1、 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页汽车覆盖件冲压工艺设计1汽车覆盖件的特点 32汽车覆盖件冲压工艺设计 321 汽车覆盖件冲压工艺设计内容 322 拉延工艺设计 9221 拉延冲压方向的确定 .9222 拉延工艺补充、压料面、及凸模轮廓线的设计 .9223 拉延筋的应用及设计 .11224 拉延毛坯形状及展开 .17225 DL 图的内容及设计 .1923 修边冲孔工艺设计 22231 修边冲孔冲压方向的确定 22232 修边冲孔工艺方案的设计 .2524 翻边工艺设计 39241 翻边冲压方向的确定 .39242 翻边工艺方案的设计 .3925 整形工艺设计 4526 回弹分析及
2、校正工艺设计 46261 回弹的分类及产生原因 .46262 常见的回弹及其对策 .4627 特殊材料的汽车覆盖件冲压工艺设计 49271 拼焊板的冲压工艺设计 .49西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页272 复合板的冲压工艺设计 .52272 铝合金板的冲压工艺设计 533 汽车覆盖件典型零件冲压工艺分析及方案 5531 顶盖的冲压工艺分析及方案 .5532 后围外板的冲压工艺分析及方案 .5533 车门外板的冲压工艺分析及方案 .5634 长头车前围外板的冲压工艺分析及方案 5635 油底壳的冲压工艺分 析及方案 57西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页1汽车覆盖件的特点
3、（内容见原书）2汽车覆盖件冲压工艺设计21 汽车覆盖件冲压工艺设计内容随着人们对汽车覆盖件冲压工艺设计重要性认识的加深，覆盖件冲压工艺的设计内容已经不再局限于简单的工艺排序及拉延补充，而是深入到模具设计、模具制造、乃至模具及冲压件检查等各个方面。目前，汽车覆盖件冲压工艺设计的内容主要包括：1确定基准点及与冲模中心的关系所谓基准点是指基于汽车产品坐标系，位于汽车覆盖件表面或接近汽车覆盖件表面，用于反映汽车覆盖件在模具中的位置关系的一个空间坐标点。基准点的设定需注意： 基准点应尽量取在汽车覆盖件的坐标交点上，其坐标值最好是整数。 如将基准点放在汽车覆盖件表面，则要尽量放在平滑的表面上。 标记方法：
4、按汽车覆盖件相对与冲压方向的旋转情况分为以下三种情况：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页 汽车覆盖件相对与冲压方向无旋转如图 19.8-3 所示，需在图中画上坐标线，标注坐标线尺寸，指出下一条坐标线的方向，并标记基准点。图 19.8-3 汽车覆盖件相对与冲压方向有一次旋转如图 19.8-3 所示，需在图中画上坐标线，标注坐标线尺寸，指出下一条坐标线的方向，标记基准点，并指出旋转角度。图 19.8-4西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页 汽车覆盖件相对与冲压方向有两次旋转如图 19.8-3 所示，需在图中画上坐标线，标注坐标线尺寸，指出下一条坐标线的方向，标记基准点及两次旋转角
5、度，并说明旋转顺序。图 19.8-52确定各工序冲压方向、送料方向及工序冲压内容 冲压方向及冲压内容一般说来，各工序的冲压方向及工序内容不是孤立的，而是存在着很大程度上的内在联系的。而拉延工序的冲压方向和工艺补充对后序的相应内容的影响是最大的，如图 19.8-6 所示，对同一个零件，拉延时的冲压方向决定了后序冲孔是直冲还是吊楔冲孔。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页图 19.8-6因此首先要在充分考虑拉延状态和保证后序冲压合理性的前提下定出拉延工序的冲压方向及工艺补充，然后在汽车覆盖件上其余的边、孔、翻边等制件特征进行合理的排序。 送料方向送料方向的确定原则是：符合流水化作业的生产原
6、则，对于手工送料，各工序送料方向应尽量一致，避免汽车覆盖件在冲压生产过程中的翻转和旋转，以减轻工人的劳动强度。有利于修边废料的顺利滑落。3确定辅助制造基准和检测点 给出拉延模到位标记销的位置使用目的：将上批最终产品和这批最初产品的冲压成形程度（剪断程西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页度）通过视觉进行比较，将此作为成形状态的判断基准。设计注意事项： 标记销设置在凹模一侧，一般斜对角布置两个。 设置在冲压件材料流动少的水平面上。没有水平面时，设在不影响产品的平面上，一般设在修边冲孔线以外。 尽可能法向压印。 给出 CH 孔的位置C H 孔（Coordinate Hole）是在汽车覆盖件模
