汽車覆蓋件的模具設(shè)計(jì)—沖孔修邊復(fù)合模.doc

1汽車覆蓋件的模具設(shè)計(jì)沖孔修邊復(fù)合模引言我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。(一)沖壓模具水平狀況近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。我國模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低，模具自產(chǎn)自配比例過高。國外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%，我國沖壓模具自產(chǎn)自配比例為60%。這就對專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響?，F(xiàn)在，技術(shù)要求高、投入大的模具，其專業(yè)化程度較高，例如覆蓋件模具、多工位級進(jìn)模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高，所以沖壓模具生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布，而往往取決于主要投資者的決策。例如四川有較大的汽車覆蓋件模具的能力，江蘇有較強(qiáng)的精密沖模的能力，而模具的用戶大都不在本地。(二)、沖壓模具的發(fā)展重點(diǎn)與展望發(fā)展重點(diǎn)的選取應(yīng)根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定?？砂串a(chǎn)品重點(diǎn)、技術(shù)重點(diǎn)和其他重點(diǎn)分別敘述。21、沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)。沖壓模具共有7小類，并有一些按其服務(wù)對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進(jìn)模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。多功能、多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。2、沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計(jì)技術(shù)來說，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。一.汽車覆蓋件概述(一)汽車覆蓋件的定義汽車覆蓋件（簡稱覆蓋件）是指覆蓋發(fā)動機(jī)、底盤、構(gòu)成駕駛室和車身的薄板異形體的表面零件和內(nèi)部零件而言。載重汽車的車前板和駕駛室、轎車的車前板和車身等都是由覆蓋件和一般沖壓件構(gòu)成的。覆蓋件和一般沖壓件相比較而言，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)。在覆蓋件的沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造工藝上，也具有獨(dú)自的特點(diǎn)，因此對覆蓋件沖模須作一些特殊的問題來研究。覆蓋件按其作用和要求可分為外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件、和骨架件三類。內(nèi)、外覆蓋件是由厚度為0.7、0.8、0.9、1mm的08或09A1鋼板沖壓而成，多數(shù)骨架件是由厚度為1、1.2、1.5、2mm的08或09A1鋼板沖壓而成。(二)覆蓋件應(yīng)滿足的條件31良好的表面質(zhì)量覆蓋件特別是外覆蓋件的可見表面，不允許有波紋、皺紋、凹痕、擦傷、邊緣拉痕及其他破壞表面完美的缺陷。覆蓋件上的裝飾棱線、裝飾肋條，要求清晰、平整、光滑、左右對稱及過渡均勻。覆蓋件上的裝飾棱線在兩個件的銜接處應(yīng)吻合，不允許參差不齊。表面質(zhì)量對小轎車的覆蓋件尤為重要，表面上一些微小的缺陷都會在涂漆后引起的漫反射，而有損外觀。2符合要求的幾何尺寸和曲面形狀覆蓋件的形狀復(fù)雜、立體曲面多，其幾何尺寸和曲面形狀必須符合圖樣和主模型（或數(shù)字模型）的要求。立體曲面是一種覆蓋件本身的立體曲面，是考慮造型上及其美觀的需要；另一種是由兩個或兩個以上相互裝配銜接的覆蓋件共同構(gòu)成的。這些銜接和裝焊處的立體表面必須一致。覆蓋件圖只能表示一些主要的投影尺寸，不可能將覆蓋件所有相關(guān)點(diǎn)的空間位置都表示出來，即使表示了所有相關(guān)點(diǎn)的空間位置，也會由于圖形亂、尺寸線過多而模糊，難以使用。因此，覆蓋件圖僅標(biāo)注出覆蓋件的外輪廓和百線（即距離為100的坐標(biāo)線）交點(diǎn)的尺寸，過渡部分的尺寸則依據(jù)主模型決定。3良好的工藝性覆蓋件的工藝性，主要表現(xiàn)在覆蓋件的沖壓性能、焊接裝配性能、操作的安全性、材料的利用率和對材料的要求等。覆蓋件的沖壓性關(guān)鍵在于拉延的可能性和可靠性，而拉延工藝性的好壞主要取決于覆蓋件的形狀。如果覆蓋件能夠進(jìn)行拉延，則對于拉延以后的工序，僅是確定工序數(shù)和安排工序之間的先后順序問題。覆蓋件一般都是安排一道工序拉延的，為了實(shí)現(xiàn)一次拉延成形，必須將覆蓋件上的翻邊部分展開，窗口補(bǔ)滿，再加上工藝補(bǔ)充部分，拉延成形后在后面的工序內(nèi)再將工藝補(bǔ)充部分切掉，所以工藝補(bǔ)充部分是工藝上必須的材料消耗。工藝補(bǔ)充部分的多少，首先決定于覆蓋件的復(fù)雜程度。覆蓋件的復(fù)雜程度對于材料的性能也有一定的要求，如深度深的、立體曲面復(fù)雜的覆蓋件，就必須采用性能比較好的深拉延鋼板08ZF。4有足夠的剛性在拉延的過程中，可能會由于材料的塑性變形不夠充分，而使覆蓋件的一些4部位剛性差，受振動后就回產(chǎn)生空洞聲。覆蓋件剛性的一般檢查方法，是用手擊其表面，聽聲音是否一致，聲音低則表示該處剛性差。用手按覆蓋件，如果發(fā)出“乒乓”聲，這樣的覆蓋件是不合格的。如果用這樣的覆蓋件裝配汽車，汽車在行駛的過程中則會發(fā)生振動，產(chǎn)生很大的噪聲，并會使覆蓋件早期損壞。另外，這種塑性變形不夠、剛性差的拉延件，在修邊以后會產(chǎn)生很大的變形。