第六章大型覆盖件成形工艺及模具设计
模具设计与制造第6章弯曲工艺与模具设计
06
总结与展望
弯曲工艺与模具设计的现状与挑战
现状
随着制造业的快速发展，弯曲工艺与模具设计在产品制造中占据重要地位。目前，弯曲工艺与模具设 计已经取得了长足进步，能够满足多种复杂形状的加工需求。
挑战
然而，在弯曲工艺与模具设计过程中，仍存在一些挑战，如高精度控制、复杂曲面加工、高效自动化 等方面的问题。
未来发展方向与技术前沿
柔性制造技术
随着个性化需求的增加，柔性制造技术将成为未 来发展的重点。通过柔性制造技术，可以实现快 速、高效、个性化的产品制造，提高生产效率和 降低成本。
增材制造技术
增材制造技术是一种基于数字模型的快速成型技 术，能够实现复杂形状的高精度加工。未来，增 材制造技术有望在弯曲工艺与模具设计中发挥更 大的作用。
模具材料的选择蚀性等。
常用材料
碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、铸铁等。
材料处理
热处理、表面处理等。
模具设计的流程与方法
设计流程
明确设计任务→收集设计资料→设计 出图→审查→修改。
设计方法
经验设计法、解析设计法、计算机辅 助设计法等。
04
弯曲工艺与模具设计的关系
THANK YOU
模具设计对弯曲工艺的影响
模具结构
模具的结构对弯曲工艺的实施具 有重要影响，合理的模具结构可 以提高弯曲效率并降低不良品率。
模具材料
模具材料的选取直接影响弯曲工艺 的效果，选用高强度、耐磨和耐热 的材料可以提高模具的使用寿命和 弯曲质量。
冷却系统
模具中的冷却系统对于控制弯曲过 程中的温度至关重要，合理的冷却 系统设计可以减少热应力，提高产 品质量。
02
弯曲工艺的基本原理
弯曲变形的过程与特点
非轴对称曲面-大型覆盖件的成形
拉深肋（槛）的布置:
在变形程度大、径向拉应力也大的圆角处，可 不设或少设拉深肋（槛）；
直边处设拉深槛或1～3 条拉深肋，增大变形阻力， 调整进料阻力和进料量。
(2)将零件的边缘按形状特点和需要进行展 开，决定切边方向和定位形式。
(3)建立零件的展开边缘与压料面之间的工 艺补充部分。
(四)拉深肋(槛)
为使覆盖件成形时凹模孔口内的材料获得一定 程度的胀形变形，避免产生皱折，常用拉深肋 (槛) 控制毛坯各段流入凹模的阻力，亦即调整 毛坯各段的径向拉应力。
二、冲压工艺要点
(一)冲压方向
(1)保证凸模能将工件上需成形的部位在一次冲 压中完成，不允许有凸模接触不到的死角或死 区。
（2）冲压深度尽量相同，并保证压料面各部位 进料阻力大小均匀。
(3)保证冲压开始时凸模与毛坯有良好的接触状态，
即：凸模两侧的包容角尽可能做到基本一致α≈β，
使从两侧拉入凹模的材料保持均匀(图a)，凸模同
非轴对称曲面— 大型覆盖件的成形
一、成形特点
大型覆盖件的成形是胀形与拉深的复合。
在成形过程中，毛坯各部分会出现由防 皱压边力和拉深肋(槛)等约束引起附加拉 应力，此外，由于成形的形状复杂，因 此材料内部的应力、应变状态也很复杂。
硬化指数n和伸长率δ大的材料，有助于 材料变形均匀化，可减少局部变薄和增 大变形程度，对防止拉裂是有利的。
压料面可以是平面、单曲面或曲率半径很小的 双曲面。压料面形状和位置应有利于凹模内材 料产生一定的伸长变形；同时还要考虑毛坯定 位的稳定、可靠和送料与取件的方便。
(三)工件形状设计
设计工艺补充部分的设计步骤：
(1)填补零件上所有的孔洞，在局部变形程度较大 的地方开工艺切口或工艺孔以释放变形过程中 过大的拉应力，防止破裂。
第六章 大型覆盖件成形工艺及模具设计
图6.1.4 拉深方向确定实例
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《冲冲 压压工工艺艺与及模模具具设设计计助》学课件
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
②有利于降低拉深件的深度。 拉深深度太深,会增加拉深成形的难度,容易产生破裂、起 皱等质量问题；拉深深度太浅,则会使材料在成形过程中得不 到较大的塑性变形，覆盖件刚度得不到加强。
③尽量使拉深深度差最小。 以减小材料流动和变形分布的不均匀性（如图6.1.5）。
④保证凸模开始拉深时与拉深毛坯有良好的接触状态。 开始拉深时凸模与拉深毛坯的接触面积要大，接触面应尽 量靠近冲模中心（如图6.1.6）。
