大型覆盖件拉深工艺设计优化

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车门立柱的拉深成形工艺及模具设计

装配图。
关键词：覆盖件拉深模模具设计中图分类号：４３Ｕ６文献标识码：Ａ
文章编号：６４１８（０８ｌ（）０２０１７ — ９Ｘ２０）Ｏａ一０４ — ２
（）始拉深时，２开凸模与毛坯的接触状修改，必须在以后的适当工序中加以调但车门立柱是某汽车覆盖件之一，结其尽且得构由许多空间曲面组成、外形复杂、精度态应使接触面尽可能大，量是平面，在整，到覆盖件的图缘。（）边面全部是工艺补充面，适当２压在要求高，的部位变形量大，形困难，有成其拉深模中心，触点宜多且分散，接最好同时变形规律难以定量把握，其是制件上的接触，先与毛坯中部接触，四周扩大。尤或再
后续工序中切除后才能得到覆盖件。压边压装饰凹槽和冲孔凸台部分变形更复杂、更这样可避免由于应力集中而使得毛坯破裂面整体上看，边面沿凹模口可能有起伏对压边面尽量用平面困难，得到满意的制件，得选用良好的或因受力不均匀导致的毛坯窜动、产生拉和弯曲，于车门立柱，要就形式；了制造和压边力调整方便，深时为拉板料，定正确的成形工艺及设计出合理深过程不稳定现象。制模具。立柱板料选用伸长率６、硬化指数ｎ及板厚方向性系数ｒ较好的深冲压用均（Ｑ板材，：ｔ４ＳＣＤＤ）如Ｓ１或ＰＥ。由于本制件是由许多空间曲面构成，

大型覆盖件拉深成形的摩擦特性与摩擦学设计

目前对板料成形摩擦研究主要包括：料成形摩擦模型研板
板材拉深成面压高。板材在拉深变形过程中，际接触面上的压应实
究和板料成形摩擦实验测定。在摩擦模型研究方面，由于对摩擦
０～５０ａ接触面上承受的单位压力越高，润滑就过程机理尚有许多不明之处，加之动态摩擦过程十分复杂，近年力可高达５０２０ＭＰ，来进展不大。在摩擦实验的测定方面，有代表性的研究成果是：愈困难，摩擦力就越大。
ａａｚｄＷｅｋｏｏｏｓｌｔｕｒａｔｙｃｍａｉｇｔｕｒａｏｒｅｔ￥ｌｌｒａｔｎｌｅ．ｎｗｈｗｔｅｃｂｉｎｏｐｒｌｂｉｔｎｐｏｒｏｏ￣ｕｉｎ．ｙｅｌｃｂｎｈｅｃｉｐｙｆｎｂｃｓＳｖｒｌｒｂｅｓｏｔｂｌｙ￣ｓｎｈｖｅｎｓｔｄＴｅｅｃｎｇｖｘｅｉｅｔｕｄｎｅｔｄａｉｅｅｏｌｍｒｏｏａｐｆｉｇｇｉａｅｂｅｔｅ．ｈｓａｉｅｐｒｎａｇｉａｃｒｗｎａｅｍｌｏｇｆｒａｉｔ６ｃｖｒｌｅｔｏｍｂｌｙｏｏｅｅｎ．ｉｆｅｍ
１拉深中的摩擦特性
板料拉深成形过程中，应力、应变状态较复杂，各个区域的
２１．润滑剂及其选用２．常用润滑剂及其性能．１１
拉深成形过程中采用的润滑剂即要有良好的润滑性、防锈摩擦润滑特性不同。压边圈、凹模与毛坯上、下两面之间是最主性、带油焊接性、对环氧树脂粘接无副作用，又要有优异的被清要的摩擦表面；凹模圆角处面压大，板料与模具发生强烈接触，洗脱脂性以及在高速冲压过程中对毛坯与模具接触表面冷却

拉深(拉延)