如果修邊以后還需要進(jìn)行翻邊，則可以依靠翻邊來改善一些剛性。（三）.覆蓋件模具現(xiàn)狀及發(fā)展1.覆蓋件模具現(xiàn)狀我國的模具工業(yè)現(xiàn)狀，可用四句話概括：把模具工廠從依附于產(chǎn)品的從屬地位中解救出來，開始可按行業(yè)規(guī)劃進(jìn)行管理和發(fā)展的時(shí)期；模具生產(chǎn)能力有了很大提高，但滿足不了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；模具制造技術(shù)開始了CAD/CAM的新紀(jì)元，但技術(shù)水平有待提高，配套技術(shù)有待完善；模具技術(shù)隊(duì)伍有很大的發(fā)展，但人員素質(zhì)有待迅速提高。模具工業(yè)是一個技術(shù)含量很高，應(yīng)用十分廣泛的行業(yè)，汽車、家用電器、輕紡、機(jī)械和飛機(jī)等行業(yè)都需要大量的模具，模具是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，目前，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如日本、美國、德國和加拿大等國，把模具工業(yè)都作為一個獨(dú)立的工業(yè)體系進(jìn)行規(guī)劃和發(fā)展，在稅收和貸款上采取了傾斜的優(yōu)惠政策，模具工業(yè)的發(fā)展速度高于其他行業(yè)，他們的模具工業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)超過機(jī)床行業(yè)，模具工業(yè)發(fā)展促進(jìn)了各行各業(yè)的發(fā)展。我國的模具工業(yè)起步較低，絕大多數(shù)模具廠依附在產(chǎn)品廠內(nèi)，全國目前6000家模具廠，從業(yè)人數(shù)約30萬人，年銷售僅40億元左右，專業(yè)化模具廠僅又00家，商品模具僅占20%，“七五”規(guī)劃時(shí)，我國把模具行業(yè)繼鍛造、鑄造、熱處理和表面處理之后，提到專業(yè)化管理行列，并注入了大量的資金，改造了一批專業(yè)化模具廠，還把一批有實(shí)力的依附在產(chǎn)品廠內(nèi)的模具分廠和模具車間推向市場，使我國的模具有了長足的發(fā)展。我國模具工業(yè)現(xiàn)有水平和需要量的差距，“九五”期間一批改造項(xiàng)目投入后生產(chǎn)總能力也不超過1000萬小時(shí)，和需求還有較大的缺口，因此模具每年都有很多進(jìn)口。我國的模具工業(yè)技術(shù)水平和國外比較，仍存在較大的差距，特別是在大型、5精密、復(fù)雜和長壽模具方面差距更大?！捌呶濉币?guī)劃改造的一批廠，起點(diǎn)都較高，數(shù)控技術(shù)被廣泛地應(yīng)用，但隨之而來的是人員顯得老化，人員素質(zhì)急需迅速提高，現(xiàn)有人員的在職培訓(xùn)任務(wù)很重，要實(shí)現(xiàn)模具技術(shù)人員和計(jì)算機(jī)技術(shù)人員的交融，徹底改變專業(yè)分割的狀態(tài)。二.汽車覆蓋件的模具設(shè)計(jì)零件簡圖：生產(chǎn)批量：大批量材料：08鋼材料厚度：1.0mm(一)沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性是指工件對加工工藝的適合性，它是從沖壓加工角度對產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出的工藝要求。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單等方面。1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性6用普通沖裁模制的零件，其斷面與零件表面并不垂直，并有明顯區(qū)域性特征。采用合理使用間隙沖裁模沖制的零件，光亮區(qū)域約占斷面厚度的30%；凹模側(cè)有明顯的塌角，凸模側(cè)有高度不小于0.05mm的毛刺；外形有一定程度的拱曲。沖裁件的這種特點(diǎn)是普通沖裁加工條件決定的，選用沖裁工藝時(shí)必須考慮零件的這些特征，注意以下問題。（1）沖裁件的形狀應(yīng)力求簡單、規(guī)則，使排樣時(shí)廢料最少。（2）零件內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處避免尖角，如無特殊要求，應(yīng)用R0.25t的圓角過渡。（3）零件外形需避免有過長或過窄的懸臂和凹槽。軟鋼、黃銅等材料，應(yīng)使其寬度1.5bt，高碳鋼或合金鋼等硬質(zhì)材料應(yīng)取2bt，如下圖所示。（4）沖裁件上孔與孔之間，孔與零件邊緣之間的距離不能過小，以免影響凹模強(qiáng)度和沖裁質(zhì)量，其距離主要與孔的形狀和料厚有關(guān)，通常取1.5ct，ct，如下圖所示；彎曲件或拉深件上確定孔的位置時(shí)，應(yīng)使孔壁位于兩交接面圓角區(qū)之外的部位，以防止沖孔時(shí)凸模因受不對稱的側(cè)壓力作用而啃傷刃口或使小凸模折斷；通常取孔壁至零件直壁間的距離0.5lRt，如下圖所示。（5）零件上沖孔的尺寸不宜過小，否則極易損壞沖孔凸模，沖孔的最小尺寸與孔的形狀、材料種類和厚度、沖孔凸模工作時(shí)是否有導(dǎo)向裝置有關(guān)。7圖.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性0.5lRt110.5lRt圖.彎曲件的沖孔位置該零件的形狀簡單，是由圓弧和直線組成的。由表可查出，沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12IT13，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5mm。將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。對于所沖的小5mm，按表查得一般沖孔模具對該種材料可以的最小孔徑為,1dttmm，因而5mm孔符合工藝要求?？灼渌叽鐦?biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔修