汽车模具工艺案例分析模板.doc
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1、覆盖件冲压工艺设计一、工艺设计前准备工作在拿到冲压件进行工艺设计前,必需查阅相关资料,方便明确产品具体要求、现有条件等,为设计合理而可行冲压工艺做好必需准备。这些资料关键有:1, 零件图或产品图,能够参考模型。2, 冲压件公差。3, 类似零件成型性及作业性相关资料、曾出现多种质量问题及处理方法。4, 相关产品所用钢材相关资料,如材料各项性能参数值,表面质量等。5, 多种摸具设计标准和模具零件规格。6, 现有压力机参数和隶属装置、生产率等方面资料。7, 产量和要求时间。经过对零件图和拉深件图研究,应该了解该零件所应含有功效、所要求单个零件强度,表面质量和相关零件之间所要求相关精度。并明确下列事项
2、:1, 零件轮廓、法兰、侧壁及底部是否有形状急剧改变部分、负角部位等,和其它成形困难形状。2, 该零件和相关零件焊接面、装配面、镶嵌面有什么要求。3, 孔精度(直径、位置)、孔和孔间距要求,这些孔位置在何处(平面部分、倾斜部分、侧壁部分)。4, 各个凸缘精度许可达成什么程度(包含长度、凸缘面位置、回弹)。5, 焊接、装配基准面和孔在何处。6, 零件冲压成形需要处理关键问题有哪些。7, 材料利用率怎样。在进行工艺设计之前,必需对冲压件进行合理全方面工艺分析。依据冲压件本身原始信息(包含产品材质,料厚,产品形状),冲压件公差和车身中装配位置,用户和本工厂压力机参数和生产方法(自动线,手工线),冲压
3、件生产批量大小和用户提出模具设计技术要求来进行冲压件工艺分析。二、零件工艺分析下面我们以东风项目中前碰撞梁为例零件名称:前碰撞梁材料:DC04料厚:2.0mm依据零件数模和提供基础信息,和用户技术要求我们来进行零件前碰撞梁工艺分析,并确定经过几道冲压工序来取得我们零件。冲压零件不管复杂或简单我们能够概括为它全部是经过两类模具来取得:1成形类模具(包含拉延模,成形模,整形模,翻边模,侧翻和侧整模),2修边类模具(包含修边模,落料模,冲孔模,侧修和侧冲孔模具),成形类模具是经过不一样成形来完成我们产品形状,修边类模具则是切除零件在成形后废料以达成产品尺寸精度。如上图所表示,首先我们依据零件数模能够
4、确定该零件拉深成形难度不是太高,形状不是很复杂,产品车身状态不存在负角,唯一需要考虑或说零件成形唯一风险性就是产品反弹,图示梁类件是经典易反弹形状,所以我们在成形类模具中必需考虑产品反弹量,零件全部形状能够经过一次拉延全部完成。如上图所表示,我们能够由零件数模了解零件一共有8个孔位,6个在产品平面区域,2个在产品侧壁区域,产品轮廓线比较规则能够在拉延冲压方向下确保垂直修边。所以我们在了解产品装配关系和孔精度,公差后,我们能够把零件全部工序确定下来。零件工序确定以下:1,拉延2,修边+冲孔3,冲孔+侧冲孔。三、拉延件设计零件成形确实定就是其实确定拉延工序,是编制覆盖件冲压工艺首先要考虑问题,使之
5、不仅能够方便于拉延,而且拉延后还要能够方便于修边,又要为翻边发明有利条件,所以,拉延件确定下来以后覆盖件冲压工艺也就基础上确定了。确定拉延工序,我们必需考虑以下多个关键:确定零件冲压方向确定冲压方向是确定拉延件首先要碰到问题,它不仅决定能否拉延出满意拉延件来,而且影响到工艺补充部分多少和压料面形状。有些形状复杂拉延件往往会因为冲压方向确定不妥,而拉延不出满意拉延件来,只好改变冲压方向,这么就需要修改拉延模,同时还必需对应地修改拉延以后冲模,回造成很大成本损失,所以冲压方向必需慎重考虑确定之。确定冲压方向必需考虑以下多个关键:a) 确保凸模能够顺利进入凹模,尽可能避免负角b) 凸模开始拉延时和拉
