深方向的實(shí)踐深度淺一些、各處深度均勻一些、外形盡量簡(jiǎn)單且變化盡量平緩一些等。 (2)拉深工藝方面，可采取的主要措施有： 拉深方向盡量使凸模與坯料的接觸面積大、合理

7、的壓料面外形和壓邊力使壓料面各部位阻力均勻適度、降低拉延深度、開(kāi)工藝孔和工藝切口等 如圖2。 (3)模具設(shè)計(jì)上 可采取設(shè)計(jì)合理的拉深筋、采用較大的模具圓角、使凸模與凹模間隙合理等措施。 圖2 工藝孔和工藝切口沖 壓 工 藝實(shí)例拉延切角、工藝切口沖 壓 工 藝實(shí)例CAE分析平安破裂起皺 回彈汽車(chē)覆蓋件模具制造的開(kāi)展：二十世紀(jì)中期:手工設(shè)計(jì),手工制泥模,手工制模型樣架,手工制大量研配檢驗(yàn)樣板,大量人工修磨模具.二十世紀(jì)后期:CAD設(shè)計(jì),手工制泥模,手工制模型樣架,大量運(yùn)用大型仿形銑床及大型加工設(shè)備,運(yùn)用激光切割機(jī)加工研配檢驗(yàn)樣板,采用研配壓力機(jī)修磨模具.二十一世紀(jì)初: 采用CAD/CAM 軟件 設(shè)

8、計(jì)模具,開(kāi)場(chǎng)推行“無(wú)紙模具設(shè)計(jì)和制造這一研討和開(kāi)發(fā)工程,計(jì)算機(jī)輸入產(chǎn)品模型，生成高質(zhì)量實(shí)體模型 . CAD/CAM技術(shù)的推行已由“甩圖板階段跨入到了深化運(yùn)用階段. Delcam 方案是運(yùn)用模具鑲塊導(dǎo)游程序“Die Wizard“.該程序可自動(dòng)尋覓產(chǎn)品模型的分模線并自動(dòng)將模塊分為適宜尺寸的兩部分， 自動(dòng)產(chǎn)生高質(zhì)量的分模面，自動(dòng)分別型芯和型腔?！癉ie Wizard技術(shù)的運(yùn)用，更大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準(zhǔn)確性,可以對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)展有效的管理, 提高模具設(shè)計(jì)速度和管理效率從根本上降低模具制造企業(yè)的本錢(qián). 目前法國(guó)CATIA公司開(kāi)發(fā)的大型CAD/CAE/CAM一體化軟件V5R17已廣泛運(yùn)用于航空

9、汽車(chē)制造業(yè)設(shè)計(jì),不久將用于模具制造,因一體化特性,將使模具分析、設(shè)計(jì)、制造更方便快捷.二十世紀(jì)中后期，制造模具的手段主要是依賴(lài)普通的機(jī)械加工設(shè)備，對(duì)于外形復(fù)雜的模具那么是依托鉗工的技藝來(lái)完成，優(yōu)秀的模具鉗工在模具企業(yè)內(nèi)起著決議性的作用，競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)在于誰(shuí)有才干把模具消費(fèi)出來(lái).到了二十一世紀(jì)，CAD/CAM技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)及EDM加工技術(shù)逐漸被廣泛運(yùn)用，制造出模具曾經(jīng)不是問(wèn)題，CAD/CAM技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用程度是衡量模具消費(fèi)的主要內(nèi)容，是模具開(kāi)展的一次大變革.目前汽車(chē)大型覆蓋件模具的消費(fèi)根本都建立了一完全針對(duì)模具制造的 CAD/CAE 軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了綜合實(shí)體外型和曲面外型優(yōu)勢(shì)的混合建

10、模方法,能快速有效地產(chǎn)生和分析來(lái)自不同客戶(hù)的復(fù)雜模具曲面。 大型覆蓋件設(shè)計(jì)制造要求1.沖壓件的三維數(shù)模和產(chǎn)品圖紙為模具設(shè)計(jì)的根據(jù).2.所采用的一系列成型手段必需為沖壓件效力,不允許相互關(guān)涉和反復(fù).3.模具所運(yùn)用的資料及其加工必需符合沖壓件消費(fèi)綱領(lǐng)和模具壽命要求.4.保證零件拉延的凹模、凸模、壓邊圈、成型塊、切刀等技術(shù)工藝可靠,定位準(zhǔn)確,操作方便、平安并且無(wú)堆焊修復(fù)缺陷. 5. 必需參照壓力機(jī)設(shè)備參數(shù)(臺(tái)面尺寸、閉合高度、公稱(chēng)壓力、氣頂缸位置數(shù)量壓力、定位裝夾位置)設(shè)計(jì)制造模具.6.模具零部件應(yīng)定位準(zhǔn)確,思索防松、防崩、防零落、防翻、防沖擊等措施. 7.在模具設(shè)計(jì)制造中必需思索鑄造工藝性、加工工

