车身覆盖件冲压工艺

1、1.汽车覆盖件概述汽车覆盖件概述2.冲压基本工序及工艺方案制定冲压基本工序及工艺方案制定3.覆盖件的拉深工艺设计覆盖件的拉深工艺设计4.修边及冲孔工艺设计修边及冲孔工艺设计5.翻边工艺设计翻边工艺设计6.冲压工艺设计的内容和程序冲压工艺设计的内容和程序7.典型车身覆盖件冲压工艺实例典型车身覆盖件冲压工艺实例8.车身覆盖件拉深模设计车身覆盖件拉深模设计第六章第六章 汽车车身覆盖件冲压工艺汽车车身覆盖件冲压工艺1.1.汽车覆盖件冲压成形技术汽车覆盖件冲压成形技术 崔令江崔令江 编著编著 机械工业出版社机械工业出版社2.2.汽车覆盖件冲压成形技术汽车覆盖件冲压成形技术 周天瑞主编周天瑞主编 机械工业

2、出版社机械工业出版社3. 3. 汽车制造工艺学汽车制造工艺学 韩英淳韩英淳 主编主编 人民交通出版社人民交通出版社4.4.汽车冲压技术汽车冲压技术 王新华主编王新华主编 北京理工大学出版社北京理工大学出版社 6.1汽车覆盖件概述汽车覆盖件概述一、定义：汽车覆盖件主要是指构成驾驶室、乘坐室和车身一、定义：汽车覆盖件主要是指构成驾驶室、乘坐室和车身的表面零件，也包括覆盖发动机和底盘的某些表面零件。的表面零件，也包括覆盖发动机和底盘的某些表面零件。 包括：包括：外覆盖件外覆盖件：指人们直接看到的车身外部的裸露件，如车门外板、：指人们直接看到的车身外部的裸露件，如车门外板、顶盖、前围外盖板、侧围外板以

3、及长头商用车的发动机罩等；顶盖、前围外盖板、侧围外板以及长头商用车的发动机罩等；内覆盖件内覆盖件：指车身壳体内部的覆盖件，它们被覆盖上内饰件或：指车身壳体内部的覆盖件，它们被覆盖上内饰件或被车身的其它零件所遮挡一般不能直接被看到，如车门内板、被车身的其它零件所遮挡一般不能直接被看到，如车门内板、地板、仪表板及平头商用车的发动机盖板等。地板、仪表板及平头商用车的发动机盖板等。车身覆盖件一般用车身覆盖件一般用0.70.9mm的的08AL镇静钢板镇静钢板 小结：车身覆盖件是形状复杂的三维曲面小结：车身覆盖件是形状复杂的三维曲面,拉深件的设计、拉深件的设计、冲压工艺的设计和冲压模具的设计是一项很复杂的

4、技术工冲压工艺的设计和冲压模具的设计是一项很复杂的技术工作。作。二、覆盖件的表示方法二、覆盖件的表示方法覆盖件图、主模型、各种工艺模型覆盖件图、主模型、各种工艺模型(铸造模型、仿形模型铸造模型、仿形模型)汽车覆盖件图汽车覆盖件图:每隔每隔100or200mm画出三个方向的坐标线画出三个方向的坐标线,三个坐标的基准为三个坐标的基准为:前后方向前后方向:以前轮为零以前轮为零,向后为正向后为正,向前为负向前为负;上下方向上下方向:对于轿车对于轿车,以前轮中心为零以前轮中心为零,向上为正向上为正,向下为负向下为负;对于载货车对于载货车,以纵梁上表面为零以纵梁上表面为零,向上为正向上为正,向下为负向下为

5、负;左右方向左右方向:以汽车对称中心为零以汽车对称中心为零,左右不分正负左右不分正负.三、车身覆盖件结构特点三、车身覆盖件结构特点1.轮廓尺寸大轮廓尺寸大驾驶室顶盖的坯料尺寸可达驾驶室顶盖的坯料尺寸可达2800mm2500mm2500mm2.相对厚度小相对厚度小厚度厚度0.70.9mm,相对厚度相对厚度t/L的最小值可达的最小值可达0.00033.形状复杂形状复杂多数为三维曲面多数为三维曲面,不能用简单的几何方程来描述的空间曲面不能用简单的几何方程来描述的空间曲面4.轮廓内部带有局部形状轮廓内部带有局部形状四、车身覆盖件的质量要求四、车身覆盖件的质量要求1.尺寸精度要求较高尺寸精度要求较高2.

6、形状精度要求高形状精度要求高3.表面质量要求高表面质量要求高4.刚性好刚性好5.要有良好的成形工艺性要有良好的成形工艺性五、车身覆盖件冲压成形特点五、车身覆盖件冲压成形特点1.一次拉深成型一次拉深成型 目前的理论分析和技术水平目前的理论分析和技术水平,尚不能象对圆筒形轴对称零尚不能象对圆筒形轴对称零件那样对其进行多道拉深工艺参数进行分析计算。因此，件那样对其进行多道拉深工艺参数进行分析计算。因此，要求覆盖件产品设计与冲压成型工艺相结合，以求要求覆盖件产品设计与冲压成型工艺相结合，以求在小变在小变形、浅拉深的基础上保证一次拉深成型。形、浅拉深的基础上保证一次拉深成型。 因此，要求以最小的拉深深度

7、，最少的冲压工序和尽可能因此，要求以最小的拉深深度，最少的冲压工序和尽可能简单的模具结构来实现覆盖件的冲压成型。简单的模具结构来实现覆盖件的冲压成型。2.拉胀复合成型拉胀复合成型 覆盖件形状复杂，坯料的变形一般不是简单的拉深变形，覆盖件形状复杂，坯料的变形一般不是简单的拉深变形，而是拉深和胀形同时存在的复合成型。而是拉深和胀形同时存在的复合成型。3.局部成型局部成型 当轮廓内部有局部形状（突起当轮廓内部有局部形状（突起or凹进）的零件冲压成型时，凹进）的零件冲压成型时，由于压边力的作用，在凸模下行到一定深度时，局部成形由于压边力的作用，在凸模下行到一定深度时，局部成形便开始成型，并在成型终了时