把凸模的作用力传递到平面法兰A‘B’F‘E’部分，侧壁部分是单向拉应力状态 (图2-25)。平面法兰部分A‘B’F‘E’(图2—24b）是拉深时的主要变形区。它在径向拉应力作用下产生塑性变形，并向中心移动，逐渐进入凸、凹模之间的间隙而形成圆筒形侧壁。变形区在向模具中心移动时，圆周方向上的尺寸随之减小，由于受相邻材料的作用，在圆周方向上产生切向压应力。因此，变形区处于径向受拉和切向受压的应力状态(图 2—25)。变形区在切向产生压缩变形，其外边缘由初始长度 R0α 缩小为 dα／2 (图 2—24)；变形区在径向产生伸长变形，由毛坯的初始尺寸 R0 一d0 ／2 变为圆筒形的高度 H (H> R0 一d0 ／2)。在拉深时，板料的厚度也发生变化(图2—26)。在圆筒形拉深件的侧壁上部厚度增加最多，这是因为变形区的材料除了向径向延展外，在切向压应力作用下还向厚度方向流动，越靠毛坯外缘，加厚的趋势越大。在侧壁下端靠圆角处的厚度减小量最大，这是由于这个部位受拉应力作用的持续时间最长。这里是最容易被拉裂的危险断面。
补2-24-4
拉深变形特点
补2-24-1
一、直壁类零件的拉深
1、圆筒形零件拉深的变形分析圆筒形零件的拉深是平板毛坯在凸模的作用于逐渐被压入凹模而形成圆筒的形状。下面来分析拉深前平板圆形毛坯上的一个扇形部分(图2—24a)在拉深过程中的变形特点。扇形毛坯的OC0 D0部分在全部拉深过程中都与凸模端面相接触，始终保持其平面形状，基本上不产生塑性变形或只产生很小的塑性变形，最终成为圆筒形的底部。这个部分在拉深过程中把凸模的作用力传递给圆筒侧壁，起到传递拉深力作用。它本身处于两向拉应力状态（切向、径向，图2—25)。在拉深过程中形成的圆筒形侧壁部分C'D'F'E'(图2—24b)是平板毛坯扇形的C0 D0 F0 E0部分变形而成的，它是结束了塑性变形的已变形区。在以后的拉深过程中，这个部分起传递拉深力作用，

模具设计与制造第7章拉深工艺与模具设计

有无明显缺陷。
尺寸测量
使用测量工具对拉深制品的尺寸进行测量，以检查其是否符合设计要求。
壁厚测量
使用壁厚测量仪对拉深制品的壁厚进行测量，以检查其是否均匀。
强度测试
对拉深制品进行拉伸或压缩试验，以检测其力学性能是否满
足要求。
提高拉深制品质量的措施
选用优质材料
选用质量稳定、性能良好的材料，以提高拉深制品的基本质量。
的强度和刚度等因素。
压力过大会导致工件破裂或模具损坏，而压力过小则会导致
工件起皱或形状不规整。
压力控制需要与速度控制和温度控制等参数进行协调，以确保整个拉深过程的稳定性和可
靠性。
拉深工艺的速度控制
速度控制是拉深工艺中的另一个重要参数，它直接影响到工
件的表面质量和尺寸精度。
速度控制需要考虑到工件的材质、厚度、润滑条件以及模具
拉深工艺的应用领域
汽车行业
汽车覆盖件、油箱、仪表盘等部件的制造。
家用电器行业
电子行业
航空航天行业
空调、冰箱、洗衣机等产品的外壳和内部零件
的制造。
手机、电脑等产品的外壳和内部结构件的制造。
飞机蒙皮、机身部件等高精度、高质量要求的
零件的制造。
拉深工艺的发展趋势
高精度、高质量
柔性化、个性化
随着科技的发展，对拉深工艺的精度和产品质量要求越来越高，高精度、高质量的模具和加工设备成为发展的趋势。
破裂。
凸模设计
凸模的作用是将材料拉入凹模，因此需要具有足够的刚性和强度。凸模的直径应与凹模相匹配，以
保持适当的间隙。
压边圈设计
压边圈的作用是控制材料流动，防止材料起皱。压边圈的宽度和重量应适中，以确保压力均匀。

浅谈汽车车身覆盖件深拉成形开裂问题分析

浅谈汽车车身覆盖件深拉成形开裂问题分析摘要：汽车覆盖件的冲压质量对车身质量起着重要的影响，通过车身覆盖件模具工装的理论工艺分析同时结合冲压实际生产经验判定，提出生产过程中汽车车身覆盖件深拉成形开裂问题发生机理、步骤分析及解决方法。

关键词：冲压件、拉深成形、开裂、解决汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经冲压加工成形。

汽车覆盖件在冲压过程中最常见的几种失效形式包括起皱、开裂和回弹过大，在产品设计、模具制造和材料选择时，应当以不产生这些缺陷为前提。

开裂是拉伸失稳的最后阶段，主要产生在以拉应力为主的塑性变形过程中，是衡量冲压板材是否达到极限变形能力的标志，是冲压过程应该避免的首要缺陷。

汽车覆盖件冲压成型中，在不同部位、不同的应力状态下所产生的开裂，性质不同，解决开裂的措施必须根据问题产生的原因采取对应的措施。

一、车身覆盖件冲压开裂分类：根据冲压生产过程中产生的开裂性质，可分为强度开裂及塑性开裂。

（1）强度开裂又称为α开裂，是指冲压成形过程中，毛坯的传力区的强度不能满足变形区所需要的变形力要求时在传力区产生的开裂。

如拉深成形在凸模圆角处产生的开裂。

（2）塑性开裂又称为β开裂，是指在冲压成形过程中，毛坯的变形区的变形能力小于成形所需要的变形程度时变形区所产生的开裂。

如零件拉延底部产生的开裂就属于塑性开裂。

如下图所示。

二、开裂问题的理论控制技术分析解决开裂问题，要根据板材冲压变形对冲压件的形状尺寸特点进行详细的变形分析，判断开裂的性质和产生原因，采取针对性措施。

1.强度开裂控制分析强度开裂是传力区传力能力小于变形区毛坯产生的塑性变形和流动所需的力度而产生的，其根本原则就是要使传力区成为强区，变形区成为弱区，通过提高传力区的强度，同时或降低变形区的变形力等措施来解决。

2.塑性开裂理论控制技术分析解决塑性开裂的关键在于通过解决提高材料塑性变形能力，同时或降低变形区所需的变形量来解决塑性开裂问题。

上述是通过理论控制技术分析提出的改善车身覆盖件冲压成形解决方法，冲模设计加工装配后必须经过压力机批量生产对制件质量及模具性能进行综合检测。

覆盖件冲压基本工序内容安排.

e) 翻边整形冲孔
f) 修边冲孔
某轿车右侧围外板冲压工艺过程
g) 修边冲孔整形
9.2.4
车身覆盖件冲压模具
汽车覆盖件冲压模具有三种：拉深模、修边模和翻边模。其中拉深模是直接影响汽车覆盖件成形质量和生产效率的关键。冲压模具的设计、制造和调整，是汽车覆盖件冲压生产中最重要环节之一。一、汽车覆盖件冲压模具的特点与一般薄板冲压模具相比。有以下特点： 1．模具形状和结构更复杂 2．模具的制造难度更大，要求更高 3．需要数套模具,而且各模具间的依赖关系大 4．模具调试更加重要和复杂
故对修边模的设计制造要求很高。
发动机罩内板冲压加工工艺过程
a）拉深
c）冲孔
整形
工艺过程为：下料（冲裁）→拉深及两侧切边→ 修边冲孔→整形翻边→翻边冲孔整形。如图所示。
轿车顶盖冲压工艺过程
a)拉深及两侧切边（2000t双动压力机）
b）修边冲孔（1000t单动压力机）
c）整形翻边（1000t单动压力机）
d）翻边冲孔整形（1000t单动压力机）
3．轿车左/右侧围外板冲压成形工艺其工艺过程为：下料并落料（1340mm×3175mm）→ 拉深→修边冲孔→翻边整形冲孔→翻边整形冲孔→修边冲孔→修边冲孔整形。如图所示。
a)下料及落料
b)拉深
c) 修边冲孔
d) 翻边整形冲孔
二、车身覆盖件冲压模具结构覆盖件拉深模结构与拉深使用的机床有密切关系。目前生产以单动拉深模和双动拉深模为主。因双动拉深模压紧力大、拉深深度深、卸料板为刚性等优点而应用更多。
1．单动拉深与双动拉深 ■单动倒装拉深模一般的浅拉深或形状对称的拉深件，都在单动压力机上采用单动拉深，凸模安装在下工作台面上，故称之为倒装拉深模。如图所示。

拉深工艺及拉深模设计

拉深工艺及拉深模设计本章内容简介：本章在分析拉深变形过程及拉深件质量影响因素的基础上，介绍拉深工艺计算、工艺方案制定和拉深模设计。

涉及拉深变形过程分析、拉深件质量分析、圆筒形件的工艺计算、其它形状零件的拉深变形特点、拉深工艺性分析与工艺方案确定、拉深模典型结构、拉深模工作零件设计、拉深辅助工序等。

学习目的与要求：1．了解拉深变形规律、掌握拉深变形程度的表示；2．掌握影响拉深件质量的因素；3．掌握拉深工艺性分析。

重点：1. 拉深变形特点及拉深变形程度的表示；2．影响拉深件质量的因素；3．拉深工艺性分析。

难点：1．拉深变形规律及拉深变形特点；2．拉深件质量分析；3．拉深件工艺分析。

拉深：利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。

拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。

拉深件的种类很多，按变形力学特点可以分为四种基本类型，如图5-1所示。

图5-1 拉深件示意图5.1 拉深变形过程分析5.1.1 拉深变形过程及特点图5-2所示为圆筒形件的拉深过程。

直径为D、厚度为t的圆形毛坯经过拉深模拉深，得到具有外径为d、高度为h的开口圆筒形工件。

图5-2 圆筒形件的拉深1．在拉深过程中，坯料的中心部分成为筒形件的底部，基本不变形，是不变形区，坯料的凸缘部分（即D-d的环形部分）是主要变形区。

拉深过程实质上就是将坯料的凸缘部分材料逐渐转移到筒壁的过程。

2．在转移过程中，凸缘部分材料由于拉深力的作用，径向产生拉应力，切向产生压应力。

在和的共同作用下，凸缘部分金属材料产生塑性变形，其“多余的三角形”材料沿径向伸长，切向压缩，且不断被拉入凹模中变为筒壁，成为圆筒形开口空心件。

3．圆筒形件拉深的变形程度，通常以筒形件直径d与坯料直径D的比值来表示，即m=d/D（5-1）其中m称为拉深系数，m越小，拉深变形程度越大；相反，m越大，拉深变形程度就越小。

5.1.2 拉深过程中坯料内的应力与应变状态拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，其变形区比较大，金属流动大，拉深过程中容易发生凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂而使工件报废。

覆盖件拉深模压料面设计研究

收稿日期：２０１３ — ０７ — １５
件压料面的设计原则如下『３＿：（１）压料面的形状应当是简化、圆滑、均匀同步压料的，没有急剧变化的台阶，一般由平面、圆弧面、
作者简介：李云（１９７６一），女，副教授，从事冲压成形与模具设计教
学科研
・—
Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｂｅｎｄｉｎｇｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｏｆｐｌａｔｅ
ＱＩＡ０Ｂｏ ’ 。，ＦＵＪｉａｎｈｕａ，Ｂｕｆａｎｇ，ＷＵＬｕｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｉｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
文章编号：１６７２ — ０１２１（２０１３）０６ — ００９０ — ０３
覆盖件拉深模压料面设计研究
李云（陕西工业职业技术学院，陕西成阳７１２０００）
摘要：以汽车覆盖件拉深工序为研究对象，利用有限元数值模拟方法，探讨了不同类型覆盖件拉深成形压料面的设计方法。结果表明：浅拉深覆盖件宜采用平压料面，能够降低拉深成形难度；深拉深覆盖件宜采用随形起伏压料面，可以保证各部分塑性变形均匀；质量要求不高的骨架类覆盖件，可将作为零件本身的翻边

汽车覆盖件拉延成形数值模拟分析及参数优化

汽车覆盖件拉延成形数值模拟分析及参数优化
刘细芬
（广西科技大学机械工程学院，广西柳州５４５００６）
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＰａｒａｍｅｔｅｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＤｒａｗｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ
［３］王江华，谷良贤，龚春林．伸缩弹翼巡航导弹气动外形优化研究［Ｊ］．飞行力学，２００９，２７（６）：３７ —４０．［４］ＢｌｏｎｄｅａｕＪ，ＲｉｃｈｅｓｏｎＪ，ＰｉｎｓＤＪ．Ｄｅｓｉｇｎ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
摘要：针对汽车覆盖件的特点，探讨了其拉延成形过程模拟分析的关键步骤，重点研究了零件网格
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ —２２５７（２０１３ａｃｔ：Ｔｈｅｋｅｙｓｔｅｐｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａ — ｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｄｒａｗｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｎａｕｔｏｐａｎｅｌａｒｅ
ｆｏｒＡｕｔｏＰａｎｄ
ＬＩＵＸｉ—ｆｅｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ５４５００６，Ｃｈｉｎａ）