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《冲冲 压压工工艺艺与及模模具具设设计计助》学课件
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
2.压料面的设计
压料面是工艺补充部分组成的一个重要部分，即凹模 圆角半径以外的部分。压料面的形状不但要保证压料面上 的材料不皱，而且应尽量造成凸模下的材料能下凹以降低 拉深深度，更重要的是要保证拉入凹模里的材料不皱不裂。 因此，压料面形状应由平面、圆柱面、双曲面等可展面组 成，如图6.2.12、6.2.13所示。
覆盖件成形的特点：
覆盖件的主要冲压工序有:落料、拉深、校形、修边、 切断、翻边、冲孔等。其中最关键的工序是拉深工序。
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《冲冲 压压工工艺艺与及模模具具设设计计助》学课件
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
6.1覆盖件的结构特征与成形特点
6.1.1覆盖件的结构特征（如图6.1.1）
汽车覆盖件冲压成形技术教学课件ppt作者李雅第6章
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
6.3 生产技术准备 6.3.1 铸件的准备
覆盖件冲模的铸件大多用实型铸造法生产。
芯骨准备 制造 模型 制造 芯盒 浇冒口准备 型砂准备 芯砂准备 砂箱准备 涂料准备 制芯 造型 合箱 浇注 清砂 打麿浇口 清铲飞边 铸件 传 统 砂 型 铸 造
实 型 铸 造
涂料及烘干 制造EPSS模型 造型 浇注
清砂 铸件 打麿浇口
浇冒口组合
图6-1 实型铸造与普通铸造工艺过程示意图
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
6.3 生产技术准备 6.3.1 铸件的准备
模具铸件生产流程
图6-2泡沫塑料模型加工方法
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
6.3 生产技术准备
6.3 生产技术准备
6.3.2模型和样板的制造 1.主模型
塑料层的配方 配方比例（重量 比） 原材料 粘结剂 增塑剂 增充剂 固化剂 环氧树脂 （6101） 邻苯二甲酸 二丁酯 —— 苯甲二胺 塑料 面层 100 12 滑石 粉80 20 塑料底 层 100 20 玻璃布 若干 20 各成分混合搅拌均匀，固 化剂在使用前加入 配制方法
图6-8凸模与压边圈的加工尺寸
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
6.4拉深模的制造
图6-9 拉深凸模机加工过程
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
图6-9 拉深压边圈机加工过程
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
图6-11 拉深凹模机加工过程
第6章 汽车覆盖件冲压模具的制造与调试
6.4拉深模的制造
6.4 拉深模的制造 6.4.6 装拉深筋
(5)拉深筋允许分段连接，但连接处的接合面必须紧密无 间隙，而且应做成一定斜角(避免垂直缝相接)。 (6)锯、磨螺钉头上的工艺部分，与拉深筋光滑连接。 (7)修磨拉深筋的端头，与压料面均匀平滑过渡。
6_2 覆盖件冲压成形工艺设计
第六章大型覆盖件成形工艺及模具设计6.2 覆盖件冲压成形工艺设计6.2.1 确定冲压方向覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工序，确定冲压方向应从拉深工序开始，然后制定以后的冲压方向。
应尽量将各工序的冲压方向设计成一致，这样可使覆盖件在流水线生产过程中不需要进行翻转流水线作业，减轻操作人员的劳动强度，提高生产效率，也有利于模具制造。
有些左右对称且轮廓尺寸不大的覆盖件，采取左右件整体冲压的方法对成形更有利。
1. 拉深方向的确定拉深方向的确定，不但决定了能否拉深出满意的覆盖件，而且影响到工艺补充部分的多少，以及后续工案。
拉深方向的确定原则是：覆盖件本身有对称面的，其拉深方向是以垂直于对称面的轴进行旋转来确定的称的覆盖件是绕汽车位置相互垂直的两个坐标面进行旋转来确定拉深方向的。
