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        頂蓋外板拉延模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        2016-08-08 07:54:23遼寧曙光汽車集團(tuán)股份有限公司
        電子世界 2016年13期

        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。

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