汽车覆盖件拉深模型面设计

（）小塑性变形区１图１中的Ａ区是拉深成形中的小塑性变形区，这一部分的板料在拉深
过程中受到双向拉应力的作用发生双向伸长变形；但由于拉力较小，而其本身发生塑性变形
所需的拉力又很大，因此，难以发生较大的塑
ｍｍ以内，刚性好，其可见表面不允许有波纹、
皱纹、凹痕、边缘拉痕、擦伤以及其他可能破坏表面完美的缺陷。
性变形。这一区域板料的最大变形方向的变形量一般在１３％一％，甚至有时仅发生弹性变形。脱模时很容易因回弹而产生较大的形状变化。（）大塑性变形区２图１中的Ｂ，即转区
成一个包容有效拉深件在内的形体，使被拉深
径向发生伸长变形、切向发生压缩变形，转角
半径越小，塑性变形区域就越小，形成集中塑性变形区，发生的塑性变形也越大。
摘
要：阐述了汽车覆盖件的成形特点和覆盖件拉深模型面设计的基本原则，提出了包括
冲压方向、工艺补充面、压料面、拉深筋及拉深台阶等设计的常用方法。以前车门外板为
实例，具体分析了其成形特点，找出车门外板类冲压件成形的共性，分析车门外板类覆盖
34dieandmouldtechnologyno42007变形属于一向拉伸一向压缩的拉深变形即成一个包容有效拉深件在内的形体使被拉深径向发生伸长变形切向发生压缩变形转角材料尽可能地经受充分而均匀的塑性变形达半径越小塑性变形区域就越小形成集中塑到用最少的材料消耗获得优质的拉深件的目性变形区发生的塑性变形也越大

某型汽车覆盖件——前板拉深模凹模数控加工工艺设计

￥广西工学院自然科学基金（号：院科自０４１４、广西科技开发项目（号：桂科能０１６０）编８０１）编８２０２
其重要，其表面粗糙度Ｒ＝．ｍ，轮廓偏差为１６
００ｒ．５ｍ。３ａＤ型面的加工也是拉深模加工中最重要
提高模具的加工精度，而且缩短模具的加工周期
加工。大型拉深模具的加工采用单独加工完下模
Ｍａｕａｔｒｎｏ，Ｌｄ，Ｌｕｈｕ４６６，Ｃｈｎ）ｎｆｃｕｉｇＣ．ｔｉｚｏ５５１ｉａ
ＡｂｔａｔＬｒｅｓａｉｇｄａｎｓｅｔｅｌｍｐｒａｔｐｎｌｆｒｎｒｃｓｅ．ａｄｔｅｅｏｅｉｉｃｓａｙｔｎｕｅ｝ｅｑａｉｓｒｃ：ａｇｔｍｐｎｒｗｉｇｉｘｒｍｅｙｉｏｔｎａｅｓｏｍｉｇｐｏｅｓｓｎｈｒｆｒｔｓｎｅｅｓｒｏｅｓｒｈｕｌｔｙｏｈｒｗｉｇｄｅｔｍｐｏｅｔｅｑａｉｙｏｏｅｎｎｓａｅｎａｃｒａｎｔｐｆａｔｍｏｉｅｐｎｆｔｅｄａｎｉｏｉｒｖｈｕｌｆｃｖｒｇｐａ．Ｂｓｄｏｅｔｉｙｅｏｕｏｂｌａｓ— ｔｅｆｏｔｐｎｌｄａｎｉｉｔｉｈ＇ｎａｅｒｗｉｇｄｅｄｅｉｍｏｅ．ｓｌｃｈｃｉｅｍｏｅｏｄｔｒｎｈｏｉｏｉｇａｄｃａｉｇａｄｆｔｒｓｄ１ｅｅｔｔｅｍａｈｎｄｌｔｅｅｍｉｅｔｅｐｓｔｎｎｎｌｍｐｎｎｉｕｅｂａｅ．ｄｓｇｈｒｃｓｉｇｓｑｅｃｎｉｘｅｉｎｔｅｐｏｅｓｎｅｕｎｅａｄｆｅｉｉｅ，ｓｌｃｈｐｒｐｉｔｕｔｎｏｌａｄｄｔｒｎｕｔｎｏｅ，ａｄｆｎｌｉｒｃｓｉｇｃｒｅｄｎｇｌｎｅｅｔｅａｐｏｒａｅｃｔｉｇｔｏｎｅｅｍｉｅｃｔｇｄｓｔｉｎｉａｌｗｒｔｐｏｅｓｎａｄ．ｙｅＫｅｒ：ｃｖｒｎａｔ；ｄａｎｉＮＣ；ｐｏｅｓｙｗｏｄｓｏｅｉｇｐｒｓｒｗｉｇｄｅ；ｒｃｓ

