汽车覆盖件模具设计3-第3章 顶盖前横梁拉延模设计-思考题参考答案
汽车覆盖件拉伸起皱开裂及控制.答案
汽车覆盖件拉延起皱开裂的影响因素及控制措施1 引言以车身覆盖件为代表的冲压零件多由复杂的空间自由曲面组成,其成形时坯料上各部分的变形状态比较复杂，差别较大，各处应力也很不均匀，常出现破裂、起皱、波纹、扭曲、松弛、瘪塘等质量缺陷.使得汽车覆盖件成为板料成形领域最难成形的零件。
有的浅复杂曲面零件，因在拉深过程拉深变形不充分而起皱，而且造成刚性不足。
为了防止起皱、增加刚性，可采取措施使压料面的材料减少流动或基本不动。
在这种情况下，零件的成形主要是依靠材料的局部变薄而成形的。
故其拉深变形特点基本上与局部变薄拉深相似.有的零件由于在同一平面上拉深的深度不一致又不对称，沿周边各处变形不均匀，以致发生起皱和拉裂现象。
为了控制拉深过程中材料流动均匀、变形充分而又不出现起皱和拉裂，在冲压上采用的措施基本上是开流和限流。
开流就是在需要材料流动的地方减小阻力，使其顺利流动，以避免材料变薄甚至开裂。
限流就是在不需求材料流动的地方加大阻力，限制其流动，以免多余的材料产生波浪而发生起皱.开流和限流的目的，都是为了合理控制板料流动，改善覆盖件成形时的力学条件,促使材料各处的变形均匀一致,保证坯料在拉延过程中不起皱，不破裂，提高零件的成形性.拉延件的工艺性是编制覆盖件冲压工艺首先要考虑的问题，只有设计出一个合理的、工艺性好的拉延件，才能保证在拉延过程中不起皱、不开裂或少起皱、少开裂。
在设计拉延件时不但要考虑冲压方向、压料面形状、拉伸筋的形状等可变量的设计，还要合理地增加工艺补充部分.各可变量设计之间又有相辅相成的关系，如何协调各变量的关系，是成形技术的关键，要使之不但满足该工序的拉延，还要满足该工序冲模设计和制造工艺的需要，并给下道修边、翻边工序创造有利条件。
2 拉延方向的选择在车身覆盖件的工序设计中，拉延方向的选择为第一步，也是关键的一步。
它不但影响拉延时板料的流动和模具结构的设计，决定能否拉出合格的拉延件,而且影响到拉延件深度、压料面形状、工艺补充部分的设计甚至直接影响到后工序。
湖北汽车工业学院汽车覆盖件模具课后习题
湖北汽车⼯业学院汽车覆盖件模具课后习题第2章：1、简要说明落料模具与修边模具的区别。
落料模具冲裁冲出的是所需⼯序件，均为垂直冲裁。
修边模具是去除⼯艺废料，有垂直修边和侧修边。
2、覆盖件常⽤⼯序名及简称。
成形⼯序：拉延（DR-平直板件变曲⾯，由凸模底部材料延伸形成）、成形（FO-变形⼯序总称）、整形（RST-改变局部形状尺⼨达到指定精度）、翻边（FL）、翻孔（BUR）。
分离⼯序：落料（BL-平直⽑坯沿着轮廓线分离）、冲孔（PC或PI-将⼯序件的废料沿着封闭轮廓线分离）、修边（TR-将成形⼯序件的⼯艺补充部分去除的⼯序）、分切（SEP-将⼀件⼯序件分成⼏对⼯序件）。
切断（CUT）、压弯（BND）、斜楔（CAM）、卷边（CU）、包边（HEM）、预备（PRE）、侧冲孔（CPI）、侧修边（CTR）、侧整形（CRST）、侧翻边（CFL）、级进模（PRO）、多⼯位（TRA）3、覆盖件⽚体UG-CATIA转换。
UG导出igs⽚体（step实体）CATIA直接打开，CATIA保存为igs UG新建prt后导⼊模型。
4、顶盖前横梁⼆维⼯法图包含的内容主要有哪些。
⼆维⼯法图包含各⼯序⼯作内容拆分，所有⼯序的具体冲压⼯艺。
图纸包含三视图、典型截⾯剖视图、各⼯序的⼯序简图、产品略图、修边废料流向图、拉延顶杆布置图、标题栏、加⼯基准、⼯程作⽤线、各⼯序⼯件旋转⾓度。
各⼯序内容：1）落料⼯序⼯艺排样，冲裁⼒⼤⼩，压⼒机选择，材料利⽤率，定位⽅式，送料⽅式。
2）拉延或成形⼯序冲压⽅向，送料、取料⽅向；定位⽅式；成形⼒⼤⼩和压⼒机选择；制件中⼼、模具中⼼、ＣＨ孔（合模基准孔）、ＣＰ点（模具检查点）的选择，到底标记（ＤＭ）或左右件标记；拉延模⾯的选择，压料⾯形状；拉延筋布置、尺⼨、到修边线的距离；拉延⾼度选择，拔模斜度确认；顶杆孔布置与压⼒机的匹配；材料利⽤率。