7、具后期制造中，用于对模具进行调整验证以及对汽车覆盖件进行尺寸实验和检测。设计注意事项： CH 孔为专用孔，一般不用产品上的孔 CH 孔一般为两个，但当产品为细长易变形件如左/右时可 以设置 3 个。左右件拼合冲压时，CH 孔要设两对。 CH 孔要尽量设在平面上，要充分考虑后序模具的结构，不能设在后序有顶出装置的地方，不能设在有双动斜楔的地方，并且后序模具在相应的 CH 孔位置处不能悬空。 给出 CP 点的位置C P 点（Check Point）主要是用于对汽车覆盖件模具泡沫及铸件数控加工型面进行检测，而由设计者从工艺数模中西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页给出的检测点。C P 点源于
8、手工对汽车覆盖件模具泡沫及铸件数控加工型面无法进行检测，而要采用三坐标测量机。其设置原则是在保证均匀设置的前提下每隔约 500mm 一个。4对各工序模具结构给予前期指导 拉延模 给出托杆孔位； 给出模具快速定位方式及相应位置； 给出模具闭合高度及压板槽位置； 给出模具的起吊方式； 修边冲孔冲孔模 给出废料刀的位置及废料流向； 给出模具闭合高度及压板槽位置； 给出模具的起吊方式； 翻边整形模 向下翻边时要给出刮料器的位置； 向上翻边时要托杆孔位、模具快速定位方式及相应位置； 给出模具闭合高度及压板槽位置； 给出模具的起吊方式； 斜楔模 给出斜楔的类型和工作角度； 特殊类型的斜楔给出工作简图；西南
9、交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页 给出模具闭合高度及压板槽位置； 给出模具的起吊方式；22 拉延工艺设计22 1 拉延冲压方向的确定（内容见原书，图 19.8-3-19.8-5 改为图 19.8-7-19.8-9）22 2 拉延工艺补充、压料面、及凸模轮廓线的设计1 工艺补充部分的设计（内容见原书, 图 19.8-6-19.8-9 改为图 19.8-10-19.8-13）2 压料面的设计（内容见原书, 图 19.8-10-19.8-14 改为图 19.8-14-19.8-18）3 凸模轮廓线的设计 当修边线在凸模上时，为了减少侧壁手工研配的工作量，凸模轮廓线应按图 19.8-19 所示
10、设计：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页图 19.8-19 当修边线在压料圈上时，凸模轮廓线应按图 19.8-20 所示设计：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 11 页图 19.8-20 当侧壁为产品形状时，凸模轮廓线应按图 19.8-21 所示设计：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 12 页图 19.8-2122 3 拉延筋的应用及设计1 拉延筋的分类和适用范围 按形状分为 圆形拉延筋，见图 19.8-22，用于一般情况。图 19.8-22西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 13 页 方形拉延筋，见图 19.8-23，用于浅拉延，变形性质为胀形时。图 19.8-23 台
11、阶形拉延筋（拉延槛） ，见图 19.8-24，用于特殊情况。图 19.8-24 按设置方法分为 整体式拉延筋，见图 19.8-25，在模具本体上直接加工出来，用于一般情况。图 19.8-25 镶拼式拉延筋，见图 19.8-26。图 19.8-26西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 14 页 堆焊式拉延筋，见图 19.8-27，在模具本体上用堆焊的方式获得，主要在模具调试时使用。图 19.8-272 拉延筋的布置和尺寸设计 圆形拉延筋 整体式拉延筋时，a当修边线在凸模上时，尺寸应按图 19.8-28 所示设计：图 19.8-28其中， HR；(R=5, 6, 8)西南交通大学本科毕业设计（论文
12、） 第 15 页ARR1 R2C ；B2R R3R4C； C 值按以下条件确定：a. R2=12 时，C8；b. R2=2.5 以上时，C6； b当修边线在压料面上时，尺寸应按图 19.8-29 所示设计：图 19.8-29 镶拼式拉延筋时，尺寸应按图 19.8-30 所示设计：其余尺寸同上西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 16 页图 19.8-30其中， HR；(R=5, 6, 8) 方形拉延筋 整体式拉延筋时，a一般情况下，尺寸应按图 19.8-31 所示设计：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 17 页图 19.8-31b需要提高材料利用率时，尺寸应按图 19.8-32 所示设计：