前者平行于对称面的坐标线是的，后者的拉深方向确定后其投影关系改变较大。
经过确定拉深方向后，其坐标相互关系完全不改变的拉深为处于汽车位置，其坐标关系有改变的拉深方向称为处于非汽车位置。
此外，确定拉深方向必须考虑以下几问题（1）保证凸模与凹模的工作面的所有部位能够接触为保证能将制件一次拉成，不应有凸模接触不到的死角或死区，要保证凸模与凹模的工作面的所有部位接触。
这类问题主要在局部形状成凹形或有反拉深的某些覆盖件成形时容易出现，此时覆盖件本身的凹形和的要求决定了拉深方向。
图 6.2.1所示为覆盖件的凹形决定了拉深方向的示意图，图6.2.1a所示的拉深方凸模不能进入凹模拉深,图6.2.1b所示为同一覆盖件经旋转一定角度后所确定的拉深方向使凸模能够进入凹深。
图6.2.2所示为覆盖件的反拉深决定了拉深方向的示意图。
但有时满足上述要求时，还会出现其它问题，如凸模开始拉深时与材料接触面积小，或过多地增加了工部分而使材料的消耗增加。
这时应从整个形状的拉深条件考虑，可先将覆盖件凹形或反拉深部分给予恰当的在拉深以后的适当工序中再整回来，使之符合覆盖件图和主模型的要求。
第六章大型覆盖件的成形工艺及模具设计方案复习题答案()
第六章大型覆盖件的成形工艺及模具设计复习题答案填空题和一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄，形状复杂、多为空间曲面且曲面间有较高的连接要求、尺寸结构较大、表面质量要求高、刚性好等特点。
覆盖件零件的主要成形特点是：成形工序多，包括拉深、胀形、弯曲等复合成形；主要的成形障碍是：起皱和拉裂；一般在双动压力机上进行等。
对于形状比较简单，变形比较容易的零件，或零件的相对厚度较大的零件，一般采用平面压边装置就可以有效的防止拉深时的起皱。
对于形状复杂、变形比较困难的零件，则需要通过设置合理的工艺补充面和拉深筋等方法才能有效的防止起皱。
覆盖件的修边是指将拉深件修边线以外的部分切掉。
当需要在覆盖件上压制深度较大的突包时，为了利于材料的流动，往往采用冲工艺孔或工艺切口的措施。
在拉深变形程度大、径向拉应力也较大的圆弧曲线的部位上，可以不设或少设拉深筋。
在拉深变形程度小、径向拉应力也较小的直线部位或曲率较小的曲线部位上，要多设拉深筋。
问答题汽车上的哪些件是覆盖件？汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门的内外板、发动机盖、水箱、行李箱盖等零件都属于覆盖件。
覆盖件的成形工序有哪些？覆盖件的成形一般要经过落料、拉深、修边、翻边、冲孔等多道工序才能完成。
拉深、修边和翻边是最基本的工序，其中拉深工序是比较关键的一道工序，它直接影响产品质量、材料利用率、生产效率和制造成本。
大型覆盖件零件有何特点?大型覆盖件零件具有表面质量要求高<光滑、美观）、刚性好、轮廓尺寸大、形状复杂等特点。
大型覆盖件零件的拉深有何特点？<1）零件可由拉深系数来确定拉深次数和工序尺寸。
但大型覆盖零件大多数都是由复杂的空间曲面组成，在拉深时毛坯在模具内的变形甚为复杂，各处应力都不相同，因此，不能按一般拉深那样用拉深系数来判断和计算它的拉深次数和拉深变形量。
目前，一般都是采用类比的方法，经生产调整确定，并且大型覆盖件的拉深一般都是在双动<或三动）压力机上一次拉深成形。
汽车覆盖件模具设计
覆盖件冲压工艺方案制定又称工法设计，简称DL设计。工法图也称DL图。
覆盖件的主要冲压工序有： 落料、拉延、整形、修边、切断、翻边、冲孔等，其中最关键的工序是拉延
工序。绝大多数覆盖件通过拉延工序得到全部或部分形状。确定拉延工艺方案是 覆盖件冲压分析的第一步。
汽车覆盖件模具设计 ppt 课件
工艺分析的概念
绝大多数覆盖件由3到5套模具冲压得到，即3到5道冲压工序 ，以下是常见 的几种工序排布方案：
1、拉延（DR）→修边冲孔（TR+PI）→整形（RST） 2、拉延（DR） →修边冲孔（TR+PI） →整形（翻边）（RST）→整形 （侧整、侧修、侧修）（RST+CTR+CPI） 3、落料（BL）→拉延（DR） →修边冲孔（TR+PI） →整形）（RST） → 整形）（RST）
