遼寧曙光汽車集團(tuán)股份有限公司 王 玲

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技術(shù)交流

頂蓋外板拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

遼寧曙光汽車集團(tuán)股份有限公司 王 玲

【摘要】本文對汽車頂蓋外板進(jìn)行拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用CATIA軟件建立拉延模的三維實(shí)體模型，對提高汽車頂蓋外板的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本有一定的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】覆蓋件；拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；CATIA

1　沖壓件的特點(diǎn)

該零件是某車型覆蓋件—頂蓋外板，材料為DC04 T0.8（普通鋼板），料厚1.2mm。經(jīng)過分析，確定沖裁方案為：拉延—切邊沖孔側(cè)校型—切邊沖孔側(cè)校型—切邊側(cè)沖孔翻邊校型。

1.1拉延方向的確定

沖壓方向的選擇要求應(yīng)滿足以下原則：

a.保證凸模能夠順利進(jìn)入凹模，不會出現(xiàn)凸模接觸不到的死區(qū)。

b.拉延開始時，凸模和毛坯的接觸面積要盡量大，接觸部位應(yīng)處于沖模的中心。

c.壓料面各部位進(jìn)料阻力要均勻。

d.盡可能地減小拉延深度，且要使各部位的深度均勻，防止深度過深導(dǎo)致開裂。

1.2工藝補(bǔ)充部分的設(shè)計(jì)

工藝補(bǔ)充部分是汽車覆蓋件拉延設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，該部分設(shè)計(jì)的優(yōu)劣決定了拉延件的質(zhì)量。在確定其工藝補(bǔ)充部分時應(yīng)遵循以下的設(shè)計(jì)原則：

a.使拉伸深度盡量淺；

b.盡量有利于垂直修邊；

c.工藝補(bǔ)充部分應(yīng)盡量小。

2　模具主結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1壓力機(jī)選擇

根據(jù)頂蓋外板工藝補(bǔ)加，計(jì)算模具成形力及壓料力選擇沖壓機(jī)床為1600T沖壓機(jī)床

2.2模具中心確定

根據(jù)零件特性及平衡性，設(shè)定模具中心與機(jī)床中心保持一致。

2.3壓邊圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

壓邊圈材質(zhì)根據(jù)板料厚度選擇MoCr鑄鐵，同時進(jìn)行表面火焰淬火，要求硬度可達(dá)到HRC55以上，根據(jù)工藝提供凸模輪廓線確定壓邊圈型腔，型腔與凸模輪廓線留3mm的間隙，根據(jù)零件尺寸滿足強(qiáng)度要求設(shè)定主筋為50mm，輔助筋為40mm，結(jié)合沖壓氣頂桿位置及零件性狀確定壓邊圈頂桿二級臺位置，根據(jù)零件成形深度確定頂桿行程為130mm，確定二級臺高度，同時為保證強(qiáng)度選擇標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)接頂桿墊塊。

壓邊圈壓料面寬度根據(jù)板料尺寸單邊增加20mm，同時設(shè)置模具合模限位塊，設(shè)定調(diào)整塊直徑為ф60，調(diào)整塊安裝面直徑為ф70，此模具設(shè)置20個直徑70mm的調(diào)整塊安裝臺，調(diào)整塊安裝臺中心距離壓料面外端為100mm，確定壓邊圈寬度。長度方向增加模具外導(dǎo)向，確定壓邊圈長度。

壓邊圈導(dǎo)滑板設(shè)置：按照模具行程，要求模具頂起時導(dǎo)滑板至少導(dǎo)入80mm以上，確定導(dǎo)滑面大小，根據(jù)零件長度確定導(dǎo)滑面寬度為200mm，共8塊導(dǎo)滑板。

定位板的設(shè)置：為防止板料在成形之前的串動，在模具設(shè)計(jì)時，應(yīng)在前、后、側(cè)設(shè)置定位板。根據(jù)定位板設(shè)置原則及廠家要求設(shè)置寬度為70mm的定位板8個，長度相距1400mm，寬度相距700mm。同時選擇2個感應(yīng)定位板。

2.4分體式下模設(shè)置

根據(jù)成型要求下模材料選擇MoCr鑄鐵，為節(jié)約材質(zhì)，下模選用分體結(jié)構(gòu)，凸模用MoCr鑄鐵，下模座選用HT300。

下模立筋間距取300-350mm，寬度方向根據(jù)沖壓機(jī)床參數(shù)設(shè)定U型槽，設(shè)定沿型筋為50mm，外圈筋為40mm，輔助筋為30mm。同時下模座筋條必須避開頂桿過孔，下模調(diào)整墊塊下增加至少30mm到底筋支撐。

凸模按照凸模分模線設(shè)置凸模輪廓，設(shè)置凸模外圈沿型筋為50mm，在凸模內(nèi)腔設(shè)置距離為300*300的筋，在沿型筋外部設(shè)置與壓邊圈導(dǎo)滑板，要求導(dǎo)滑板必須突出凸模輪廓線，便于模具加工。凸模底部設(shè)計(jì)出凸臺用于與下模座的固定。圖一為下模實(shí)體結(jié)構(gòu)。

圖一 下模實(shí)體圖

2.5上模座的設(shè)計(jì)

上模型腔按照零件型面設(shè)定模具型面，凸模輪廓線下設(shè)置50mm的沿型筋，根據(jù)壓力機(jī)參數(shù)設(shè)置5組 U形槽，用于上模與壓力機(jī)上滑塊的固定。上模具及壓邊圈采用整體背靠式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，用以低銷成型側(cè)向力，延長模具使用壽命。

拉深加工時，應(yīng)使凹模與壓邊圈同步，隨著凹模的下降，板料拉深成形，直至下死點(diǎn)，由于凸模與板料之間存在空氣，使板料不能按要求成形，從下死點(diǎn)開始，板料與凹模一起上升，由于板料貼在凸模上，此時也可能發(fā)生變形，為防止變形，須開通氣孔，通氣孔一般為尼龍管。外板件通氣孔徑取φ4，內(nèi)板件孔徑取φ6。

圖二 上模實(shí)體圖

3　結(jié)束語

現(xiàn)在，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，Catia，AUTOform等軟件已經(jīng)在模具設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。這些軟件的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)直接在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的型面，并使用AUTOform對設(shè)計(jì)出的型面進(jìn)行拉深過程的模擬，結(jié)合模擬的情形，反過來優(yōu)化產(chǎn)品的型面設(shè)計(jì)，得到最優(yōu)的產(chǎn)品型面。大大提高拉延成型性。

參考文獻(xiàn)

［1］翁其金，徐新成.沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［2］中國模具設(shè)計(jì)大典編委會.中國模具設(shè)計(jì)大典［M］.江西科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

［3］M.F.oct， Design of Machines Elements， China MachinePress，2008.

［4］ASTME，Die Design Handbook，McGRAW-HILL BookCo，2005.

作者簡介：

王玲（1984—），女，黑龍江哈爾濱人，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，現(xiàn)供職于遼寧曙光汽車集團(tuán)股份有限公司，主要從事汽車模具研發(fā)及模具生產(chǎn)過程跟蹤。