8、全部贴模。便开始成型，并在成型终了时全部贴模。4.变形路径变化变形路径变化5.变形趋向性的控制变形趋向性的控制 控制覆盖件冲压成型变形趋向的主要措施是确定控制覆盖件冲压成型变形趋向的主要措施是确定合理的冲合理的冲压方向、确定压料面、合理设计并设置拉深筋。压方向、确定压料面、合理设计并设置拉深筋。 拉深方向、工艺补充和压料面形状是决定能否拉深成覆盖拉深方向、工艺补充和压料面形状是决定能否拉深成覆盖件的先决条件，件的先决条件，而控制整个拉深坯料的而控制整个拉深坯料的拉深筋的合理敷设拉深筋的合理敷设则是保证拉深出合格覆盖件的必要条件。则是保证拉深出合格覆盖件的必要条件。覆盖件拉深过程示意图a) 坯料

9、放入；b) 压边；c) 板料与凸模接触；d) 材料拉入；e) 压型；f) 下止点；g) 卸载6.2冲压基本工序及工艺方案制定冲压基本工序及工艺方案制定一、覆盖件冲压工艺的基本工序及其安排一、覆盖件冲压工艺的基本工序及其安排 覆盖件冲压工艺的基本工序有：落料、拉深、整形、修边、覆盖件冲压工艺的基本工序有：落料、拉深、整形、修边、翻边和冲孔等。翻边和冲孔等。 实际生产可将一些工序合并：落料拉深、修边冲孔、修边实际生产可将一些工序合并：落料拉深、修边冲孔、修边翻边、翻边冲孔等。翻边、翻边冲孔等。 覆盖件的形状大部分主要是在拉深工序中形成的。覆盖件的形状大部分主要是在拉深工序中形成的。 落料落料工序主

10、要是工序主要是获得拉深工序所需要的坯料形状和尺寸获得拉深工序所需要的坯料形状和尺寸 整形整形工序的主要内容是工序的主要内容是将拉深工序中尚未成型出的覆盖件将拉深工序中尚未成型出的覆盖件形状形状 修边修边工序的主要内容是工序的主要内容是切除拉深件上的工艺补充部分切除拉深件上的工艺补充部分。这。这些工艺补充部分仅在拉深工序需要，拉深完成后要将其切些工艺补充部分仅在拉深工序需要，拉深完成后要将其切掉。掉。 翻边翻边工序位于修边工序之后，主要任务是将覆盖件的边缘工序位于修边工序之后，主要任务是将覆盖件的边缘翻边成型翻边成型 冲孔工序用以加工覆盖件上的各种孔洞。一般在拉深冲孔工序用以加工覆盖件上的各种孔

11、洞。一般在拉深or翻翻边工序之后进行。边工序之后进行。 二、冲压工艺方案设计二、冲压工艺方案设计准备工作准备工作1.查阅相关资料查阅相关资料如如零件图和实物图，必要时应参考主模型零件图和实物图，必要时应参考主模型or数字模型数字模型冲压件的公差冲压件的公差所用板材的性能参数及表面质量所用板材的性能参数及表面质量压力机的参数压力机的参数各种模具的设计标准各种模具的设计标准产量、生产率及生产准备时间等产量、生产率及生产准备时间等2.对零件图和拉深图进行分析对零件图和拉深图进行分析 零件轮廓、法兰、侧壁及底部是否有形状急剧变化之处，零件轮廓、法兰、侧壁及底部是否有形状急剧变化之处，有否其它难成型的形

12、状有否其它难成型的形状 该零件和相关零件焊接装配面有何要求，装配、焊接的基该零件和相关零件焊接装配面有何要求，装配、焊接的基准面和孔在何处准面和孔在何处 各孔的精度、间距的要求，以及这些孔位于何处（平面部各孔的精度、间距的要求，以及这些孔位于何处（平面部分、倾斜部分、侧壁部分）分、倾斜部分、侧壁部分） 各个凸缘的允许精度（如长度、凸缘面的位置、回弹等）各个凸缘的允许精度（如长度、凸缘面的位置、回弹等） 材料利用率材料利用率3.覆盖件拉深图的再设计覆盖件拉深图的再设计 产品图是覆盖件在车上的位置，需要转换成拉深的覆盖产品图是覆盖件在车上的位置，需要转换成拉深的覆盖件拉深件图，利用坐标转换变成可拉

13、深的零件图件拉深件图，利用坐标转换变成可拉深的零件图 实现拉深的条件实现拉深的条件 拉深件的设计内容主要有拉深方向的选择、压料面与工艺拉深件的设计内容主要有拉深方向的选择、压料面与工艺补充的设计等工作补充的设计等工作6.36.3覆盖件的拉深工艺设计覆盖件的拉深工艺设计拉深件的形状构成拉深件的形状构成 覆盖件拉深变形情况是相当复杂的，其成型一般均是以拉覆盖件拉深变形情况是相当复杂的，其成型一般均是以拉深变形性质和胀形变形性质的复合变形来实现的。深变形性质和胀形变形性质的复合变形来实现的。一、拉深方向的选择一、拉深方向的选择合理的拉深方向应符合下述原则：合理的拉深方向应符合下述原则：1.保证拉深凸

14、模能进入凹模保证拉深凸模能进入凹模2.保证凸模与坯料有良好的拉深初始接触状态保证凸模与坯料有良好的拉深初始接触状态3压料面各部位进料阻力要均匀压料面各部位进料阻力要均匀二、工艺补充部分二、工艺补充部分 工艺补充：工艺补充：指为了顺利落深成型出合格的制件，而在冲压指为了顺利落深成型出合格的制件，而在冲压件的基础上所添加的那部分材料，用以满足拉深、压料面件的基础上所添加的那部分材料，用以满足拉深、压料面和修边等工序的要求。这些工艺补充部分仅在冲压成型中和修边等工序的要求。这些工艺补充部分仅在冲压成型中需要而不是零件所需要的，在拉深成型后的修边工序中需需要而不是零件所需要的，在拉深成型后的修边工序中