顶盖前横梁没有翻边，形状不复杂，不需要整形。其有两处翻孔，翻孔的工 艺应考虑为先冲孔再翻孔。综上所述，顶盖前横梁应有三道工序：拉延→修边冲 孔→翻孔。考虑到冲孔较多，如果在第二序修边时冲完所有的孔，模具设计有困 难，上模没有足够的空间来布置弹簧、导板、限位螺栓等，模具强度弱，所以应 移一部分孔到3/3工序。
中文 废料 基准侧 公差 CAD数据 刃口间隙 让空 冲压 粗加工 下模重量 上模重量 总重量 冲压方向 送料行程 双凸轮 水平凸轮
英文 UPPER DIE BASE MATCH FACE TRIM STEEL FL UP FL DOWN MATERIAL FINISH CONCAVE CONVEX DIE HEIGHT FEED LEVEL PUNCH RETAINER START POINT PART DRAWING CHECKING FIXTURE
汽车覆盖件成形工艺与模具设计(2012)
(2)分块大小要适当 分块太小，会给组件的装配 带来困难，也会影响整体车型的美观；分块太大，会 增加成形的难度。
(3)分块线应合理 分块线应与外部造型线 相适应；应避免在圆弧面上；分界面相邻分块应 有相近材料厚度和钢号，以保证焊接质量。
汽车车身设计流程
高层行政决策人员 总工程师 概念 设计 外形设计 1：3或1：5 油泥模型或者 数字模型
2.1 覆盖件成形工艺特点和分类
1）工艺特点 （1）属复合成形工序 除拉深工序外，还包括有 胀形、弯曲和翻边等其它工序。
某轿车后备舱外板
（2） 一次成形 由复杂空间曲面组成，变形 复杂，各处应力很不均匀，要求一次工序完成 。
某轿车中底板
（3）拉深筋（槛）布臵 表面起伏大，深度不 等，曲率小，压料面积相对较小。成形时，材料 流动速率不一致。工艺决策时，要合理布臵拉深 筋或拉深槛。
小外凸圆弧
3
1）不设拉深筋 2）相邻筋的位 置应与凸圆弧 保持夹角关系
位置序号
形状 小内凹圆 弧
4
要求 将两相邻侧面挤 过来的多控制材料流速
布置方法 1）沿凹模口不设 筋 2）在离凹模口较 远处设置两条短 筋
根据直线长短 设置1～3条拉深 筋（长则多设， 并呈塔形分布； 短则少设）
凸模与毛坯接触状态
b.保证凸模与成形部位完全贴合 需要成形部位在一次成形中完成， 没有凸模 接触不到的死区。 c.减小成形深度，使深度变化平缓
（2）分型面 如图所示,分型面有两种：平面结构 和曲面结构。前者深度悬殊大，坯料不易均匀进入 凹模；后者可降低成形深度，材料流动速度较一致。 生产中，曲面结构较为普遍。
某轿车顶盖板
（4）设臵工艺补充面 无法从原零件图找到完全 封闭的压料基准面。所以，工艺补充面的构造是进行 覆盖件工艺设计的一个重要方面。
大型覆盖零件的成形
(c)为当凸模与坯料为点接触 增大它们的相互接触面积。
(d)凸模在开始拉深成形零件 接触位置应靠近凸模中心线 料被均匀地拉人凹模腔内。
③尽量减小拉深深度，井使成形深度尽可能均匀：
拉深凹模内的鼓包必须低于坯料的压边面
返2
鼓 包
（2）工艺补充面:
(6)覆盖件上的孔一般应在零件成形之后冲出，以防预先冲制的 孔在成形过程中发生变形。
(7)覆盖件成形的压边圈形状设计，应以使材料不发生皱折、翘 曲等质量问题为原则，保证压边面材料变形流动顺利。并保 证坯料定位的稳定、可靠和送料、取件的方便、安全。
(8)覆盖件在主成形工序之后，一般为翻边、修边等工序，在成
浅拉深成形零件的成形极限仍为材料的拉伸破裂，但凸缘 材料起皱并不像深拉深那样成为变形的主要障碍，变形区材 料的应力应变分析、合理成形方案的制订等可参考深拉深成 形的分析方法。
2)成形分类:
以冲件上易破裂或起皱部位主要变形方式为依据,并根据成形
件外形特征、变形量大小、变形特点以及对材料性能的不同要求 分为五类：
2.1理念表达： 效果图
2.2内部设计：
内厢效果图
➢ 1/5油泥模型
3.1
1/5油泥模型
3.2
1:1油泥模型
4.测量阶段
三维坐标测量
使用三维坐标测量仪。将模型放在测量台上，
测出它表面上足够多点的空间三维坐标，用这些数
据就可以在电脑中建立三维模型。把测量出的数据
为大中型测量以及 扩大测量范围 ； 利用误 差保证软件保证空间误差 ；适合于大型模具及汽车 部品测量。
形工艺设计时，应充分考虑为后续翻边、修边等工序提供良 好的工艺条件。
大型覆盖件模具设计大作业
作业1---大型覆盖件成型工艺及模具作业内容：针对下列行业，查阅公开出版的文献资料。
经过阅读、理解后，就下列内容进行综述：∙该行业使用的覆盖件材料现状、用途和典型产品；∙覆盖件成型模具的典型结构及生产现状；∙覆盖件成型模具设计、制造方法和步骤；∙覆盖件成型过程中可能出现的问题及解决办法；∙覆盖件成型新材料、新方法、新工艺及应用前景展望。
