汽车覆盖件模具设计与制造9.ppt

翻边模分类 1垂直翻边模翻边凸模或凹模作垂直方向运动，对覆盖件进行翻边。该类模具结构简单，翻边后工件包在凸模上，退件退件板需顶住翻边边缘，以防工件变形。2斜楔翻边模 翻边凹模单面沿水平方向或倾斜方向运动完成向内的翻边工作，由于单面翻边工件从凸模上取出比较方便，可采用整体凸模。3双面对称斜楔翻边翻边凹模在对称两面沿水平或倾斜方向运动完成向内的翻边工作。这类翻边模翻边后工件包在凸模上，不易取出，所以翻边凸模需采用扩张结构，翻边时凸模扩张成型，翻边后凸模缩回便于取件，模具结构较为复杂。1n n4 4圆周斜楔翻边圆周斜楔翻边n n结构与上述结构与上述2 2类有相似之处，但翻边凹模沿周边封闭式向类有相似之处，但翻边凹模沿周边封闭式向内翻边，同样不易取件，凸模也需要做成扩张成型，转角内翻边，同样不易取件，凸模也需要做成扩张成型，转角处的凸模靠相邻的凸模镶块运动挤出，结构上比较复杂。处的凸模靠相邻的凸模镶块运动挤出，结构上比较复杂。n n5 5斜楔两面外翻边斜楔两面外翻边n n 凹模两面向外作水平方向或倾斜方向运动完成翻边动作，凹模两面向外作水平方向或倾斜方向运动完成翻边动作，翻边后工件比较容易取出。翻边后工件比较容易取出。n n6 6圆周外翻边圆周外翻边n n该类模具翻边后工件包在凸模上不易取出。凸模必须做成该类模具翻边后工件包在凸模上不易取出。凸模必须做成活动的，缩小时成型翻边，而扩张时取件，凹模正好相反，活动的，缩小时成型翻边，而扩张时取件，凹模正好相反，扩张时成型翻边，缩小时取件，角部镶块由相邻的镶块带扩张时成型翻边，缩小时取件，角部镶块由相邻的镶块带动，该类模具结构相当复杂动，该类模具结构相当复杂 2覆盖件翻边方向覆盖件翻边方向 单就翻边来讲，垂直翻边效果最为理想。但在大部分情况单就翻边来讲，垂直翻边效果最为理想。但在大部分情况下，翻边工序会集成到一些其他的工艺内容，比如冲孔、下，翻边工序会集成到一些其他的工艺内容，比如冲孔、整形、没有完成的修边等等，为了兼顾其余冲压工艺内容，整形、没有完成的修边等等，为了兼顾其余冲压工艺内容，就有可能无法在翻边部分达到垂直翻边，而用斜翻边。此就有可能无法在翻边部分达到垂直翻边，而用斜翻边。此时必须考虑回弹内容，并做好回弹补偿等措施时必须考虑回弹内容，并做好回弹补偿等措施.n n1翻边的形式n n一般来讲，和修边一样，翻边也有水平翻边、垂直翻边、一般来讲，和修边一样，翻边也有水平翻边、垂直翻边、斜楔翻边几类，在冲压方向调整后这几类翻边方向是可以斜楔翻边几类，在冲压方向调整后这几类翻边方向是可以互相变化的互相变化的 32翻边方向的确定 翻边曲线的法线与翻边方向构成的角度越大，翻边变形也越翻边曲线的法线与翻边方向构成的角度越大，翻边变形也越困难，因此，通常应取翻边方向与毛坯两端切线构成的角困难，因此，通常应取翻边方向与毛坯两端切线构成的角度相同如图的度相同如图的NN方向，而不用两端点连线方向，而不用两端点连线ABAB的垂直方向的垂直方向 MM4翻边凸模的扩张结构和缩小结构 覆盖件向内翻边包在翻边凸模上不易取出，因此必须将翻覆盖件向内翻边包在翻边凸模上不易取出，因此必须将翻边凸模做成可动的结构，翻边凸模此时的结构就是常讲的边凸模做成可动的结构，翻边凸模此时的结构就是常讲的扩张结构，翻边凹模则是缩小结构扩张结构，翻边凹模则是缩小结构 5双斜楔窗口插入式翻边凸模扩张结构 6双斜楔双滑块式翻边凸模扩张结构 7n n翻边凹模的扩张结构 覆盖件上的窗口向外翻边呈封闭式形状，翻边后工件包在覆盖件上的窗口向外翻边呈封闭式形状，翻边后工件包在翻边凸模上，不能取件。此时，翻边凸模必须分块制造，翻边凸模上，不能取件。