3）修边冲孔或侧冲⼯序冲压⽅向选择，送料、取料⽅向；定位⽅式；冲裁⼒⼤⼩和压⼒机的选择；废料切断⼑布置图及废料是否易落，废料切断⼑是否需要偏移⾓度，废料切断⼑的强度；修边轮廓线的标⽰；侧冲位置及⽅向的表⽰；冲孔⾓度的确认；废料切断⼑⼯作⽰意图及尺⼨标注。
汽车覆盖件模具设计2-第2章 顶盖前横梁工法设计-思考题参考答案
第2章顶盖前横梁工法设计思考题参考答案1.简要说明落料模与修边模有什么区别。
答：落料模将平直的毛坯沿一定的轮廓线分离的冲压工序。
修边将拉延或成形工序件的工艺补充部分去除的冲压工序。
它有时为翻边和整形的前道工序，也称切边。
修边轮廓是复杂的三维曲线，落料轮廓是平面轮廓，另外一般修边模有侧向力，上下模要增加导板来导向，而全周落料模没有侧向力，不需增加导板来导向。
2 .说出覆盖件常用工序的中文名称和简称。
3 .如何对覆盖件（片体）三维数据在UG和CA TIA软件之间进行转换？答：（1）UG转CATIA把UG格式的文件打开后，用导出IGS（或STEP）格式命令生成一个IGS（或STEP）文件。
然后用CATIA软件直接打开此IGS（或STEP）文件，并命名存盘。
（2）CATIA转UG把CATIA格式的文件打开后，用另存为IGS（或STEP）命令生成一个IGS（或STEP）格式的文件。
然后打开UG软件，新建文件并给出文件名，导入此IGS（或STEP）文件，保存文件。
4 .顶盖前横梁二维工法图中包含的内容主要有哪些？答：顶盖前横梁二维工法图应表达的主要内容如下:（1）拉延工序冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；压机的选择；制件中心、模具中心、CH 孔、到底标记或左右标记；3D拉延模面的造型选择，压料面形状；拉延筋的布置及拉延筋尺寸以拉延筋到修边线的距离；拉顶杆孔的布置与压机的匹配等（2）修边冲孔或侧冲工序冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；冲压机的选择；废料刀布置图修边轮廓线的标识；废料刀工作示意图及尺寸标注等5 .拉延筋在板件成形中起什么作用？答：拉延筋对改变阻力、调整进料速度和防止起皱具有明显的效果:（1）增加局部区域的进料阻力，使整个拉延件进料速度达到平衡状态。
（2）加大拉延成形的内应力数值，增大进料阻力，提高覆盖件的刚性。
（3）加大径向拉应力，减少切向压应力，延缓或防止起皱。
（4）降低压料要求，提高拉延稳定性。
第三章 拉延件设计-1
覆盖件的分类平的或基本平的底，或是小台阶的底
变形、应力比较均匀，成形表面塑性变形程度较大，只要材料合格或模具技术状态良好，一般不会破裂
制件各处应力，变形很不均匀，大部分区域已充分个别区域尚有变形不足的状态
大台阶的（如油底壳等）；
部位材料较均匀地向凹模内流入
凸模展开长度>压料面展开长度
10-3. 工艺补充部分的设计
二、工艺补充设计原则
2.简化拉深件结构形状原则
3-7. 工艺补充部分的设计
10-3. 工艺补充部分的设计
二、工艺补充设计原则
2.简化拉深件结构形状原则
3-6. 工艺补充部分的设计
二、工艺补充设计原则
3.保证良好的塑性变形条件
4.外工艺补充部分尽量小
5.对后工序有利原则
6.双件拉伸工艺补充
3-6. 工艺补充部分的设计
3-6. 工艺补充部分的设计
四、常见工艺补充各部分的作用和尺寸
A：底面，从工件的修边线到凸模圆角
、拉深筋的布置原则
其中，
R2=2.5
预冲工艺孔拉延车门外板
３-7. 工艺孔及工艺切口
（2）工艺切口。
工艺切口一
般在拉延过程中切出，
废料不分离，和拉延件
一起退出模具。
工艺切
口的最佳冲制时间是在
反拉延成型到最深，即
将产生破裂的时刻，这
样可以充分利用材料的
塑性，使反拉延成型最
需要材料补充的时候能
够获得所需要的材料（
见图1-14）。
工艺切口