行业：航天、工程机械、航空、家电、造船、兵器、汽车、电站锅炉、管道、仪器仪表题目的选取：按照点名册顺序，1~5（其余顺序相同）分别选择上述每两个行业中任选1个行业撰写综述报告。
报告的撰写要求：∙采用A4纸打印或者手写；如果打印，正文字体为5号字，行距1.25倍；∙作业的页数为3-5页(包括封面)，不得超过5页；∙至少阅读3篇文章，并综述其实验方法和结果，文字精炼；不能全文抄袭或者拷贝，如果报告有自己阅读心得和思考内容，则加分，本次大作业分数占平时成绩的20%；∙参考文献按照下页的格式来写；∙独立完成，不得互相抄袭，发现后抄袭者和被抄袭者该作业成绩均按照0分计算。
如何获取资料：∙互联网是获取资料的首选，也可以到图书馆的现刊阅览室和过刊阅览室查看∙模具制造领域的国内外期刊杂志：－图书馆、互联网∙《现代模具》、《汽车与配件》、《金属加工世界》、《CAD/CAM与制造业信息化》、《机械工程学报》、《模具与设备》等；∙论文集、专利－图书馆、互联网截止时间：本次作业截至上交时间为：2011.6.5。
封面及参考文献格式：《冲压工艺及模具设计》大作业大型覆盖件成型工艺及模具姓名：阮茜茜班级：成型082成绩：参考文献格式1 林来兴. 空间控制技术. 宇航出版社, 1992:25~422 J. R. McDonnell, D. Wagen. Evolving Recurrent Perceptions for Time-Series Modeling.IEEE Trans. on Neural Networks. 1994,5(1):24~383 X.Yao. Evolutionary Artifitial Neural Networks. J. Of Neural Systems. 1993, (4): 203~2224 谌颖. 空间最优交会控制理论与方法研究. 哈尔滨工业大学博士论文. 1992:8~135 S. Niwa, M. Suzuki and K. Kimura. Electrical Shock Absorber for Docking System Space.IEEE International Workshop on Intelligent Motion Control, Bogazici University, 1990, Istenbul: 825~8306 吴葳, 洪炳熔. 自由浮游空间机器人捕捉目标的运动规划研究. 中国第五届机器人学术会议论文集. 哈尔滨, 1997:75~80…………注意：西文文献中第一个词和每个实词的第一个字母大写，余者小写；俄文文献名第一个词和专有名词的第一个字母大写，余者小写；日文文献中的汉字须用日文汉字，不得用中文汉字、简化汉字代替。
第6章覆盖件成形工艺与模具设计
门框 门内板加强板
门边板
门内板 门锁加强板 门外板加强板
门外板
门铰链
防撞杆
23
冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计 顶盖
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冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计 车身内板件
焊接白车身总成（除了外板的侧围、顶盖）
25
冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计 发动机舱总成
翼子板（左、右两件）
12
冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计 机盖外板
13
冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
机盖内板
14
冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
发动机盖外板
锁扣加强板
发动机盖锁扣
冲压工艺与模具设计
发动机盖内板 铰链加强板
铰链
车身构成
车 身 外 覆 盖 冲 压 件
7
冲压工艺与模具设计
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
发动机盖
白车身本体