此时，翻边凸模必须分块制造，利用斜楔在压机滑块向下时先收缩到翻边位置不动然后翻利用斜楔在压机滑块向下时先收缩到翻边位置不动然后翻边凹模扩张成形，这种结构就叫做翻边凸模缩小结构和翻边凹模扩张成形，这种结构就叫做翻边凸模缩小结构和翻边凹模扩张结构边凹模扩张结构 8n n翻边镶件的分块设计n n基本上可以参考修边镶件的分块方法，以零件料厚的外形基本上可以参考修边镶件的分块方法，以零件料厚的外形轮廓分块如图（轮廓分块如图（a a）。如果圆弧比较大（）。如果圆弧比较大（R5tR5t）时，可在）时，可在圆弧的切点处作为分块的依据。翻边直线部分小于料厚的圆弧的切点处作为分块的依据。翻边直线部分小于料厚的2 2倍时，在倍时，在R R切点处分块。如图（切点处分块。如图（b b），而以简单的压弯时，），而以简单的压弯时，则可以选用弯曲点分块，如图（则可以选用弯曲点分块，如图（c c）abc9n n凹模镶块分块设计 n n为使制造容易，转弯为使制造容易，转弯R R 都在直线部分分块。都在直线部分分块。a a与与R R特别小的特别小的情况，在情况，在R R 的的R R 切点附近分块。如图（切点附近分块。如图（a a）；）；n n凹模的端点为尖角时，因为保证成形、调整铸件尺寸误差凹模的端点为尖角时，因为保证成形、调整铸件尺寸误差要加一富裕量如图（要加一富裕量如图（b b）。）。n n翻边线的变化大，在翻边线的变化大，在1 1个方向上不能成形时，从个方向上不能成形时，从2 2个方向成个方向成形。分为形。分为2 2个工序时，应避免急剧变化的部分外凸变形，个工序时，应避免急剧变化的部分外凸变形，如图（如图（c c）。）。abc10n n斜面很陡时，板料容易发生偏移，应先成形比较陡的倾斜斜面很陡时，板料容易发生偏移，应先成形比较陡的倾斜部，从部，从A A 到到B B 逐渐进入（前端进入量逐渐进入（前端进入量A A最大），如图（最大），如图（a a）。）。n n宽度小的冲压件两侧有翻边，形状平滑时，两侧模口必须宽度小的冲压件两侧有翻边，形状平滑时，两侧模口必须同时接触，如图（同时接触，如图（b b）。）。n n镶块的强度较弱时，凹模镶块的强度较弱时，凹模A A 的模口形状尺寸可按如图的模口形状尺寸可按如图（c c）所）所 abc11n n凹模镶件的交接凹模镶件的交接 当翻边轮廓是连续的封闭形状，一般不可能由某一个翻边方当翻边轮廓是连续的封闭形状，一般不可能由某一个翻边方向的动作来完成，而是由两个或两个以上不同的运动方向向的动作来完成，而是由两个或两个以上不同的运动方向的翻边凹模镶件进行翻边，此时就需要考虑不同方向运动的翻边凹模镶件进行翻边，此时就需要考虑不同方向运动的凹模镶件的交接和运动问题的凹模镶件的交接和运动问题 一种是在翻边交界区容易形成堆料的现象，此时需要开工艺一种是在翻边交界区容易形成堆料的现象，此时需要开工艺缺口，同样在拉伸类的翻边容易引起破裂的翻高比较高的缺口，同样在拉伸类的翻边容易引起破裂的翻高比较高的翻边面也需开缺口俗称翻边面也需开缺口俗称“工艺止裂口工艺止裂口”图则是避免堆料出图则是避免堆料出现的工艺缺口，同时对凹模镶件也有了相应得限制，如镶现的工艺缺口，同时对凹模镶件也有了相应得限制，如镶块块1 1和和2 2 之间需要空开一个合适的距离。之间需要空开一个合适的距离。12另外一种是不同翻边上凹模镶块的交接，相邻的两个翻边凹模镶块在不同的翻边方向翻边是，先翻边的凹模镶件在交接处成凹形，然后空开，后翻边的凹模镶块在交接处成凸形，在交接处空开的一段又重复翻边一次，使交接处衔接起来，不留下材料积瘤。