也要由试冲决定。
窗口反拉延、切两个工艺孔。
汽车覆盖件数值模拟与拉延模设计
汽车覆盖件数值模拟与拉延模设计汽车覆盖件(简称覆盖件)是指覆盖汽车发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄钢板异形体的表面零件(外覆盖件)和(内部零件),与一般冲压件相比较,具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大、表面质量要求高及生产成本高等特点。
在覆盖件的冲压工艺设计、模具设模具制造工艺上，也具有独自的特点【1】，一般需要经过多道工序(如拉延、冲孔修边、翻边、整形等)才能完成。
在其整个生产中，拉延成形则是一道关键的工序，而决定拉延成败和工件质量的，则是拉延成形的模具。
以前采取单件压制，生产效率、材料利用率和设备利用率均比较低。
将拉延工艺作了改进，采用中心对称一模两件的方法重新设计和制模，大大提高了设备利用率和生产效率[2]。
1冲压工艺分析（1）rember冲压工艺rember零件的材料为cr340，板料厚度为1mm, 抗拉强度750 mpa，延伸率16% 。
零件的结构外形如图1所示。
该零件的结构复杂，需要经过多道工序才能完成，根据该工件的工艺分析，工艺路线为：落料→拉延→冲孔、修边→cam修边→翻制→冲孔、分离。
具体工序图如图2所示。
该零件局部成形较多,是冲孔、拉延和翻边、修边复合的结果。
在拉延过程中，采用一模两件对称方式进行拉延，为保证能将拉延件的全部空间形状一次拉延出来，不应有凸模接触不到的“死区”，即既要保证凸模能全部进入，尽量使拉延深度差最小，以减小材料流动性和变形分布的不均匀性。
工艺补充是拉延工艺不可缺少的部分，但工艺补充部分应尽量减少，以提高材料的利用率。
工艺补充部分除考虑拉延工艺和压料面的需要外，还要考虑修边和翻边工序的要求。
该工件的工艺补充面和垂直修边线如图3所示：（2）拉延仿真结果与成形性分析。
拉延仿真选用的材料与上面相同，板坯尺寸为920mm×200mm,摩擦系数为0.1，压边力初定为95kn，冲头速度5000mm/s，在定义好模具各部分运动和边界条件后，提交工作到ls-dyna进行计算。
汽车覆盖件模具设计3-第3章顶盖前横梁拉延模设计-思考题参考答案
汽车覆盖件模具设计3-第3章顶盖前横梁拉延模设计-思考题参考答案第3章顶盖前横梁拉延模设计思考题参考答案1.拉延模的工作部分为哪三部分？答：拉延模的工作部分为凸模、凹模和压边圈2.当材料厚度不大于1.5 mm且强度不高时，拉延模的工作部分常用材料有哪些？答：当板材厚度不超过1.5mm且不是高强度钢板时，拉延模工作部分用铸件，如MoCr铸铁、GM241、GM246、QT600等。
3.拉延模下模顶杆孔布置的原则有哪些？答：拉延模下模顶杆孔布置的原则：1）顶杆在气垫下死点时不应高出下工作台面。
2）顶杆接杆长度小于200 mm，可与压边圈一体铸出。
使用寿命≥30 万次的模具，顶杆承接面不允许为铸铁基体材料，应使用顶杆垫块。
3）工作顶杆应尽量全部使用。
4）顶杆位置尽量靠近分模线。
因此有可能要偏心布置，即模具中心与机械中心不重合。
4.说出到底垫块的常见外形尺寸和材料。
答：它的外径D有￠50、￠60、￠70、￠80四种，材料为45钢。
5.为什么拉延模会出现模具中心与冲压机床中心不重合的情况？答：拉延模设计时，顶杆孔应尽量靠近分模线，为此会出现模具中心与机床中心不重合的情况。
6.说说平衡块布置的原则。
答：平衡块布置的原则:1）平衡块应布置在工作型面之外，平衡块凸台边缘到压边圈工作型面之间的间距不小于30 mm。
其目的是保持数控加工时凸台与工作型面之间有一个安全距离。
2）相邻平衡块之间间距一般为300～500 mm，对小型模具来说间距取小一点，大型模具可适当大一点。
3）手工送料时，平衡块不能防碍进出料。
7.说说压边圈上定位器的设计过程。
答：压边圈上定位器的设计过程:（1）创建定位器。