15、需要将工艺补充切除掉。要将工艺补充切除掉。1.工艺补充的分类工艺补充的分类内工艺补充内工艺补充外工艺补充外工艺补充 它包括拉深部分的补充和压料面两部分，它是为了选择和它包括拉深部分的补充和压料面两部分，它是为了选择和合理的拉深方向、并创造良好的拉深条件而增加的，它能合理的拉深方向、并创造良好的拉深条件而增加的，它能增加材料的消耗。增加材料的消耗。 工艺补充部分制定的合理与否，直接影响到拉深成形时的工艺参数、工艺补充部分制定的合理与否，直接影响到拉深成形时的工艺参数、毛坯的变形条件、变形量大小、变形分布、表面质量、破裂、起皱等毛坯的变形条件、变形量大小、变形分布、表面质量、破裂、起皱等质量问题。

16、质量问题。2.工艺补充的设计原则工艺补充的设计原则内孔封闭补充原则内孔封闭补充原则简化拉深件结构形状原则简化拉深件结构形状原则.保证良好的塑性变形条件保证良好的塑性变形条件.外工艺补充部分尽量小外工艺补充部分尽量小.对后续工序有利的原则对后续工序有利的原则在工艺补充部分穿刺孔在工艺补充部分穿刺孔or冲工艺孔来作为下面工序的定位冲工艺孔来作为下面工序的定位.成双拉深工艺补充成双拉深工艺补充3.常见工艺补充的类型常见工艺补充的类型修边线在拉深件的压料面上，垂直修边修边线在拉深件的压料面上，垂直修边修边线在拉深件的底面上，垂直修边修边线在拉深件的底面上，垂直修边修边线在拉深件翻边展开斜面上，垂直修边

17、修边线在拉深件翻边展开斜面上，垂直修边修边线在拉深件的斜面上，垂直修边修边线在拉深件的斜面上，垂直修边修边线在侧壁上，水平修边线在侧壁上，水平or倾斜修边倾斜修边4.工艺补充各部分的作用及尺寸工艺补充各部分的作用及尺寸5.工艺补充实例工艺补充实例加拉深筋以增加进料阻力，使拉深件有足够的塑性变形加拉深筋以增加进料阻力，使拉深件有足够的塑性变形简化了拉深件的轮廓，改善了毛坯变形流动的均匀性简化了拉深件的轮廓，改善了毛坯变形流动的均匀性三、压料面三、压料面 压料面：压料面：压料面是组成工艺补充面的一个部分，即凹模圆压料面是组成工艺补充面的一个部分，即凹模圆角半径以外的部分。角半径以外的部分。 对压料

18、面的要求：压边圈将拉深坯料压紧在凹模压料面上，对压料面的要求：压边圈将拉深坯料压紧在凹模压料面上，所形成的压料面形状应不形成皱纹和折痕，以保证凸模对所形成的压料面形状应不形成皱纹和折痕，以保证凸模对拉深坯料有良好的拉深作用。拉深坯料有良好的拉深作用。1.压料面有两种情况压料面有两种情况压边面就是覆盖件本身的凸缘压边面就是覆盖件本身的凸缘形状是已定的，一般不改变其形状形状是已定的，一般不改变其形状压边面全部是工艺补充面压边面全部是工艺补充面保证良好的拉深条件为主要目的进行压料面的设计保证良好的拉深条件为主要目的进行压料面的设计2.压料面的形状压料面的形状3.设计压料面应遵循的原则设计压料面应遵循

19、的原则降低拉深深度降低拉深深度缺图周缺图周 89页页 锥形锥形or碗口形的压料面，既能降低拉深深度，并且其对坯碗口形的压料面，既能降低拉深深度，并且其对坯料的流动阻力小，便于坯料的流动，可在塑性变形较大的料的流动阻力小，便于坯料的流动，可在塑性变形较大的深拉深件拉深时采用。深拉深件拉深时采用。.凸模对坯料一定要有拉深作用凸模对坯料一定要有拉深作用 覆盖件在冲压成型时各断面上的伸长变形量在覆盖件在冲压成型时各断面上的伸长变形量在3%5%范范围内，并且最小伸长变形量不小于围内，并且最小伸长变形量不小于2%L0凸模表面展开曲线长度凸模表面展开曲线长度 L1压料面表面展开曲线长度压料面表面展开曲线长度

20、L10.97L0压料面的夹角压料面的夹角必须大于凸模表面夹角必须大于凸模表面夹角凹模里的凸包必须低于压料面凹模里的凸包必须低于压料面四、工艺切口四、工艺切口 工艺切口工艺切口:当需要在覆盖件的中间部位上冲出某些深度较当需要在覆盖件的中间部位上冲出某些深度较大的局部凸起或鼓包时大的局部凸起或鼓包时(属于胀形变形性质属于胀形变形性质)，在一次拉深，在一次拉深中，往往不能从毛坯的外部得到材料的补充而导致零件的中，往往不能从毛坯的外部得到材料的补充而导致零件的局部破裂。这时就要考虑在局部变形区的适当部位冲工艺局部破裂。这时就要考虑在局部变形区的适当部位冲工艺切口或工艺孔，改善材料的流动情况，使容易破裂

21、的区域切口或工艺孔，改善材料的流动情况，使容易破裂的区域从变形区内部得到材料的补充。从变形区内部得到材料的补充。 当进行内工艺补充后，零件的内孔已被封闭，这部分形状当进行内工艺补充后，零件的内孔已被封闭，这部分形状的成形靠毛坯的胀形来实现面积的增大。从而使这部分材的成形靠毛坯的胀形来实现面积的增大。从而使这部分材料在冲压成形过程中很容易出现破裂，且裂纹扩展到修边料在冲压成形过程中很容易出现破裂，且裂纹扩展到修边线以外（即冲压件上），甚至整个裂纹都出现在冲压件上。线以外（即冲压件上），甚至整个裂纹都出现在冲压件上。 为解决内工艺补充带来的问题，一般采取在拉深毛坯的为解决内工艺补充带来的问题，一般