如图13n n翻边凸模和凹模的材料 n n1 1翻边凸模的材料翻边凸模的材料n n 1 1）整体翻边凸模多用铸造结构，材质可以根据产量的）整体翻边凸模多用铸造结构，材质可以根据产量的大小选用球墨铸铁大小选用球墨铸铁QT500-7QT500-7或或QT600-3QT600-3、铬钼钒合金铸铁、铬钼钒合金铸铁或铜铬铸铁，铜铬铸钢。铜铬铸钢可以进行局部表面淬火，或铜铬铸铁，铜铬铸钢。铜铬铸钢可以进行局部表面淬火，空冷后硬度可以达到空冷后硬度可以达到HRC5055HRC5055。n n2 2）对于镶件的凸模，材料可以选）对于镶件的凸模，材料可以选T10AT10A、5CrNiMo5CrNiMo或或Cr12MoVCr12MoV，热处理能够达，热处理能够达HRC5458HRC5458或或HRC5862HRC5862，但，但材料的选取要根据制件的量产需要来确定。材料的选取要根据制件的量产需要来确定。n n2 2 翻边凹模的材料翻边凹模的材料n n由于翻边凹模一般受力较大，磨损也大，特别是在曲线轮由于翻边凹模一般受力较大，磨损也大，特别是在曲线轮廓翻边处更为严重，因此在大批量生产中，应设计成镶件廓翻边处更为严重，因此在大批量生产中，应设计成镶件结构。一般，翻边凹模镶块采用结构。一般，翻边凹模镶块采用T10AT10A或或Cr12MoVCr12MoV热处理热处理硬度为硬度为HRC5862HRC5862。14开发纲领凸模凹模生产数量板厚铸件类型钢材镶块铸件类型钢材镶块大批生产总计50万台以上月产5000台以上t2.5mmCr12MoVCr12MoV1.2mm2.5mmCr12MoVT10ACr12MoVT10A1.2mm2.5mmT10ACr12MoVT10A1.2mm2.5mmT10ACr12MoVT10A1.2mmt2.5mmHT3007CrSiMnMoVHT3007CrSiMnMoVt1.2mHT2507CrSiMnMoVHT3007CrSiMnMoV15覆盖件成形的质量问题n n破裂及其对策破裂及其对策 在汽车覆盖件成形中的破裂按性质可分为：强度破在汽车覆盖件成形中的破裂按性质可分为：强度破裂、塑性破裂裂、塑性破裂 n n强度破裂又称为破裂，它是指在冲压成形过程中，强度破裂又称为破裂，它是指在冲压成形过程中，毛坯的传力区的强度不能满足变形区所需的变形毛坯的传力区的强度不能满足变形区所需的变形力的要求时在传力区产生的破裂。这种破裂多发力的要求时在传力区产生的破裂。这种破裂多发生在凸模圆角区。生在凸模圆角区。n n塑性破裂又称为破裂，它是指在冲压成形过程塑性破裂又称为破裂，它是指在冲压成形过程中，毛坯的变形区的变形能力小于成形所需的变中，毛坯的变形区的变形能力小于成形所需的变形程度时变形区所产生的破裂形程度时变形区所产生的破裂 16n n控制强度破裂的措施有：控制强度破裂的措施有：n n采用强度极限高的材料、选择厚向异性系数大的材料，屈采用强度极限高的材料、选择厚向异性系数大的材料，屈强比比较小的材料；强比比较小的材料；n n减小压边力，增加润滑，选择合理的毛坯形状，尽量减小减小压边力，增加润滑，选择合理的毛坯形状，尽量减小毛坯尺寸；毛坯尺寸；n n拉延筋分布合理，降低拉延筋的高度，研平压料面，增加拉延筋分布合理，降低拉延筋的高度，研平压料面，增加凸或凹模圆角等；凸或凹模圆角等；n n控制塑性破裂的措施有：控制塑性破裂的措施有：n n选用伸长率较大、硬化指数值和厚向异性系数较大的材料；选用伸长率较大、硬化指数值和厚向异性系数较大的材料；n n增大变形区域的变形均匀程度，减小集中变形以及在变形增大变形区域的变形均匀程度，减小集中变形以及在变形区加热等；区加热等；n n改善毛坯表面质量，改善覆盖件上尖角区域改善毛坯表面质量，改善覆盖件上尖角区域n n修改模具参数，增大凸模圆角和局部成型的凹模圆角，降修改模具参数，增大凸模圆角和局部成型的凹模圆角，降低成型高度，增加成形工序，修正拉延筋的参数及分布改低成型高度，增加成形工序，修正拉延筋的参数及分布改善变形路径和变形状态；善变形路径和变形状态；n n增加辅助工艺措施（如工艺余料、工艺孔等），将急剧过增加辅助工艺措施（如工艺余料、工艺孔等），将急剧过渡的局部形状改为平缓过渡。