（2）从压边圈本体上去掉与定位器干涉部分。
（3）做出压边圈上定位器安装凸台。
（4）在凹模上做出定位器的避让。
8.说出几种常见小型导板的尺寸规格。
答：如38x100、48x100、58x100、75x100、75x200等。
9.说出压边圈内导向布置原则。
汽车覆盖件模具试题-参考答案
考试题一．填空题: (每题2分)1.2.3.Cr12MoV/SKD114.5.6.冲压件常见的缺陷有：开裂、起皱、波浪不平、叠料、毛刺、塌角、拉伤、回弹、扭曲，形状不符、孔位变形及错位等。
7.8.拉延模工作部分材质及热处理要求:及料厚小于1.2mm1.2mm的高强度使用材料热处理9.修边模刀块材质及热处理要求：(1) 1.2mm的高强度使用材料为,(2) 及料厚料厚大于等于1.2mm的高强度使用材料,10.拉延模平衡块一般每11.拉延模压边圈与凸模初始导向,中小模具大于12.模具到底时导柱伸出导套10 mm以上.13.,其接触长度不能小于50 mm，冲压开始时，必须是整个导滑面长14.斜楔滑块导向部分长度L与滑块宽B的比为：L/B大于1/3。
15.当模具有导板和导柱导套导向时, 导板有效接20 mm以上时, 导柱导套才开始工作,16.模具存放时导板有效接触30mm左右, 导柱入导套效接接触不超过20mm。
17.18.加工时应预留装夹用的19.20.)高宽比修边,翻边镶块(钢件)高宽比21.22.23.如果孔的大小为Φ13±0.1，位置度公差要求为，那么检测销的大小为：Φ11.9。
24.零件与检具体的间隙一般都是留3mm间隙，如果差为通端大25.在汽车车身焊接过程中，比较常用的焊接方式有哪两种：二氧化碳气体保护焊和电阻焊（点焊）。
26.夹具气路图中的气源处理元件一般为三联件，他的作用是：调节气压，控制气缸的夹紧速度。
二.问答题:1.冲压工艺设计时要注意的重要方面？(7分) P120成形难度分析冲压方向的确定送料方向的确定工序间的定位拉深毛坯形状修边废料的分块成双冲压复合工序冲模联合安装2.工艺补充的设计原则？(7) P89内孔封补充原则简化拉深件结构形状原则保证良好的塑性变形条件外工艺补充部分尽量小对后工序有利原则3.冲压方向确定的原则？(5) P82保证凸模能全部进入凹模，不应有负角，拉伸件的全部空间形状尽量一次成形出来。
汽车覆盖件模具设计4-第4章 顶盖前横梁修边冲孔模设计-思考题参考答案
第4章顶盖前横梁修边冲孔模思考题参考答案1.汽车覆盖件修边冲孔模修边凸模、修边凹模一般使用什么材料？热处理方面有什么要求？答：修边凸模所用材料一般为铸造空冷钢（7CrSiMnMoV）或Cr12MoV，在覆盖件料厚不大于1.5 mm且不是高强度钢的情况下，其修边凸模用铸造空冷钢（7CrSiMnMoV），反之，多使用Cr12MoV。
前者刃口火焰热处理HRC53～58，后者刃口真空热处理HRC58～62。
2.试画出两种典型汽车覆盖件修边冲孔模废料刀结构图答：当废料形状型面是平直形状时采用图a结构，反之则多用b结构a）废料形状简单时 b）废料形状复杂时图4-17 废料刀结构3.汽车覆盖件修边冲孔模工作到底时，凹模型面线与凸模型面线、废料刀有何关系？请画出三者关系示意图。
答：不大于1.5 mm的工件，凹模型面线低于凸模型面线8mm。
凹模型面线与凸模型面线、废料刀关系示意图4.大型汽车覆盖件修边冲孔模压料板如何进行限位？安全限位的行程和工作限位的行程相差多少？答：对于汽车覆盖件修边冲孔模，应使用侧销来限位，常用的是4个工作限位用侧销和两个安全侧销。
安全限位比工作限位行程大15 mm或20 mm。
5.一个规格为SWM 50-200的中载弹簧压缩50 mm能产生多大的力？一个规格为SWL 50-200的轻载弹簧压缩50 mm能产生多大的力？答：7.8*50=390 kgf6.说出几种覆盖件修边冲孔模中非标凸模的固定方式。
答：非标冲头的类型7.说出带肩凸模A-PHDL 16-90-P13.0-W8.2的各外形尺寸。