基于模板的汽车覆盖件拉延模具结构参数化设计

汽车覆盖件模具中，常用的标准件主要包括以下几类：①紧固类：包括各种螺栓、垫片等；②导向类：包括各种导柱、导板等；③起重类：包括各种起重棒、吊耳等；④冲裁类：包括各种冲头、凹模、固定板等；⑤定位类：包括模具加工装配用的各种定位销及坯料定位用的各种定位板等；⑥回程类：包括各种弹簧、举升器等；⑦侧冲类：包括各种侧冲、侧翻机构。上述的每一种标准件由于其用途、功能的不同，选择时的方法和决定因素也是不同的。公司内部已开发了一个基于网络的标准件库管理系统，所有的标准件都以装配的形式参与设计。
表 2 吊耳的设计标准
规则
内容
模具的每个侧面都放有两个吊耳。如果模具长度超过 RULE 1
2000mm 就需要多加一个吊耳。
RULE 2 吊耳的高度是模具高度的 2/3。
RULE 3 吊耳和侧面中心的距离应该是下模的 1/3 或者是零。
吊耳的直径应由以下的标准确定：四个下模吊耳必须能 RULE 4 够承受模具的总重量，而模具的总重量是由模具体积，
收稿日期：2009-06-30 作者简介：王义林（1968－），男，博士，副教授，从事模具 CAD/CAE/
CAPP、知识工程应用与研究
化正逐步从模具的标准件向模具的制造全过程延伸。模具零件的标准化、参数化以及模具结构的典型化、通用化正在成为模具 CAD/CAE/CAM 集成技术的关键。为此，我们采用参数化、标准化、模板化的设计思想，在 UGNX 平台上开发了基于模板的汽车覆盖件模具结构设计的 CAD 系统。
98
2009 年第 5 期
DIE ＆ MOULD 模具
如拉深模一般都由凸模、凹模、压边圈这三大部分组成，而修边模、翻边模一般都由上模、下模、压料芯三部分组成。
通过对车身零件及其成形模具进行分解与分析，可以发现覆盖件模具具有很强的模板化特征。通过实现模具结构设计的参数化，在设计新的模具时，只需利用已有的结构经过简单的型面替换和参数修改就可以得到一副新的模具。利用这种“再设计”，可以极大地缩短设计周期，提高设计效率和模具的标准化程度。而用于修改的原始的模具结构就称之为模板。目前，美国通用汽车公司的模板库已经包含了 3000 多个模板。日本丰田公司也选择了模板化设计方式，实现了模具设计自动化的重大突破。 2.2 拉延模板的装配结构

拉深工艺与拉深模设计

D d124d2(h1)6.2r81 d8r2
82449 9(76 3.8)6.2 87.584 87.52 20.572 20m8m
案例分析（毛坯尺寸计算）电容器外壳由图4-2可得：
d1=17.6mm d2=21.2mm h1=26.8mm h=28.6mm r=1.8mm h/d=28.6÷21.2=1.35
r
y
α
O
y
a）
b）
圆心重心位置
a）圆弧与水平线相交
b）圆弧与垂直线相交
O
2）作图解析法 ①将零件按母线分成若干个简单的几何部分；
②求出各简单几何部分的重心至旋转轴的旋转半径r1、r2、 r3……rn；并求出各部分母线长度l1、l2、l3……ln；则其乘积之和lr= l1r1+l2r2+l3r3+……+lnrn；
当零件尺寸标注在外形时
D dD m a0 x .7 5 0 d
D pD m a0 x.7 5 Z0 p
当零件尺寸标注在内形时
dddm in 0.40 d
dpdm in 0.4Z0 p
D0 -Δ
Z /2
D +Δ 0
Z /2
Dp
dp
Dd
a）
零件尺寸标注
dd
b）
对于多次拉深，工序尺寸无需严格要求，凸、凹
（2）凸模圆角半径的确定首次拉深，凸模圆角半径
rp1=（0.7~1.0）rd1 最后一次拉深，凸模圆角半径
r—零件圆角半径。
rpn=r
如果r<t时，则rpn≥t，然后整形。
中间各次拉深，凸模圆角半径
rpi-1=0.5（di-1-di-2t）
式中 di-1，di—各工序的外径（mm）。