渡的局部形状改为平缓过渡。172 2起皱应对措施起皱应对措施1 1）设计合理的拉深件的形状）设计合理的拉深件的形状对于一些工艺性不好、容易起皱的覆盖件，在设计拉深件时，对于一些工艺性不好、容易起皱的覆盖件，在设计拉深件时，应通过工艺补充改善其工艺性，比如：适当减小拉深件的应通过工艺补充改善其工艺性，比如：适当减小拉深件的深度；减小制件形状急剧变化的程度，增设吸皱的形状，深度；减小制件形状急剧变化的程度，增设吸皱的形状，台阶过渡平缓等台阶过渡平缓等2 2）工艺设计）工艺设计增加合适的工艺余料，确定合理的压料面形状和拉深方向，增加合适的工艺余料，确定合理的压料面形状和拉深方向，合理安排工序，有效地利用阶梯拉深成型；对凹模、凸模合理安排工序，有效地利用阶梯拉深成型；对凹模、凸模圆角半径，凸凹模的断面形状合理化，适当减小压边圈和圆角半径，凸凹模的断面形状合理化，适当减小压边圈和凹模的间隙，合理地选取拉延筋的位置与分布。凹模的间隙，合理地选取拉延筋的位置与分布。3)3)改善冲压条件改善冲压条件适当加大压边力适当加大压边力合理分布压边力，使其尽可能地均匀合理分布压边力，使其尽可能地均匀提高压机滑块与模具的平行度精度提高压机滑块与模具的平行度精度选择合适的冲压速度选择合适的冲压速度4 4）材料）材料一般情况下，选用屈服强度极限小，伸长率大，硬化指数和一般情况下，选用屈服强度极限小，伸长率大，硬化指数和厚向异性系数值大的冲压材料有利于提高毛坯抗皱能力。厚向异性系数值大的冲压材料有利于提高毛坯抗皱能力。18面畸变面畸变1 1 面畸变常用的检查方法有：面畸变常用的检查方法有：油砂轮研法油砂轮研法 用油砂轮研磨面畸变部位，根据研磨过的部分与用油砂轮研磨面畸变部位，根据研磨过的部分与砂轮摩擦程度的强弱，判断面畸变的大概形状及其发展。砂轮摩擦程度的强弱，判断面畸变的大概形状及其发展。摩尔云纹图法摩尔云纹图法 面畸变的形态可以根据标出的等高线的云纹面畸变的形态可以根据标出的等高线的云纹图观察，但目前受技术的制约，还不能实现定量的测定方图观察，但目前受技术的制约，还不能实现定量的测定方式。式。断面形状测量法断面形状测量法 通过对面畸变部分的代表性截线进行测量。通过对面畸变部分的代表性截线进行测量。得到测定值，实现定量化，但该方法要在生产实践中运用得到测定值，实现定量化，但该方法要在生产实践中运用有一定的难度。有一定的难度。面形状精度的现场检查法面形状精度的现场检查法 在汽车覆盖件的冲压现场，最终检查还是要靠检查员的官能在汽车覆盖件的冲压现场，最终检查还是要靠检查员的官能检查，如目视、触感等方法检查，如目视、触感等方法 19n n面畸变的控制对策n n由于面畸变的产生机理同皱纹的产生机理基本上是相同的，由于面畸变的产生机理同皱纹的产生机理基本上是相同的，所余，一般情况下，能防止和消除起皱的对策技术都可以所余，一般情况下，能防止和消除起皱的对策技术都可以防止和消除面畸变。总的来讲，使毛坯产生足够的塑性变防止和消除面畸变。总的来讲，使毛坯产生足够的塑性变形，尽量减小不均匀拉应力和剪应力数值，减小塑性变形形，尽量减小不均匀拉应力和剪应力数值，减小塑性变形不均匀分布，有利于抑制面畸变的产生和发展。不均匀分布，有利于抑制面畸变的产生和发展。20