6、延毛坯接触状态,接触面积要大,尽可能靠近中间,接触地方要多,要分散c) 压料面各部分进料阻力要均匀冲压方向依以上标准,上图所表示零件冲压方向我们就能够确定下来。图示Z轴坐标方向为该零件冲压方向,该冲压方向和零件顶面垂直,不存在负角,凸模开始拉延时和毛坯接触状态面积大而且全部在零件中间部分有利于拉延,同时后工序修边冲孔全部能够确保垂直修边和冲孔,所以拉延和后工序修边、冲孔全部可使用该冲压方向。确定零件压料面(分模面)和分模线压料面是工艺补充部分一部分,指凹模圆角半径以外那一部分。压料圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上,凸模对拉延毛坯拉延,不仅要使压料面上材料不皱,更关键是确保拉入凹模材料不皱又不裂,
7、分模线是凸模和压边圈分界线,通常是指压料面和凸模面延伸所产生那条线。基础上压料面和分模线形状和好坏很大部分决定冲压件拉延状态好坏。压料面通常有两种情况:1. 压料面就是覆盖件本身凸缘部分。2. 压料面是工艺补充补充成。确定压料面形状我们必需考虑下面问题:a) 尽可能降低拉延深度。b) 凸模对拉延毛坯一定要有拉延状态产生 压料面展开长度必需比凸模展开长度短,压料面所形成夹角必需比凸模夹角要大。c) 压料面形状尽可能简单化,尽可能采取水平压料面。d) 压料面应使成形深度小且各部分深度靠近一致。e) 压料面应使毛坯在拉深成形和修边工序中有可靠定位,并考虑送料和取件方便。f) 当覆盖件底部有反成形时,
8、压料面必需高于反成形形状最高点。g) 不要在某一方向产生很大侧向力。接下对上图所表示零件进行压料面和分模线创建。依据零件数模我们能够有两种方法创建零件压料面:1压料面就直接使用覆盖件本身凸缘部分,2压料面由工艺补充够成即自己创建。对两种方法分别进行分析,首先假如直接使用覆盖件凸缘为压料面,我们能够节省毛坯材料提升材料利用率,但从工艺上考虑则会给零件带来起皱现象,而且不利于克制和避免零件反弹,前面就有提到过梁类件是零件中经典易反弹件,所以直接使用零件凸缘为压料面不可行,只能依据以上我们提到过创建压料面标准经过工艺补充自己创建压料面。经过综合以上原因和条件,前碰撞梁零件压料面我们创建以下图所表示压
9、料面当压料面确定下来后,接下来就要确定拉延件分模线。分模线作用就是分开了凸模和压料圈两个工作部件,从成形角度来说就是分开了实际拉延压料部分和拉延成形部分,通常分模线轮廓形状结合压料面型面形状在很大程度上就决定了零件拉延初始状态好坏和最终零件是否起皱、开裂、反弹、刚性不足等缺点,所以分模线也是对拉延件成形起决定性作用。创建分模线时我们需注意以下几点:1分模线轮廓形状尽可能不要发生急剧改变,2分模线创建时要结合压料面形状,3分模线创建时要结合产品零件修边轮廓正确计算尺寸确保工艺补充适宜,确保修边余量,4分模线创建时要考虑到零件靠近分模线位置形状是否改变猛烈,是否易产生开裂和起皱等缺点,应怎样合适改
10、变分模线形状来避免,来优化零件拉延状态。依据以上几点,前碰撞梁零件分模线我们确定以下:转角部分要合适分模线拉延件合理工艺补充工艺补充是指为了顺利拉深成形出合格制件、在冲压件基础上添加那部分材料。因为这部分材料是成形需要而不是零件需要,故在拉深成形后修边工序要将工艺补充部分切除掉。工艺补充是拉深件设计关键内容,不仅对拉深成形起着关键影响,而且对后面修边、整形、翻边等工序方案也有影响。工艺补充部分有两大类:一类是零件内部工艺补充,即填补内部孔洞,这部分工艺补充不增加材料消耗,而且在冲内孔后,这部分材料仍可合适利用;另一类工艺补充是在零件沿轮廓边缘展开基础上添加上去,它包含拉深部分补充和压料面两部分
11、。因为这种工艺补充是在零件外部增加上去,称为外工艺补充,它是为了选择合理冲压方向、发明良好拉深成形条件而增加,它增加了零件材料消耗。工艺补充部分制订合理是否,是冲压工艺设计优异是否关键标志,它直接影响到拉深成形时工艺参数、毛坯变形条件、变形量大小、变形分布、表面质量、破裂、起皱等质量问题产生等。工艺补充设计基础标准:1, 内孔封闭补充标准 对零件内部空首优异行封闭补充,使零件成为无内孔制作。2, 简化拉深件结构形状标准 零件外部工艺补充要有利于拉深件拉延,有利于毛坯均匀流动和均匀变形。3, 确保良好塑性变形条件 对于部分深度较浅、曲率较小汽车覆盖件来说,必需确保毛坯在成形过程中有足够塑性变形量