从拉深工序的工艺要素分析叉车发动机罩拉延模

序的几项工艺要素全面分析机罩拉延模，以借鉴其设计的成功之处。
也越来越重要。而构成叉车车身、驾驶室、覆
盖发动机与底盘的薄板覆盖件就成为其个性化最有力的彰显武器。覆盖件既是封闭薄壳
状的受力零件，又是外观装饰性零件，不仅要满足结构上的功能要求，还要满足表面装饰的美观要求。因此覆盖件是工程机械生产制
坯
１・３
维普资讯
叉技圆啊车术
料直径）。当数值小于ｌ５时，。稳定性差，必须用压边圈；当数值在１５～．间时，．２０之压边圈可用可不用；当数值大于２０，．时则可以
完全不考虑压边圈。
置，大小不随压力机行程而变化。
２３工艺补充面．
为了弥补零件在拉延工艺上的缺陷，需
要在零件本体部分以外增添必要的材料，如
将原覆盖件上的窗口填平，口部分连接成开
封闭形状，无凸缘的增加压料面，这些增添的
００。７由于ｔ／Ｄ×１０＜＜１５稳定性很差，０．，必
须要用压边圈。
模具的压边圈安装在设备顶出杆上，从
顶出缸获取压边力。压边力属于刚性压边装
低。部位３所示大圆弧的弧线线比较接近于直线，处直线部位相同。这样布置拉深筋，增
从一般冲压件中分离出来，为一种特殊的作

第四讲拉深模工作部分计算跟拉深工艺设计-

思考题
1、无凸缘和有凸缘拉深工艺的主要区别是什么？
2、多次拉深中每次的拉深高度在实际生产中如何控制？
第四章拉深工艺与拉深模设计
无压料一次拉深成形的凹模结构
a）圆弧形 b)锥形 c）渐开线形 d）等切面形
第四章拉深工艺与拉深模设计
无压料多次拉深的凸、凹模结构
第四章拉深工艺与拉深模设计
有压料多次拉深的凸、凹模结构
5．拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径应满足：
≥ｔ，Ｒ≥2ｔ，ｒ≥3ｔ。否则，应增加整形工序。
第四章拉深工艺与拉深模设计
6．拉深件不能同时标注内外形尺寸；带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准。
带台阶拉深件的尺寸标注
第四章拉深工艺与拉深模设计
四、拉深件的材料
第四章拉深工艺与拉深模设计
二、拉深模间隙
一般采用单边间隙Z 表示。 1.无压料圈的拉深模
末次拉深或精密拉深件：中间各次或不太精密的拉深件： 2.有压料圈的拉深模
按表4-21决定。 3. 精度要求较高的拉深零件
Ｚ＝（0.9～0.95）ｔ
负间隙拉深
第四章拉深工艺与拉深模设计
三、凸、凹模的结构
1. 不用压料的拉深模凸、凹模结构 1 不用压料的一次拉深成形时所用的凹模结构形式 2 无压料多次拉深的凸、凹模结构 2.有压料的拉深模凸、凹模结构
壁部划伤
模具不光滑；润滑剂不干净
第四章拉深工艺与拉深模设计
2、因板料拉深变形本质决定，不易解决
质量问题起皱或破裂
原因和解决措施拉深变形太大或材料强度原因，
采用多次拉深或换用材料
拉深凸耳拉深弹复
材料流动各向异性，可留出修边余量零件的弹性变形，选用屈强比小的材料。