22、采取在拉深毛坯的适当部位预冲出工艺孔，适当部位预冲出工艺孔，or拉深过程中在局部变形区的适拉深过程中在局部变形区的适当部位冲切工艺切口的方法，使容易破裂的区域的变形情当部位冲切工艺切口的方法，使容易破裂的区域的变形情况得到改善，并可以从相邻区域里得到材料补充，避免裂况得到改善，并可以从相邻区域里得到材料补充，避免裂纹的产生。纹的产生。 汽车车门内板、外板、上后围内板、上风窗盖等都采用汽车车门内板、外板、上后围内板、上风窗盖等都采用工艺切口来避免开裂现象。工艺切口来避免开裂现象。 在拉深过程中一般是冲工艺切口，即不让切口处的材料与在拉深过程中一般是冲工艺切口，即不让切口处的材料与本体分离，这样，

23、这部分废料可在后工序中与其他部位的本体分离，这样，这部分废料可在后工序中与其他部位的废料一并切除。否则，在拉深模中必须考虑清除废料的问废料一并切除。否则，在拉深模中必须考虑清除废料的问题，这会使拉深模结构复杂，操作困难。题，这会使拉深模结构复杂，操作困难。1.工艺孔和工艺切口的设置工艺孔和工艺切口的设置 必需在容易破裂的区域附近设计工艺孔和工艺切口，同时必需在容易破裂的区域附近设计工艺孔和工艺切口，同时又必需设置在内工艺补充部分上，从而保证在修边之后把又必需设置在内工艺补充部分上，从而保证在修边之后把这部分全部切掉，不影响覆盖件本体。这部分全部切掉，不影响覆盖件本体。2.工艺孔和工艺切口的制法

24、工艺孔和工艺切口的制法： (1) 落料时冲出：一般用于局部成形深度较浅的场合。落料时冲出：一般用于局部成形深度较浅的场合。 (2) 拉深过程中切出：它充分利用材料的塑性。即在拉深开拉深过程中切出：它充分利用材料的塑性。即在拉深开始阶段，切口周围区域的材料都产生塑性变形，且以径向始阶段，切口周围区域的材料都产生塑性变形，且以径向伸长为主，切向伸长变形较小，然后在切工艺孔伸长为主，切向伸长变形较小，然后在切工艺孔or切口后切口后会在切向成为最大变形方向。从而使材料的塑性变形能力会在切向成为最大变形方向。从而使材料的塑性变形能力得到较大的发挥，成形深度可以加深。得到较大的发挥，成形深度可以加深。 在

25、拉深过程中一般是冲工艺切口。在拉深过程中一般是冲工艺切口。3.工艺孔和工艺切口的布置原则工艺孔和工艺切口的布置原则应与局部成形的形状相适应，以使材料能合理流动应与局部成形的形状相适应，以使材料能合理流动在有多个工艺孔和工艺在有多个工艺孔和工艺切口时，它们之间应留有足够的搭切口时，它们之间应留有足够的搭边，以使凸模能张紧材料，保证成形效果，避免波汶等缺边，以使凸模能张紧材料，保证成形效果，避免波汶等缺陷，而且修边后可获得良好的翻边质量。陷，而且修边后可获得良好的翻边质量。切口的切断部分切口的切断部分( 开口）应邻近凸起部位的边缘或易产生开口）应邻近凸起部位的边缘或易产生破裂的区域。破裂的区域。切

26、口的数量与大小应保证局部成形部分各处材料变形趋于切口的数量与大小应保证局部成形部分各处材料变形趋于均匀，否则不一定能防止裂纹的产生。均匀，否则不一定能防止裂纹的产生。五、拉深筋五、拉深筋 拉深方向、工艺补充部分和压料面形状是决定能否拉深出拉深方向、工艺补充部分和压料面形状是决定能否拉深出满意的覆盖件的先决条件，设置压料拉深筋满意的覆盖件的先决条件，设置压料拉深筋or拉深槛是必拉深槛是必要条件。要条件。 原因：压料面的作用力只靠在压边力作用下模具和材料之原因：压料面的作用力只靠在压边力作用下模具和材料之间的摩擦力常常是不够的，需要在压料面上设置能产生很间的摩擦力常常是不够的，需要在压料面上设置能

27、产生很大阻力的拉深筋以满足毛坯塑性变形和塑性流动的要求。大阻力的拉深筋以满足毛坯塑性变形和塑性流动的要求。 利用拉深筋可以在较大范围内控制变形区毛坯的变形大小利用拉深筋可以在较大范围内控制变形区毛坯的变形大小and变形分布，抑制破裂、起皱、面畸变等多种冲压质量变形分布，抑制破裂、起皱、面畸变等多种冲压质量的问题。的问题。1.拉深筋的作用：拉深筋的作用：增加进料阻力，这是因为拉深坯料是经过反复变曲几次才增加进料阻力，这是因为拉深坯料是经过反复变曲几次才拉进凹模，故增加了进料阻力。拉进凹模，故增加了进料阻力。调节压料面上各部位的进料阻力，即通过调节压料槽的松调节压料面上各部位的进料阻力，即通过调节

28、压料槽的松紧来增加紧来增加or减少压料面上各部位的阻力，减少压料面上各部位的阻力，so使拉深件外轮使拉深件外轮廓上的直线部分与圆角曲线部分的进料阻力均匀。避免廓上的直线部分与圆角曲线部分的进料阻力均匀。避免“多则皱，少则裂多则皱，少则裂”。还能降低对压料面表面粗糙度的要求，在设置拉深筋后压还能降低对压料面表面粗糙度的要求，在设置拉深筋后压料面之间的间隙可以适当放大料面之间的间隙可以适当放大and略大于料厚，这样压料略大于料厚，这样压料面表面粗糙对拉深的影响就不很大了。面表面粗糙对拉深的影响就不很大了。2.拉深筋的种类拉深筋的种类 分布情况：单筋和重筋分布情况：单筋和重筋 拉深筋本身的断面形状：