行李箱盖
车身构成
前保险杠支架
前拖钩
前翼子板
前门
冲压工艺与模具设计
后门 8
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
顶盖 前顶梁 白车身本体
中顶梁
后顶梁 后尾板
前围上板
冲压工艺与模具设计
车身构成
后围板 侧围
水箱架
前纵梁
冲压工艺与模具设计
坑道加强板
前围下板
前地板 地板纵梁
后地板 后地板横梁
中地板 后纵梁 地板过渡板 座椅支撑梁 门槛内板
覆盖件工艺与模具
精加工余量确定
根据粗加工后的尺寸和模具精度要求，确定精 加工余量。
精加工Байду номын сангаас艺制定
制定合理的精加工工艺，包括加工顺序、切削参数等。
模具装配与调试
装配准备
核对各零件的尺寸和精度，确保符合设计要求。
装配过程
按照设计要求，将各零件组装在一起，形成完整的模具。
调试过程
对装配好的模具进行试模，检查模具的工作性能和制件质量，对 存在的问题进行修正和调整。
02
覆盖件模具设计
模具材料选择
钢材
钢材是常用的模具材料，具有高 强度、耐磨性和韧性，适用于各 种复杂形状的覆盖件模具。
硬质合金
硬质合金具有高硬度、高耐磨性 和良好的耐热性，适用于高精度、 高寿命的覆盖件模具。
陶瓷材料
陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、 高耐热性和化学稳定性，适用于 特殊要求的覆盖件模具。
模具精度控制
加工工艺
采用先进的加工工艺和设 备，确保模具型腔的精度 和表面质量。
热处理
通过合理的热处理工艺， 提高模具材料的硬度和耐 磨性，保证模具长期使用 不易变形。
检测与校正
采用高精度的检测设备对 模具进行检测与校正，确 保模具精度符合要求。
模具热处理与表面处理
热处理
根据模具材料和工艺要求，选择合适 的热处理工艺，提高模具的硬度和耐 磨性。
在使用阶段，需要定期对模具进行检 查和维护，以确保其正常运转和使用 寿命。
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模具结构设计
01
02
03
模具布局
根据产品特点和生产工艺 要求，合理安排模具的布 局，确保模具结构的紧凑 性和操作的方便性。
浇注系统
第章汽车覆盖件成形工艺及模具设计方案
第六章汽车覆盖件成形工艺及模具设计6.1 覆盖件的结构特征与成形特点6.2 覆盖件冲压成形工艺设计6.3 覆盖件成形模具的典型结构和主要零件的设计覆盖件主要指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室和车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发动机盖、水箱盖、行李箱盖等<图6.0.1）。
由于覆盖件的结构尺寸较大，所以也称为大型覆盖件。
除汽车外，拖拉机、摩托车、部分燃气灶面等也有覆盖件。
和一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、多为空间曲面且曲面间有较高的连接要求、结构尺寸较大、表面质量要求高、刚性好等特点。
所以覆盖件在冲压工艺制定、冲模设计和模具制造上难度都较大，并具有其独自的特点。
a>b>图6.0.1轿车覆盖件图a> 轿车覆盖件组合图 b>轿车部分覆盖件分解图汽车覆盖件冲压成形工艺相对一般零件的冲压工艺更复杂,所需要考虑的问题也更多,一般需要多道冲压工序才能完成。
常用的主要冲压工序有:落料、拉深、校形、修边、切断、翻边、冲孔等。
其中最关键的工序是拉深工序。
在拉深工序中，毛坯变形复杂，其成形性质已不是简单的拉深成形，而是拉深与胀形同时存在的复合成形。
然而，拉深成形受到多方面因素的影响，仅按覆盖件零件本身的形状尺寸设计工艺不能实现拉深成形，必须在此基础上进行工艺补充形成合理的压料面形状、选择合理的拉深方向、合理的毛坯形状和尺寸、冲压工艺参数等。
因为工艺补充量、压料面形状的确定、冲压方向的选择直接关系到拉深件的质量,甚至关系到冲压拉深成形的成败.可以称为是汽车覆盖件冲压成形的核心技术,标志着冲压成形工艺设计的水平。
如果拉深件设计不好或冲压工艺设计不合理，就会在拉深过程中出现冲压件的破裂、起皱、折叠、面畸变等质量问题。
在制定冲压工艺流程时，要根据具体冲压零件的各项质量要求来考虑工序的安排，以最合理的工序分工保证零件质量，如把最优先保证的质量项的相关工序安排到最后一道工序。