12、,才能确保其能有很好形状精度和刚度。4, 外工艺补充部分尽可能小 因为外工艺补充不是零件本体,以后将被切掉变成废料,所以在确保拉深件含有良好拉深件前提下,应尽可能减小这部分工艺补充,以降低材料浪费,提升材料利用率。5, 对后工序要有利标准 工艺补充要考虑对后工序影响,要有利于后工序定位稳定,尽可能确保能够垂直修边等。6, 双件拉深工艺补充 当冲压件为左/右件时,往往为了节省成本而进行双件拉深。当左/右件合做时,拉深件深度尽可能浅,中间工艺补充部分要有一定宽度,才能够确保修边修边模强度。 压料面拉延筋零件产品数模分模线内部工艺补充外部工艺补充依据以上工艺补充基础标准,零件整个拉延工艺补充图:整个
13、拉延工序工序数模如上图,除开零件产品数模部分其它全部是零件拉延工艺补充,零件外部补充为外部工艺补充,内部补充为内部工艺补充,其中包含:压料面,拉延筋,到底标识工艺造型,和预防起皱缺点余肉造型等,具体从零件数模到完成整个拉延工序工序数模下面一一解析:a) 拿到零件数模,首先确定零件冲压方向,再依据零件车身坐标百分线位置确定零件数模中心(数模中心start point X,Y,Z坐标通常以百为单位),数模中心确定后将产品数模由 数模中心移至CAD软件绝对坐标处(这里以UG软件为 例),再确定冲压方向和Z轴是否重合是否需要旋转角度,具体整个移动和旋转坐标值和角度值我们全部需要统计下来,以确保下一次数
14、模更新时能很快和旧数模进行对比。原车身坐标产品数模经移动和旋转后产品数模b) 当数模位置和冲压方向确定后,接下就是进行拉延压料面创建。前面进行压料面分析时已经提过不能直接使用零件凸缘面为压料面,需要我们自己来创建。依据前面所说创建压料面基础标准将压料面按图示尺寸创建以下,通常确保压料面和零件最低部分距离为20mm左右,太多会加大补充造型浪费材料,太少则对成形意义不大,压料面趋势大致根据零件顶部趋势确保零件拉延时初始状态尽可能最多区域拉延,零件顶部形状转角区域压料面能够创建转角,压料面形状不能存在尖角,每个尖角部分全部要进行倒圆角,圆角大小不宜太小,通常能够R500,R1000,倒圆角要结合零件
15、型面趋势,左右形状大致一样零件能够直接做出二分之一再进行镜像操作。数模中心产品零件压料面c) 压了面创建成功后,接下来就是分模线怎样创建,前面说到分模线对零件拉延成形起到决定性作用,创建拉延分模线时要结合产品零件形状尺寸和压料面形状。依据以上创建拉延分模线关键点,零件拉延分模线创建以下:BA产品零件数模中心 BAAA 分模线压料面 创建出以上尺寸分模线,在不清楚怎样,经过什么方法确定以上尺寸时可能会感到要确定下这些尺寸会无从下手。下面就将怎样怎样确定出合理分模线尺寸进行分析: 通常在创建分模线平面尺寸之前全部会结合零件截面图调整各个参数来确定起尺寸,以下上图SEC A-A:通常在确定分模线平面
16、尺寸之前全部会对它零件最大轮廓处截面进行分析,如上图SEC A-A就是零件X方向最大轮廓处截面,截面中经过确定拉延补充造型中产品延伸部分,凸模R,凹模R,侧壁拔模尺寸来确定零件分模线尺寸,1,首先产品延伸部分(为了避免加工和调模破坏产品形状和后工序修边刀块强度)通常尺寸为310mm,最小不能小和3mm,2,凸模R通常为R5R12(通常依据拉延深度调整,拉延深度浅取小值反之取大值),3,凹模R通常为R5R15(凹模圆角大小能够直接控制拉延成形进料阻力,R取小值时进料阻力大,能够改善起皱和刚性不足,R取大值时进料阻力小,能够改善零件开裂,料厚大时能够合适调整),4,拉延件侧壁斜度通常取612(侧壁
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