29、圆筋（包括半圆筋、劣半圆筋和拉深筋本身的断面形状：圆筋（包括半圆筋、劣半圆筋和优半圆筋）、矩形筋、三角形筋和拉深槛优半圆筋）、矩形筋、三角形筋和拉深槛使用最多的是圆形筋和方形筋使用最多的是圆形筋和方形筋尺寸参数尺寸参数3.拉深筋的固定方式拉深筋的固定方式拉深筋一般嵌入在压边圈的下表面内拉深筋一般嵌入在压边圈的下表面内4.拉深槛结构拉深槛结构拉深槛适用于曲率较小的，平坦的和深度浅的覆盖件成形。拉深槛适用于曲率较小的，平坦的和深度浅的覆盖件成形。与凹模一体式的与凹模一体式的嵌入式的嵌入式的5.拉深筋设计拉深筋设计 设置拉深筋，最根本的目的是为了成形板材提供足够的拉设置拉深筋，最根本的目的是为了成形

30、板材提供足够的拉力。力。拉深筋形式的设计拉深筋形式的设计单筋结构简单，便于加工和模具调试时拉深筋参数的修正单筋结构简单，便于加工和模具调试时拉深筋参数的修正单筋的断面圆弧半径和拉深筋槽的圆角半径相对较小，板单筋的断面圆弧半径和拉深筋槽的圆角半径相对较小，板材与其接触的表面压力大，易产生磨损，使用寿命相对短材与其接触的表面压力大，易产生磨损，使用寿命相对短重筋可相对降低压料面上其他部位的精度要求重筋可相对降低压料面上其他部位的精度要求对表面质量要求较高的冲压件，即使需要较多的进料、阻对表面质量要求较高的冲压件，即使需要较多的进料、阻力要求不是很高，但为了确保零件表面质量，也往往采用力要求不是很高

31、，但为了确保零件表面质量，也往往采用重筋。重筋。在毛坯变形不需要特别大的拉深阻力，且修边线不在压料在毛坯变形不需要特别大的拉深阻力，且修边线不在压料面部位时，可在凹模口部设置拉深槛，既能保证拉深成形面部位时，可在凹模口部设置拉深槛，既能保证拉深成形所必需的拉深阻力，又可减少毛坯尺寸和模具尺寸。所必需的拉深阻力，又可减少毛坯尺寸和模具尺寸。拉深筋几何参数的设计拉深筋几何参数的设计确保冲压件成形所需的拉深筋阻力确保冲压件成形所需的拉深筋阻力保证冲压件成形质量和表面质量保证冲压件成形质量和表面质量提高拉深筋的使用寿命。选取适当圆角半径的拉深筋和筋槽提高拉深筋的使用寿命。选取适当圆角半径的拉深筋和筋槽

32、有利于拉深筋的加工和修整有利于拉深筋的加工和修整拉深筋的布置拉深筋的布置拉深筋的布置原则拉深筋的布置原则凹模内轮廓的曲率变化不大时，压料面上凹模内轮廓的曲率变化不大时，压料面上各部位的变形差别也不大，但为了补偿变各部位的变形差别也不大，但为了补偿变形力的不足提高材料变形程度，可沿凹模形力的不足提高材料变形程度，可沿凹模口周边设置封闭的拉深筋口周边设置封闭的拉深筋凹模内轮廓的曲率变凹模内轮廓的曲率变化较大时，可沿凹模化较大时，可沿凹模口周边设置间断的拉口周边设置间断的拉深筋。深筋。为了增大径向力，减小切向拉应力，防止为了增大径向力，减小切向拉应力，防止毛坯起皱，可只在容易起皱的部位设置局毛坯起皱

33、，可只在容易起皱的部位设置局部的短拉深筋部的短拉深筋为了改善压料面上材料塑性流动的不均匀为了改善压料面上材料塑性流动的不均匀性，可在材料流动速度快的部位设置拉深性，可在材料流动速度快的部位设置拉深筋筋V 对于拉深深度大的圆弧部位可以不设拉深对于拉深深度大的圆弧部位可以不设拉深筋筋VI对于拉深深度相差较大的冲压件，可在深对于拉深深度相差较大的冲压件，可在深的部位不设拉深筋，浅的部位设拉深筋，的部位不设拉深筋，浅的部位设拉深筋，并使拉深筋的长度延伸到接近深度大的区并使拉深筋的长度延伸到接近深度大的区域，拉深筋的高度逐渐减小。域，拉深筋的高度逐渐减小。6.4 6.4 修边及冲孔工艺设计修边及冲孔工艺

34、设计一、修边分类：一、修边分类：（根据修边模的运动方向）（根据修边模的运动方向）1垂直修边：修边凸（凹）模沿垂直方向做上下运动，这垂直修边：修边凸（凹）模沿垂直方向做上下运动，这样的模具结构简单、废料处理也比较方便，应优先采用。样的模具结构简单、废料处理也比较方便，应优先采用。2水平修边：修边凸（凹）模沿水平方向运动。凸（凹）水平修边：修边凸（凹）模沿水平方向运动。凸（凹）模的水平方向运动可以通过斜楔机构模的水平方向运动可以通过斜楔机构or通过在模具上加装通过在模具上加装 水平方向的液压缸来实现。水平方向的液压缸来实现。 这种修边需采用斜楔机构，模具结构复杂，工作部分占用这种修边需采用斜楔机构

35、，模具结构复杂，工作部分占用面积较大。面积较大。3倾斜修边：修边凸（凹）模与垂直方向成一定角度运动。倾斜修边：修边凸（凹）模与垂直方向成一定角度运动。凸（凹）模的倾斜方向运动可以通过斜楔机构凸（凹）模的倾斜方向运动可以通过斜楔机构or通过在模通过在模具上加装倾斜方向的液压缸来实现。具上加装倾斜方向的液压缸来实现。二、修边时的一般情况二、修边时的一般情况1由于覆盖件尺寸大、质量大且是空间曲面结构，所以由于覆盖件尺寸大、质量大且是空间曲面结构，所以修边时一般都是放在修边凸模上，靠修边凹模修边。修边时一般都是放在修边凸模上，靠修边凹模修边。2由于覆盖件形状复杂，修边线常为空间曲线，因此可由于覆盖件形

