摘 要：汽車覆蓋件（以下簡稱覆蓋件）是指構成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動機和底盤的薄金屬板料制成的異形體表面和內(nèi)部零件。覆蓋件的制造是汽車車身制造的關控環(huán)節(jié)。文章通過分析某型汽車覆蓋件--發(fā)動機支撐罩結構特點，根據(jù)工廠生產(chǎn)時所使用的沖壓設備，確定拉延模結構形式，進一步進行模具的凸模、凹模、壓料圈及輔助零件的結構設計。

關鍵詞：覆蓋件；拉延模；設計

1 工藝分析

發(fā)動機支撐罩零件如圖1，材料為08F，板厚為t=0.7mm，有三角孔或大的四邊形孔，工藝難度一般。根據(jù)工廠生產(chǎn)規(guī)模為中批量生產(chǎn)，生產(chǎn)處于比較穩(wěn)定長期生產(chǎn)狀態(tài)，按照零件特點，本設計適合采用單動拉延模，且本設計按3600KN油壓機參數(shù)設計。

圖1 某汽車發(fā)動機支撐罩零件圖

2 單動拉延模結構

在單動壓力機上，倒裝拉延模是凸模直接裝在下工作臺上，壓邊圈則使用壓力機下面的頂出缸，通過頂桿獲得所需的壓料力。圖2是單動拉延模的典型結構。其結構簡單，成本較低，模座用鋼板或整體鑄件，呈倒裝形式，凸模和壓邊圈在下，安裝在壓力機下臺面墊板上，壓邊圈依靠頂桿頂起起到卸料和壓料作用；凹模在上，直接裝在上工作面上。凸模與壓邊圈、凹模與壓邊圈之間分別裝有內(nèi)、外導向裝置。模具的外廓尺寸和閉合高度必須與壓力機技術參數(shù)的要求相符合。

圖2 單動拉延模的典型結構

3 模具結構設計要點

3.1 凸模設計

凸模作為零件成型的重要部件，凸模的質量直接決定了沖壓件質量的好壞。除工藝上的特殊要求外，其輪廓尺寸和深度即為產(chǎn)品圖尺寸。在凸模工作部分設計有厚度為40mm的筋；在凸模上沿壓料面上有一段40-80mm的直壁需要加工，為減少加工余量，保證凸模輪廓尺寸，縮短整修工時，直壁上用45°斜面過渡。在縮小10-15mm為不加工面。本設計材料為HT300。凸模的結構如圖3所示。

3.2 凹模設計

凹模的作用是形成凹模壓料面和凹模圓角。拉延毛坯是通過凹模圓角逐漸進入凹模內(nèi)腔，直到拉延成凸模形狀。凹模形腔表面形狀是以凸摸為基準，配板料厚度間隙。由于拉延件很淺，又沒有直壁，鑲件制造不困難，所以凹模制成整體式，不必采用活動頂出器結構。凹模結構如圖4所示。

3.3 壓料圈的設計

單動拉延模的壓料圈由氣墊通過頂桿頂出產(chǎn)生壓邊力，拉延工件時，壓料面與凹模壓緊板料，為拉延成形提供阻力，并與凸模的成形力共同提供板料的變形力，使板料產(chǎn)生充分的塑性變形。工作時，壓料圈受到較大的載荷，壓料圈要有一定的厚度以滿足強度和剛度的要求。同時考慮壓料圈采用鑄件整體鑄造，為了減輕重量，鑄件上部非重要部分掏空，在合模限位塊處設置加強筋。

壓料圈的結構尺寸計算如下：

H≥（0.12-0.15）×L+h

h 為制件最大拉延深度

Hmin=150mm

W≥（0.75-0.8）×H

Wmin=130mm

圖5 結構計算示意圖

壓料圈的結構設計如圖6所示

3.4 模具輔助零件設計

為了使凸模進入凹模后受力均勻，同時避免與壓邊圈直接碰撞，且防止傾斜而導致凸凹模加速磨損，必須在凸模和壓邊圈之間設置平衡墊塊、到底墊塊及進行起重裝置-吊耳、限位拉桿、起重棒、導向耐磨板的設計。

4 結束語

拉延模具裝配如圖7所示。拉延模的凸模、凹模、壓料圈和固定座都是采用鑄件，為保證鑄件既要輕，又要有足夠的強度和剛度。因此將鑄件的非工作部分挖空，并在影響強度和剛度的部位增加立筋。拉延模結構尺寸參數(shù)：凸模工作表面和輪廓一般應保持70～90mm，為了減少輪廓面的加工量，輪廓面的上部應有15mm空檔毛坯面，凹模和壓料圈上的壓料面一般應保持75～100mm，壓料圈內(nèi)輪廓上部為減少加工量也應向外有15mm的空檔毛坯面，兩個零件的立筋斷面厚度采用45～60mm。

參考文獻

[1]翁其金，徐新成.沖壓工藝及沖模設計[M].機械工業(yè)出版社，2008.7.

[2]中國模具設計大典編委會，中國模具設計大典，江西科學技術出版社，2009.5.

[3]郝濱海.沖壓模具簡明設計手冊[M].化學工業(yè)出版社，2004.

[4]M.F.oct，DesignofMachinesElements，ChinaMachinePress，2008.

[5]ASTME，DieDesignHandbook，McGRAW-HILLBookCo，2005.

作者簡介：林祖正（1985-），廣西平南人，廣西科技大學鹿山學院助教，研究方向為模具設計與制造。