基于UG NX2的汽车覆盖件拉深件设计

不仅决定了零件能否成形，而且在很大程度上影响着零件质量的好坏。因此，工艺补充面的设计一定要合
理、优良。工艺补充面应考虑以下四方面的要求：）（１
Ｎ２Ｘ软件本身的曲面造型功能来实现。该功能主要集成在【ｎｅ】十ＦｅｒｅｔｅＩｓｔ＿【ｒＦｏＦａｒ】和【ｄ】ｒｅｍｕＥｉｔ【ｒｒｅｔｅＦｅＦｏＦａｒ】级联菜单下。例如，采用扫描ｅｍｕ【ｗｐ】、Ｓｅｔ法边界【ｏｎａｙ法和延展【ｘｎｉ】Ｂｕｄｒ】Ｅｔｓｎ法ｅｏ
孑等工序来确定拉深方向；６有利于防止表面缺陷，Ｌ（）
尽量避免产生拉延冲击线、线偏移等成形缺陷。
由于ＵＸ软件本身没有直接选定拉深方向ＧＮ２
的功能，因此我们只能凭借以往经验先选定一个拉深方向，然后再结合ＵＸ软件的一些功能来确定拉ＧＮ２
臀
２０．ｏ０６Ｎ．６３总０期
基于ＵＸＧＮ２的汽车覆盖件拉深件设计
苏锡继王雷刚黄瑶
江苏大学材料科学与工程学院
江苏镇江２２１１０３
摘要：根据汽车覆盖件工艺设计特点。总结了汽车覆盖件拉深件设计的基本原则，包括冲压方向、工艺补充面、压料面及拉深筋等设计原则。介绍了如何利用ＵＧ软件进行拉深件设计的方法。
防止毛坯起皱
放整圈域间断的１深槛或１３条拉 — 条拉深筋
圆角和直线都有筋时。筋高可不同
增加径向拉应力。降低切向压应力。在容易起皱的部位设置局部的短筋，

三、双动压力机

2、双动机械压力机
双动机械压力机有一个外滑块和一个内滑块。外滑块上固定压料圈，作压料用；内滑块上固定凸模，进行拉深。外滑块一般由连杆机构来实现其运动。如DN1000／4000双动压力机的外滑块的运动机构简图如图2—57所示，曲柄1转动时，依次通过由杆件1、 2、 3组成的曲柄摇杆机构、由杆件4、 5、 6组成的双摇杆机构和由杆件7、8、 9组成摇杆滑块机构，使外滑块9按照一定规律上下移动。图2—58是双动压力机内、外滑块的行程曲线图。可以看出，外滑块先于内滑块向下运动，到达其下死点将毛坯压紧，然后保持不动。此时内滑块相继下行，到达外滑块下死点处开始进行拉深，直到内滑块到下死点时拉深结束。拉深结束后内滑块首先上升，而外滑块还在其下死点停留一段时间后才上升。外滑块上升的速度较快，在内滑块到达上死点时外滑块又已开始向下运动了。拉深滑块（内滑块）与单动压力机相同。
2、覆盖件的冲压工序
车身覆盖件的形状复杂、尺寸大，因此一般不可能在一道冲压工序中直接获得。有的需要十几道工序才能获得，最少的也要三道工序（例如，下料——成形——修边）。覆盖件冲压的基本工序有：落料、拉深、修边、翻边和冲孔。根据需要和可能性可以将一些工序合并，如修边冲孔、修边翻边等。
落料工序是为了获得拉深工序所需的毛坯外形。如果拉深毛坯外形接近于矩形，也可省去此道工序。
图2-59
2-8 车身覆盖件冲压工艺
一、车身覆盖件的特点车身覆盖件是指汽车车身内、外表面的蒙皮零件。与一般冲压件相比较，覆盖件在结构上和质量要求上有其独特之处，在冲压工艺、冲模设计和冲模制造工艺上也有其独自的特点。因此，覆盖件可以作为一类特殊的冲压件来研究。
覆盖件主要具有以下特点：
1)形状复杂大多数覆盖件都是由复杂的空间曲面组成，有轴对称的(以汽车中心线为对称轴)形状，也有非对称的形状。为了获得空气动力特性好的车身外形，覆盖件应当具有连续的空间曲面形状，拐角处和各曲面的交接处常常是圆滑过渡。由于艺术造型的需要，往往在一些曲面上还加有棱线和装饰性结构，使覆盖件的形状更加复杂。