36、状复杂，修边线常为空间曲线，因此可一次修边，也可多次修边。一次修边，也可多次修边。3为消除拉延件产生的弹性变形，防止修边产生变形，为消除拉延件产生的弹性变形，防止修边产生变形，修边必须加压料圈，把修边部分压住在凸模的定位面修边必须加压料圈，把修边部分压住在凸模的定位面上。上。三、修边与切断工序的工艺设计三、修边与切断工序的工艺设计 选择修边方向选择修边方向 所谓修边方向是指修边凸（凹）模的运动方向，它与压力所谓修边方向是指修边凸（凹）模的运动方向，它与压力机上滑块的运动方向不一定是一致的。机上滑块的运动方向不一定是一致的。保证修边质量保证修边质量尽量使模具简单尽量使模具简单不同的部位可能需要不

37、同的修边方向，修边件图上和工艺不同的部位可能需要不同的修边方向，修边件图上和工艺卡上要标明修边部位及修边方向卡上要标明修边部位及修边方向拉深件的定位可靠拉深件的定位可靠拉深件是开口朝上还是朝下，所要求的模具结构是不同的拉深件是开口朝上还是朝下，所要求的模具结构是不同的充分考虑模具强度充分考虑模具强度废料处理，在工艺设计时要进行妥善处理。废料处理，在工艺设计时要进行妥善处理。四、冲孔工序四、冲孔工序1.冲孔工序一般都和并在修边工序或其它工序中进行。冲孔工序一般都和并在修边工序或其它工序中进行。2.冲孔方向最好与冲孔表面垂直，但也允许在较小的斜面上冲孔方向最好与冲孔表面垂直，但也允许在较小的斜面上

38、垂直冲孔，在较大斜面上冲孔需通过斜楔滑块机构进行水垂直冲孔，在较大斜面上冲孔需通过斜楔滑块机构进行水平方向或倾斜方向冲孔，角度尽量要小。平方向或倾斜方向冲孔，角度尽量要小。3.冲多个孔时应采用阶梯凸模。冲多个孔时应采用阶梯凸模。4.冲孔废料排除应该方便。冲孔废料排除应该方便。5.大孔和小孔接近时，应先冲大孔，反之小孔会变形大孔和小孔接近时，应先冲大孔，反之小孔会变形6.孔边缘的最小尺寸应保证制件不翘曲、不变形孔边缘的最小尺寸应保证制件不翘曲、不变形6.5 覆盖件的翻边工艺设计覆盖件的翻边工艺设计一、翻边的作用一、翻边的作用作用：作用：1焊接和装配的需要焊接和装配的需要2增加覆盖件的刚性和强度增

39、加覆盖件的刚性和强度3使覆盖件边缘光滑、整齐和美观使覆盖件边缘光滑、整齐和美观曲面翻边的分类：曲面翻边的分类：1.内凹型翻边内凹型翻边2.外凸型翻边外凸型翻边二、确定冲压方向二、确定冲压方向 弯曲和翻边方向要尽可能地垂直于凸缘弯曲方向，这样工弯曲和翻边方向要尽可能地垂直于凸缘弯曲方向，这样工件受力状态好，受侧向力小，不易窜动。件受力状态好，受侧向力小，不易窜动。 覆盖件的翻边线就是主模型轮廓线，将翻边展开时必须覆盖件的翻边线就是主模型轮廓线，将翻边展开时必须考虑到修边方向和修边以后的翻边工序，即尽可能采用垂考虑到修边方向和修边以后的翻边工序，即尽可能采用垂直修边，并使翻边易于进行。见上页图直修

40、边，并使翻边易于进行。见上页图 修边件放在翻边模中的位置必须稳定，一般都是水平放置，修边件放在翻边模中的位置必须稳定，一般都是水平放置，然后根据覆盖件的翻边确定翻边方向然后根据覆盖件的翻边确定翻边方向(用箭头表示用箭头表示)。四、提高翻边质量的基本途径四、提高翻边质量的基本途径1 在考虑翻边方向时应考虑回弹量在考虑翻边方向时应考虑回弹量2适当减少翻边高度，使翻边高度变化平缓，加大翻边线曲率适当减少翻边高度，使翻边高度变化平缓，加大翻边线曲率 半径半径3 选择塑性好的材料，减少或去除边缘的毛刺等选择塑性好的材料，减少或去除边缘的毛刺等4 改变翻边凹模翻入面形状改变翻边凹模翻入面形状外凸曲面中间先

41、翻外凸曲面中间先翻-防皱防皱(分散法分散法)内凹曲面中间后翻内凹曲面中间后翻-防裂防裂(集中法集中法)6.6 冲压工艺设计的内容和程序冲压工艺设计的内容和程序1.冲压工艺设计程序冲压工艺设计程序审查零件结构的工艺性，并根据覆盖件图设计出拉深件图审查零件结构的工艺性，并根据覆盖件图设计出拉深件图根据零件图和拉深件图，确定合理的冲压工艺方案，确定根据零件图和拉深件图，确定合理的冲压工艺方案，确定总工序数、工序顺序、各工序的加工内容、冲压方向以及总工序数、工序顺序、各工序的加工内容、冲压方向以及所需模具套数等。所需模具套数等。根据拉深件的结构、形状、尺寸进行坯料展开，初步确定根据拉深件的结构、形状、

42、尺寸进行坯料展开，初步确定坯料的形状与外形尺寸（多数情况下，外形尺寸要由试验坯料的形状与外形尺寸（多数情况下，外形尺寸要由试验来确定），制定材料消耗定额。来确定），制定材料消耗定额。选定各工序的模具结构形式，选择送料与卸料的方法与方选定各工序的模具结构形式，选择送料与卸料的方法与方向向计算各工序所需的压力机行程和工作台面尺寸，估算工序计算各工序所需的压力机行程和工作台面尺寸，估算工序所需的冲压力、压边力、卸料力等参数，确定各工序所用所需的冲压力、压边力、卸料力等参数，确定各工序所用压力机型号、数量和生产流程。压力机型号、数量和生产流程。确定零件及各工序件的检验项目、检验标准和检验方法。确定零件