11 项目七 大型覆盖模设计
本项目以汽车左右车门外蒙皮、汽车后围板为载体，训练学生正确设计覆盖件冲 压工艺及覆盖模的能力。
7.2 工作过程
覆盖件冲压工艺及覆盖模设计工作过程 与冲裁工艺及模具设计工作过程基本相同， 但覆盖件冲压工艺及覆盖模设计比冲裁工 艺及模具设计要复杂得多，尤其是其工艺 设计。覆盖件冲压工艺及覆盖模设计典型 工作过程为：覆盖件工艺性分析→分析冲 压工艺性并确定冲压工艺方案→冲压工艺 设计→确定冲压力并选择冲压设备→设计 模具总装图→ 设计模具零件图→设计冲压 工艺文件。
材料消耗和对材料性能的要求。覆盖件的冲压性能关键在于拉延的可能性和可靠性， 即拉延的工艺性。而拉延工艺性的好坏主要取决于覆盖件形状的复杂程度；拉延件 的确定对拉延工艺性也有很大关系，如确定其冲压方向、工艺补充部分及压料面形 状。如果覆盖件能够进行拉延，则对于拉延以后的工序，仅仅是确定工序数和安排 工序之间的先后次序问题。
2、尺寸和形状应符合覆盖件图和汽车主模型 覆盖件形状多为空间曲面。覆盖件图仅标注出覆盖件的外轮廓尺寸，只能表示
一些主要的投影尺寸，不可能将覆盖件所有相关点的空间位置都表示出来。因此覆 盖件图限制覆盖件外轮廓个别点的尺寸以及孔、窗口、局部凸包和其它类似部分的 尺寸，过渡部分的尺寸则依据主模型，主模型是覆盖件图必要的补充。主模型给出 了覆盖件形状、尺寸的完整、详细的信息。目前计算机辅助设计、辅助制造、辅助 工程（CAD/CAM/CAE）技术已开始应用到汽车制造业，因此，主模型正被数学模 型所取代。
均
多料 材料在模具型腔内的不均匀流动
局部大的线长差造成的多料（1F、5A、5B） 材料在模腔内的压印、压字等成形部位附
近的不均匀流入（3B）
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汽车覆盖件的冲压成形分类以零件上易破裂或起皱 部位材料的主要变形方式为依据,并根据成形零件的外形 特征、变形量大小、变形特点以及对材料性能的不同要求,
可将汽车覆盖件冲压成形分为五类:深拉深成形类、胀形 拉深成形类、浅拉深成形类、弯曲成形类和翻边成形类。
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凹模,造成零件右下部的a区成为“死区”,不能成形出所要求 的形状。选择冲压方向B后,则可以使凸模全部进人凹模,成 形出零件的全部形状。图6.1.4b)是按拉深件底部的反成形 部分最有利干成形面确定的拉深方向,若改变拉深方向则不 能保证90°角。
图6.1.4 拉深方向确定实例
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
6.1.4覆盖件的主要成形障及其防止措施
由于覆盖件形状复杂，多为非轴对称、非回转体的复杂
曲面形状零件，因而决定了拉深时的变形不均匀，所以拉深 时的起皱和开裂是主要成形障碍。
1.起皱及防皱措施 原因： 覆盖件的拉深过程中，当板料与凸模刚开始接触，板面
内就会产生压应力，随着拉深的进行，当压应力超过允许值 时，板料就会失稳起皱(如图6.1.2)。
覆盖件成形的特点：
覆盖件的主要冲压工序有:落料、拉深、校形、修边、 切断、翻边、冲孔等。其中最关键的工序是拉深工序。
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
6.1覆盖件的结构特征与成形特点
6.1.1覆盖件的结构特征（如图6.1.1）
和一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、 多为空间曲面且曲面间有较高的连接要求、结构尺寸较大、 表面质量要求高、刚性好等特点。
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
②有利于降低拉深件的深度。 拉深深度太深,会增加拉深成形的难度,容易产生破裂、起 皱等质量问题；拉深深度太浅,则会使材料在成形过程中得不 到较大的塑性变形，覆盖件刚度得不到加强。
③尽量使拉深深度差最小。 以减小材料流动和变形分布的不均匀性（如图6.1.5）。
④保证凸模开始拉深时与拉深毛坯有良好的接触状态。 开始拉深时凸模与拉深毛坯的接触面积要大，接触面应尽 量靠近冲模中心（如图6.1.6）。