13、图 19.8-32 镶拼式拉延筋时，尺寸应按图 19.8-33 所示设计：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 18 页图 19.8-33其中， HW/2；(W=10, 12, 16) 台阶形拉延筋（拉延槛）尺寸应按图 19.8-34 所示设计：图 19.8-34其中， A=R1+R2+C; (C=7mm)22 4 拉延毛坯形状及展开汽车覆盖件毛坯按形状一般分为矩形毛坯和形状毛坯。矩形毛坯是由整张的冷轧板由剪板机按设计尺寸剪切后获得，而形状毛坯则由落料模或在拉延模中加落料功能获得。无论那种毛坯，均存在展开问题，对于一般旋转体，对称件拉延毛坯的展开可以按成形前和成形后的面积相等的原则计算。但对于
14、汽车覆盖件由于其形状复杂、变化不规则、也不均匀，且西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 19 页材料存在相互位移，不能用面积相等的原则计算。目前，在设计阶段常采用尺寸决定法来获得毛坯的大致形状和尺寸，在拉延模制造完成之后在试验出最小的毛坯，以便获得高的材料利用率。拉延毛坯尺寸决定法如下：按板料成形性质分为两种情况：1 拉深变形时如图 19.8-35 所示，凸模最初接触比较平的表面时，但是当压料面上有修边冲孔线时，应考虑其尺寸。图 19.8-35拉延毛坯 B130A（1） ；其中 的值：=0 （圆形拉延筋，进料方向与其垂直）=0.04 （方形拉延筋）=0.02 （圆形拉延筋，进料方向与其平行）2
15、 胀形变形时（浅拉深）如图 19.8-36 所示，拉延毛坯 Lb70西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 20 页图 19.8-36设计中对拉延工序件的纵、横方向各取典型断面或取数个等距断面按上述方法计算，再与角部（相当于矩形盒角部）形状的毛坯展开圆滑过渡连接，从而获得近似的展开形状和尺寸，如果形状近似于矩形，则应简化成一定尺寸的矩形毛坯。此外，随着 CAE 技术的日渐成熟和广泛使用，基于有限元模拟技术的毛坯展开将会逐渐替代手工展开，将会使汽车覆盖件毛坯展开的精度和速度大大提高。22 5 DL 图的内容及设计DL 图（Die Layout Drawing）是用于表示汽车覆盖件冲压工艺内容，指导
16、后序模具设计和制造的工程计划图。DL 图的内容应包括：1 工序划分及加工内容2 工艺流程图及冲压设备3 各工序冲压方向及斜楔加工方向4 各工序送料方向5 各工序加工内容视图表示及示意简图6 基准定位孔（C/H） ，型面检查点（C/P）西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 21 页7 基准点及冲压中心的关系8 拉延件工艺补充形状、位置及凸模轮廓线9 拉延毛坯形状尺寸10 修边冲孔位置、废料刀布置及废料流向11 制件变形预测及措施12 强力镦死区13 斜楔类型及角度14 对各工序模具结构给予的前期指导15 其他需要说明的事项（左右件、技术要求等）图 19.8-37 所示为轿车翼子板 DL 图中的工
17、序简图示例西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 22 页图 19.8-38 所示为 DL 图中的各种符号参考表：图 19.8-37西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 23 页图 19.8-38西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 24 页23 修边冲孔工艺设计231 修边冲孔冲压方向的确定修边冲孔的冲压方向设计按考虑顺序有以下原则： 刃口强度原则刃口强度是由孔边距、孔间距、刃口有效厚度的绝对值和 相对值、以及刀口的锐角度决定。还与刃口材料与热处理和冲压材料的机械性能和状态相关。当用强韧的刃口材料在小壁厚的状态下使用时，仍然有满意的使用效果，在所有的影响刃口强度的诸多因素中，除孔间距只与冲压工