43、及各工序件的检验项目、检验标准和检验方法。确定各工序所需的工位器具、废料处理方式和半成品的运确定各工序所需的工位器具、废料处理方式和半成品的运输方式。输方式。确定各工序的操作者人数、操作规程、工位布置、工时定确定各工序的操作者人数、操作规程、工位布置、工时定额等。额等。2.冲压工艺设计时应考虑的重点问题冲压工艺设计时应考虑的重点问题成形难度判断分析成形难度判断分析 根据覆盖件拉深图，对其结构特点、形状尺寸进行变形分根据覆盖件拉深图，对其结构特点、形状尺寸进行变形分析，初步确定其结构特点及可能出现的质量问题与发生部析，初步确定其结构特点及可能出现的质量问题与发生部位。之后确定这一部分是采用拉深成

44、形还是胀形成形，位。之后确定这一部分是采用拉深成形还是胀形成形，or拉胀复合成形。拉胀复合成形。冲压方向冲压方向 尽可能使各工序的冲压方向一致尽可能使各工序的冲压方向一致送料方向送料方向工序间定位工序间定位修边时应尽量用拉深件侧壁修边时应尽量用拉深件侧壁or拉深槛定位，不能时用工艺孔拉深槛定位，不能时用工艺孔定位。修边后，可采用工序件外形、侧壁定位。修边后，可采用工序件外形、侧壁or工艺孔定位工艺孔定位修边废料的分块修边废料的分块成双冲压成双冲压3.冲压工艺卡的编制冲压工艺卡的编制6.7典型车身覆盖件冲压工艺实例典型车身覆盖件冲压工艺实例 轿车车身的外覆盖件主要由四门（左轿车车身的外覆盖件主要

45、由四门（左/右前、后门）、三右前、后门）、三盖（发动机盖板、顶盖、行礼舱盖）和两翼（左盖（发动机盖板、顶盖、行礼舱盖）和两翼（左/右前、右前、后翼子板）及两侧（左后翼子板）及两侧（左/右侧围外板右侧围外板)组成。这些覆盖件的组成。这些覆盖件的形状各有特点，其冲压成形工艺也不同。形状各有特点，其冲压成形工艺也不同。发动机罩外板冲压工艺发动机罩外板冲压工艺6.8车身覆盖件拉深模设计车身覆盖件拉深模设计一、单动拉深模一、单动拉深模单动拉深模工作原理单动拉深模工作原理将毛坯放在模具压料面上，并准确定位将毛坯放在模具压料面上，并准确定位压力机上滑块下行带动上模下行压力机上滑块下行带动上模下行上模和下模的

46、压边部分首先与毛坯接触，将毛坯压住，使上模和下模的压边部分首先与毛坯接触，将毛坯压住，使压边部分毛坯受到的变形阻力增大压边部分毛坯受到的变形阻力增大上模继续下行，开始拉深成形过程上模继续下行，开始拉深成形过程在拉深成形的后期成形内部的局部形状在拉深成形的后期成形内部的局部形状压力机上滑块到达下死点时，拉深成形过程结束压力机上滑块到达下死点时，拉深成形过程结束压力机上滑块回程，带动上模上行压力机上滑块回程，带动上模上行顶出装置将拉深件顶出，取出拉深件。顶出装置将拉深件顶出，取出拉深件。一、拉深形状复杂的覆盖件必须采用双动压力机一、拉深形状复杂的覆盖件必须采用双动压力机必须采用双动压力机的原因：必

47、须采用双动压力机的原因：单动压力机的压紧力不够，双动压力机压边力大单动压力机的压紧力不够，双动压力机压边力大 单动压力机其压边力仅为压力机额定压力的单动压力机其压边力仅为压力机额定压力的20%25 %，双动压力机的外滑块压紧力为内滑块压力的双动压力机的外滑块压紧力为内滑块压力的65 % 70 %双动压力机的压边力可调节双动压力机的压边力可调节单动压力机的压紧力只能整个调整，而双动压力机的外滑块单动压力机的压紧力只能整个调整，而双动压力机的外滑块压力可用调节螺母调节滑块四角的高低，使外滑块成倾斜压力可用调节螺母调节滑块四角的高低，使外滑块成倾斜状，实现调节拉深模压料面各部位的压料力。状，实现调节

48、拉深模压料面各部位的压料力。单动压力机的拉深深度不够单动压力机的拉深深度不够双动压力机的行程大双动压力机的行程大压边力稳定压边力稳定单动压力机上拉深模的压边圈不是刚性的单动压力机上拉深模的压边圈不是刚性的二、双动拉深模的结构要素二、双动拉深模的结构要素主要由三大件主要由三大件or四大件组成四大件组成 三大件是凸模三大件是凸模2和固定座和固定座3为一体；四大件是二者分开。压为一体；四大件是二者分开。压边圈安装在外滑块上，凸模边圈安装在外滑块上，凸模2和固定座和固定座3安装在内滑块上，安装在内滑块上，凹模凹模4安装在压力机工作台面上。安装在压力机工作台面上。 双动压力机的工作原理是：双动压力机的工

49、作原理是：将毛坯放在凹模压料面上，并准确定位将毛坯放在凹模压料面上，并准确定位压力机外滑块首先向下运动至下死点，使压边圈将毛坯压压力机外滑块首先向下运动至下死点，使压边圈将毛坯压紧在凹模紧在凹模4的压料面上，并在整个拉深成形过程中保持压的压料面上，并在整个拉深成形过程中保持压边边在压力机外滑块压住毛坯的同时，内滑块已带动凸模向下在压力机外滑块压住毛坯的同时，内滑块已带动凸模向下运动运动内滑块带动凸模继续向下运动，并在压边圈压住毛坯一个内滑块带动凸模继续向下运动，并在压边圈压住毛坯一个时间间隔后与毛坯接触开始拉深成形时间间隔后与毛坯接触开始拉深成形内滑块到达下死点，将毛坯拉深成凸模内滑块到达下死