11、藝性和維修方便性.8.在模具從設(shè)計(jì)制造到驗(yàn)收的過(guò)程中，應(yīng)以零件為單位建立模具檔案(缺陷風(fēng)險(xiǎn)分析紀(jì)錄,模具設(shè)計(jì)會(huì)簽記錄，會(huì)議紀(jì)要，更改記錄,試模記錄，模具鑄件質(zhì)保書(shū)，沖壓零件檢測(cè)記錄，模具刃口資料及硬度，模具檢查記錄等)除前述覆蓋件模具設(shè)計(jì)制造要求外,還需以下特殊要求:1.要求同一自動(dòng)消費(fèi)線上的模具閉合高度盡量一致. 同一件號(hào)零件的模具閉合高度必需一致 .2.同一零件的整套模具送料高度必需一致保證機(jī)械化消費(fèi)自動(dòng)取件順暢.3.沖壓自動(dòng)線都采用移開(kāi)任務(wù)臺(tái)裝夾模具.所以設(shè)計(jì)模具時(shí)必需在一切氣墊頂棒都放置的情況下移開(kāi)任務(wù)臺(tái)能正常任務(wù). 4.模具構(gòu)造除了設(shè)置外導(dǎo)向正常的導(dǎo)向外，自動(dòng)線模具還應(yīng)在相應(yīng)工序設(shè)置

12、椎式導(dǎo)正構(gòu)造，保證上下模導(dǎo)正精度可靠合理.5.自動(dòng)線模具定位均采用快速定位,模具快速定位孔槽應(yīng)布置在具有良好目視條件的地方，以方便模具的安裝 .6.自動(dòng)線模具普通都采用自動(dòng)夾緊安裝，采用機(jī)床自動(dòng)夾緊時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)床夾緊要求進(jìn)展設(shè)計(jì).7.必需重點(diǎn)思索修邊沖孔廢料的排除方式.制造工藝復(fù)雜.(立體曲面,精度光潔度要求高)模具調(diào)整較復(fù)雜.(外形復(fù)雜,落料尺寸修邊尺寸需實(shí)驗(yàn)才干決議) 輪廓尺寸大,需求有大型加工設(shè)備.消費(fèi)技術(shù)預(yù)備任務(wù)復(fù)雜. 一個(gè)汽車(chē)覆蓋件零件,往往需經(jīng)過(guò)數(shù)套沖模沖壓才干完成.而這套沖模,一方面其外形都要符合于同一主模型另一方面各套沖模在制造工藝上有一定依賴(lài)關(guān)系. 一個(gè)汽車(chē)覆蓋件各套沖模的普

13、通制造順序是:拉延模 切邊模翻邊模 修邊整型模. 拉延模是關(guān)鍵. 緣由是:下道工序的模具必需用它的沖件作為立體樣板,進(jìn)展制造，能否沖壓出合格產(chǎn)品拉延是萬(wàn)事開(kāi)頭難的第一關(guān).例如GC-1轎車(chē)側(cè)圍外板,除落料在開(kāi)卷落料線完成外,還需4套沖模完成,其4套沖模的工序關(guān)系為拉延-切邊沖孔-整形沖孔翻邊-整形翻邊。精度要求高的模具需求運(yùn)用高精度的數(shù)控機(jī)床加工，而且模具材質(zhì)、成形工藝都有嚴(yán)厲要求，還需運(yùn)用CAD / CAE / CAM模具技術(shù)去設(shè)計(jì)、分析.制造廠家應(yīng)具備數(shù)控加工中心、電火花、線切割機(jī)床及數(shù)控仿型銑設(shè)備，高精度磨床，高精度三座標(biāo)丈量?jī)x，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)及相關(guān)軟件等. 普通大型汽車(chē)身覆蓋件模具要思索機(jī)床