18、序数量相关而与冲压方向无关外，其余因素均应在确定冲压方向时认真加以考虑。a. 修边冲压方向的确定如图 19.8-39 所示，修边线无论是在型面上还是在法兰上，当修边线与产品侧壁距离很小时，均要选取正置冲压方 向.西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 25 页图 19.8-39b. 冲孔冲压方向的确定如图 19.8-40 所示，在型面上冲孔，当孔距产品侧壁距离很小时，只能采用倒置冲压方向。而当在凸缘面上冲孔，当孔距产品侧壁距离很小时，则需采用正置冲压方向。图 19.8-40c. 修边冲孔冲压方向的确定在修边冲孔复合时，若发生修边和冲孔对冲压方向要求不一致时，应遵循改善刃口强度最差的分离条件作为主
19、要原则，将冲压方向一致的边与孔放到一道工序中。 精度质量原则这里的精度是指冲压件由于冲压方向而产生的误差，是与冲压方向相关的精度。主要包括两方面：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 26 页a. 尺寸、形状、位置偏差如图 19.8-41 所示，当产品要求的修冲尺寸为沿型面的法向时，而冲压方向与修冲法向不重合成一定夹角时，会使修边冲孔的尺寸、形状、位置产生偏差。这种偏差仅与冲压方向有关，而与制造精度并无直接关系。图 19.8-41因此在选择修边冲孔的冲压方向时要充分考虑由于冲压方向和产品法向不重合带来的误差，当产品对边和孔有尺寸 公差要求时要注意选择合理的冲压方向和刃口尺寸，以便冲压出合格产品
20、。当产品修冲尺寸为自由公差时，考虑到冲裁时产生侧向力，为减小工作零件所受剪应力，此时冲压方向和产品修冲尺寸的法向夹角 a 应小于 1015 度。西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 27 页b. 冲裁断面质量冲裁断面质量主要包括断面质量、毛刺大小、光亮带方 向。断面质量主要指断面的垂直度，即实际剪切面和刃法线的夹角，该角度过大，会使的冲压件尤其是外围法兰边有如刀锋一样锋利，会伤害操作工人。而毛刺应尽量避免存在与冲压件的装配表面上，从而影响装配间隙和质量。而光亮带应尽可能朝向后序翻边或翻口的外表面，以防止翻边或翻口外表面材料纤维拉伸变长而引起破裂。232 修边冲孔工艺方案的设计1 修边线的展开汽
21、车覆盖件修边线的展开是很复杂的一个问题，手工展开工作量大，而且精度低，因此在现生产中精确的修边线一般是用样板在后序模具上经过实验而获得的，而这大大增加了覆盖件模具的制造周期，成为目前覆盖件模具制造的一大瓶颈。因此，利用 CAE 技术获得精确或较为精确的修边线将成为未来发展的方向。制件修边尺寸的展开，因为情况很多而不能一一列举，在此仅举几个代表性的例子。 无伸长或压缩的纯直角弯曲的情况西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 28 页图 19.8-42如图 19.8-42 所示：La+b+c（Rxt）/180其中，x 为中性层位移系数，用线性差值法从下表获得：R/t 0.1 0.2 0.3 0.4
22、0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2x 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3 0.32 0.33R/t 1.3 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 =8x 0.34 0.36 0.38 0.39 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 压缩翻边(90弯曲)如图 19.8-43 所示：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 29 页图 19.8-43 拉伸翻边(90弯曲)如图 19.8-44 所示：图 19.8-44西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 30 页 压合时修边尺寸展开计算方法图 19.8-45如图 19.8-44 所示，当 R=0 时， L= L0+t 2+1.06t1当 R=t2时, L= L0+0.57t 2+1.08t12 多次修边接刀的设计由于强度和废料排放问题，汽车覆盖件的修边往往不是一次完成，当采用多次修边工艺时，每次修边之间就不可避免的产生接刀问题。接刀形状和尺寸可以按图 19.8-46 至图 19.8-48 设计。=展开翻边长度 0=压合后翻边长度L =压合前翻边长度t1=外板厚度t2=内板厚度