50、点，将毛坯拉深成凸模2的形状，拉深成的形状，拉深成形过程结束形过程结束压力机内滑块先带动凸模上行，而外滑块不动，使压边圈压力机内滑块先带动凸模上行，而外滑块不动，使压边圈1停留一个瞬间，将拉深件由凸模上退下停留一个瞬间，将拉深件由凸模上退下外滑块开始回程，完成压边作用外滑块开始回程，完成压边作用由凹模内的下顶出装置将拉深件顶出。较小批量时，凹模由凹模内的下顶出装置将拉深件顶出。较小批量时，凹模内可不使用顶件装置，由人工取出。内可不使用顶件装置，由人工取出。三、双动拉深模的典型结构三、双动拉深模的典型结构1.凸模与压边圈导向的双动拉深模凸模与压边圈导向的双动拉深模2.凹模与压边圈导向的双动拉深模

51、凹模与压边圈导向的双动拉深模3.凸模与压边圈、压边圈与凹模均导向的双动拉深模凸模与压边圈、压边圈与凹模均导向的双动拉深模4.大型覆盖件双动拉深模的基本结构形式大型覆盖件双动拉深模的基本结构形式四、覆盖件拉深模具主要工作零件的设计四、覆盖件拉深模具主要工作零件的设计 覆盖件拉深模的工作零件主要有：凸模、凹模以及成形局覆盖件拉深模的工作零件主要有：凸模、凹模以及成形局部形状所用的凸模、凹模镶块等部形状所用的凸模、凹模镶块等拉深凸模、凹模的结构拉深凸模、凹模的结构1.拉深凸模结构拉深凸模结构双动拉深模的凸模结构有两种类型：双动拉深模的凸模结构有两种类型：整体式结构，凸模加垫板直接与压力机的内滑块相连

52、接的整体式结构，凸模加垫板直接与压力机的内滑块相连接的整体式结构整体式结构凸模先与固定座相连接，固定座加垫板再与压力机凸模先与固定座相连接，固定座加垫板再与压力机内滑块内滑块相连接的分体式结构相连接的分体式结构凸模的材料凸模的材料 由于覆盖件轮廓尺寸较大，凸模的尺寸也较大，故一般都由于覆盖件轮廓尺寸较大，凸模的尺寸也较大，故一般都采用实型铸造（采用实型铸造（FMSFMS）成型，且为中空式的壳体结构。为）成型，且为中空式的壳体结构。为了有较高的硬度并具有耐磨性，采用合金铸铁（如铬钼钒了有较高的硬度并具有耐磨性，采用合金铸铁（如铬钼钒铸铁、钼钒铸铁）铸成，并采用表面火焰淬火对凸模工作铸铁、钼钒铸铁

53、）铸成，并采用表面火焰淬火对凸模工作部分进行表面强化处理。部分进行表面强化处理。 拉深凸模的工作表面与覆盖件拉深件的内表面是相同的，它拉深凸模的工作表面与覆盖件拉深件的内表面是相同的，它是拉深模最主要的成形零件。同时拉深件的上的装饰棱线、是拉深模最主要的成形零件。同时拉深件的上的装饰棱线、筋条、凸包、凹坑等局部形状，一般都是在拉深模上一次成筋条、凸包、凹坑等局部形状，一般都是在拉深模上一次成形。形。 拉深件中的局部反拉深形状也是在拉深凸模上成形。因此，拉深件中的局部反拉深形状也是在拉深凸模上成形。因此，凸模工作表面上要有成形这些特殊局部形状用的起凸模与凹凸模工作表面上要有成形这些特殊局部形状用

54、的起凸模与凹模作用的局部形状。当这些局部形状成形的变形量较大，有模作用的局部形状。当这些局部形状成形的变形量较大，有破裂危险时，应将成形局部形状用的凸破裂危险时，应将成形局部形状用的凸or凹模处的圆角半径凹模处的圆角半径加大，然后在修边等工序中再进行校形，以使覆盖件的形状加大，然后在修边等工序中再进行校形，以使覆盖件的形状达到要求。达到要求。凸模的工作表面和轮廓的壁厚一般应在凸模的工作表面和轮廓的壁厚一般应在7090mm范围内。范围内。2.拉深凹模结构拉深凹模结构 凹模的作用是形成凹模压料面和凹模拉深圆角及凹模洞口。凹模的作用是形成凹模压料面和凹模拉深圆角及凹模洞口。但由于拉深件上的装饰棱线、

55、筋条、凹坑、加强筋及装配但由于拉深件上的装饰棱线、筋条、凹坑、加强筋及装配凸包、凹坑等一般都是在拉深模上一次成形出。凸包、凹坑等一般都是在拉深模上一次成形出。so凹模结凹模结构除了压料面和凹模圆角之外，在凹模型腔中还装有局部构除了压料面和凹模圆角之外，在凹模型腔中还装有局部成形用的凸模成形用的凸模or凹模也属于凹模结构的一部分。凹模也属于凹模结构的一部分。 由于在凹模型腔内装有局部成形由于在凹模型腔内装有局部成形or反拉深用的凸模反拉深用的凸模or凹凹模，于是拉深凹模的结构分成了顶出器闭口式凹模结构、模，于是拉深凹模的结构分成了顶出器闭口式凹模结构、闭口式凹模结构和通口式凹模结构闭口式凹模结构

56、和通口式凹模结构3种形式。种形式。活动顶出器闭口式凹模结构活动顶出器闭口式凹模结构闭口式凹模结构闭口式凹模结构通口式凹模结构通口式凹模结构凸模、压边圈和凹模铸件各部分的尺寸参照下表选取凸模、压边圈和凹模铸件各部分的尺寸参照下表选取导向零件导向零件1.压边圈与凹模的导向压边圈与凹模的导向2.凸模与压边圈的导向凸模与压边圈的导向防磨导板的宽度防磨导板的宽度防磨导板的长度防磨导板的长度通气孔通气孔 开通气孔的原因开通气孔的原因 采用双动拉深模拉深时，在凸模回程时压边圈还压住拉深采用双动拉深模拉深时，在凸模回程时压边圈还压住拉深件的时刻，因拉深件受到被压缩在凹模型腔内空气的反压件的时刻，因拉深件受到被压缩在凹模型腔内空气的反压力，会使拉深件产生变形甚至凹陷。力，会使拉深件产生变形甚至凹陷。So必须在凹模型腔必须在凹模型腔中的非工作部分开通气孔。中的非工作部分开通气孔。 为防止在凸