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
(1) 覆盖件的结构上，可采取的措施有： 各圆角半径最好大一些、曲面形状在拉深方向的实际深度 应浅一些、各处深度均匀一些、形状尽量简单且变化尽量平缓 一些等。 (2)拉深工艺方面，可采取的主要措施有： 拉深方向尽量使凸模与坯料的接触面积大、合理的压料面 形状和压边力使压料面各部位阻力均匀适度、降低拉延深度、 开工艺孔和工艺切口等 （如图6.1.3）。 (3)模具设计上 可采取设计合理的拉深筋、采用较大的模具圆角、使凸模 与凹模间隙合理等措施。
第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
概述 6.1覆盖件的结构特征与成形特点 6.2覆盖件冲压成形设计工艺
6.3覆盖件成形模具的典型结构和主要零件 的设计
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覆盖件的含义：
覆盖件主要指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室和 车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发 动机盖、水箱盖、行李箱盖等。由于覆盖件的结构尺寸较 大，所以也称为大型覆盖件。
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
图6.1.3工艺孔和工艺切口
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
6. 2覆盖件冲压成形工艺设计
6.2.1确定冲压方向
覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工序， 确定冲压方向应从拉深工序开始，然后制定以后各工序的冲 压方向。应尽量将各工序的冲压方向设计成一致。 1.拉深方向的选择
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
(a)
(b)
(c)
(d)
图6.1.1 覆盖件的基本形状
(a)法兰形状；(b) 轮廓形状；(c) 侧壁形状；(d) 底部形状
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
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2.开裂及防裂措施 原因： 是由于局部拉应力过大造成的，由于局部拉应力过大导
致局部大的胀形变形而开裂。 位置: 开裂主要发生在圆角部位，开裂部位的厚度变薄很大如
凸模与坯料的接触面积过小、拉深阻力过大等都有可能导致 材料局部胀形变形过大而开裂 。
防裂措施： 为了防止开裂，应从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设 计多方面采取相应的措施。
防皱措施： 解决的办法是增加工艺补充材料或设置拉深筋。
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
图6.1.2 覆盖件拉深过程示意图 a) 坯料放入；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
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6.1.2覆盖件的成形特点
1.成形工序多：拉深为关键工序； 2.拉深是复合成形 ：常采用一次拉深； 3.拉深时变形不均匀：工艺补充、拉深筋； 4.大而稳定的压边力：双动压床； 5.高强度、高质量、抗腐蚀的钢板； 6. 覆盖件图样和主模型为依据。
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计
(1)拉深冲压方向对拉深成形的影响 (2)拉深方向选择的原则 ①保证能将拉深件的所有空间形状（包括棱线、肋条、 和鼓包等）一次拉深出来，不应有凸模接触不到的死角或死 区。
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第6章 汽车覆盖件成形工艺及模具设计 如图6.1.4a),若选择冲压方向A，则凸模不能全部进人