14、能否有壓邊機(jī)構(gòu)，甚至邊光滑劑、多工位級(jí)進(jìn)等.除沖壓噸位外還要思索沖次、送料安裝、機(jī)床及模具維護(hù)安裝等. 因汽車(chē)行業(yè)的迅速開(kāi)展,汽車(chē)消費(fèi)自動(dòng)化程度越來(lái)越高,液壓壓力機(jī),雙動(dòng)壓床已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上批量沖壓件消費(fèi)需求.目前汽車(chē)廠沖壓件消費(fèi)均采用大臺(tái)面單動(dòng)多連桿機(jī)械壓力機(jī).而大部分汽車(chē)沖壓件由于成型時(shí)有特殊要求,因此誕生了許多汽車(chē)模具新工藝:斜鍥切邊,斜鍥沖孔,斜鍥翻邊,汽缸旋轉(zhuǎn)翻邊以及氣輔成型，氮?dú)飧椎认冗M(jìn)的工藝.發(fā)動(dòng)機(jī)蓋拉延工序 工藝補(bǔ)充 工藝補(bǔ)充是拉延件不可短少的組成部分，是指為了順利拉延成型出合格的制件，而在沖壓件的根底上所添加的那部分資料，用以滿(mǎn)足拉延、壓料面和修邊等工序的要求。這部分資料僅僅是沖

15、壓成型需求而不是零件所需求的，故在拉延成型后的修邊工序中需將工藝補(bǔ)充切除掉。 大多數(shù)汽車(chē)車(chē)身覆蓋件都需求添加工藝補(bǔ)充后才干設(shè)計(jì)成能拉延成型的沖壓件，這是覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是與普通簡(jiǎn)單拉延件拉延工藝設(shè)計(jì)的主要不同點(diǎn)。 工藝補(bǔ)充部分有兩大類(lèi)：外部工藝補(bǔ)充、內(nèi)部工藝補(bǔ)充。工藝分析 外部工藝補(bǔ)充壓料面 壓料面是指板料在凹模圓角以外的法蘭部分，工件本體部分或工藝補(bǔ)充部分組成，其應(yīng)是平面或曲率較小的曲面，不允許有大的起伏或拐點(diǎn)在拉延成型過(guò)程中，壓料面的資料被逐漸拉入凹模型腔內(nèi)，轉(zhuǎn)化為覆蓋件外形。壓料面與凸模外形堅(jiān)持一定幾何關(guān)系，保證在拉延過(guò)程中板料處于張緊形狀，并能平穩(wěn)地包攏凸模，防止起皺破

16、裂。 覆蓋件拉延成型時(shí)，在壓料面上敷設(shè)拉延筋或拉延檻，對(duì)改動(dòng)進(jìn)料阻力，調(diào)整進(jìn)料速度使之均勻和防止起皺具有明顯的效果。 敷設(shè)拉延筋的主要作用：1添加部分區(qū)域的進(jìn)料阻力，使整個(gè)拉延件進(jìn)料速度到達(dá)平衡形狀。2加大拉延成型的內(nèi)應(yīng)力，提高覆蓋件的剛性。3加大徑向拉應(yīng)力，減少切向壓應(yīng)力，延緩或防止起皺。拉延筋的斷面外形為半圓形，拉延檻的阻力更大，它多用在深度淺的拉延件上。拉延筋發(fā)動(dòng)機(jī)蓋拉延工序 凹模 壓邊圈 凸模導(dǎo)向裝 置導(dǎo)向裝 置車(chē)身側(cè)圍構(gòu)造分析沖孔工藝過(guò)程：沖孔模構(gòu)造分析方孔凸模方孔凹模異性孔凸模 模具的任務(wù)過(guò)程：凸模滑塊斜楔行李箱蓋切邊工藝分析切邊工藝分析：構(gòu)造分析構(gòu)造分析構(gòu)造分析切邊模的類(lèi)型按切邊面外形：平面切邊模、曲面切邊模按切邊方向分：垂直切邊模是指切邊凸凹模沿垂直方向作上下運(yùn)動(dòng)的切 邊加工。垂直切邊所用模具構(gòu)造簡(jiǎn)單、廢料處置也比較方便。 程度切邊模是指切邊凸凹模沿程度方向運(yùn)動(dòng)的切邊加 工。凸凹 模的程度方向運(yùn)動(dòng)可以經(jīng)過(guò)斜楔機(jī)構(gòu)或經(jīng)過(guò)模具上加裝程度方向 運(yùn)動(dòng)的液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。 傾斜切邊模是指切邊凸凹模沿與垂直方向成一定角度的 方向運(yùn)動(dòng)的切邊加工。凸凹模的傾斜方向運(yùn)動(dòng)可以經(jīng)過(guò)斜楔 機(jī)構(gòu)或經(jīng)過(guò)模具上加裝傾斜方向運(yùn)動(dòng)