答：固定部分直径为16 mm，凸模长度为16 mm，刃口为长的（19 mm）,刃口尺寸为13.0 mm*8.2 mm（长方形），材料为粉末高速钢。
8.按凸模标准画出下列凸模外形：A-SPEL 20-90-P18.1-W8.4；SHDL 25-90-P18.8-W10.1;SPAS 16-80-P14.1；SPAL 10-90-P7.1.答：参看图4-68 三住标准带肩凸模和表4-21。
某汽车车型顶盖拉延模具设计 (设计)
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1 绪论 (5)1.1汽车覆盖件模具 (5)1.1.1汽车覆盖件模具的特点和要求 (5)1.1.2 汽车覆盖件模具发展现状与趋势 (6)1.2基于UG的覆盖件模具设计 (7)1.2.1 UG软件的功能 (7)1.2.2 UG在覆盖件模具中的应用及问题 (8)1.3本课题的研究意义 (8)2 汽车顶盖冲压工艺设计要求 (10)2.1DL信息的获取 (10)2.2拉延模具设计总体要求 (10)2.2.1 整体结构选择 (10)2.2.2 拉延模设计要求 (11)2.3计算 (12)2.3.1 拉延力的计算 (12)2.3.2 压料力计算 (13)2.3.3 总冲压力计算 (13)2.4材料选择 (13)2.5本章小结 (14)3 汽车顶盖拉延模的三维造型 (15)3.1汽车顶盖的三维造型 (15)3.1.1DL图预处理过程 (15)3.1.2拉伸实体 (15)3.1.3修剪 (15)3.1.4导板选择 (16)3.2压边圈的三维造型 (17)3.3下模座的三维造型 (19)3.4上模座的三维造型 (21)3.5装配 (21)3.6本章小节 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)某车型顶盖拉延模具设计摘要:本文以汽车顶盖为实例，具体分析了其成形特点，找出汽车覆盖件冲压件成形的共性。
其中说明了汽车覆盖件的成形特点和覆盖件拉深模具设计的基本原则，提出了包括冲压方向、工艺补充面等设计的常用方法。
此次，直接用三维造型软件UG构造出覆盖件模具的三维实体模型,完成了覆盖件的模具设计，更真实地反映了模具零件之间的装配关系，减少了实际模具设计带来的一些问题和时间。
汽车覆盖件模具设计
第一部分 拉延模
三 拉延模的导向 1.压料圈和凸模的导向 压料圈和凸模的导向又可分为两种：内导和外导 （1）外导（看实物图）
第一部分 拉延模
三 拉延模的导向
1.压料圈和凸模的导向
（2）内导（看实物图）
导向
第一部分 拉延模
2.凹模（上模）和压料圈的导向
三 拉延模的导向 （4）内导向的设置原则
① 导板的位置选定
第一部分 拉延模
三 拉延模的导向 （4）内导向的设置原则
② 导板面原则上与中心线平行
第一部分 拉延模
三 拉延模的导向 （4）内导向的设置原则
③ 导向面长度选定 t1+t2≥0.2×t
第一部分 拉延模
三 拉延模的导向 （4）内导向的设置原则
。
第一部分 拉延模
三 拉延模的导向
（3）外导、内导优缺点的对比
导向方式 优缺点
外导
内导
优点 缺点
1.加工简便 2.对细长零件有利
将模具增大
1.可使模具变小 2.比较容易保证同凸模 的配合精度
1.当分体凸模时，需要 螺钉、柱销固定，因此， 当压料圈上加有侧向力 时较为不利
2.加工比外导向困难
第一部分 拉延模
5.拉延槽:与上模拉延筋相配合,控制料片 的流动速度.
拉延槽
拉延筋
第一部分 拉延模
6.定位装置（有标准件和非标件两种） • 经常使用的有导轮挡料板、左右挡料板、挡料板、投入检测
开关。
左右挡料 板
投入检 测开关
导轮挡料板
挡料板
第一部分 拉延模
定 位 让 位
定 位 位 置
汽车覆盖件模具设计 第1章 汽车覆盖件与覆盖件模具
所在位置：工艺设计 > 模具结构
发动机盖内板拉延模实体图
拉延模结构
发动机罩机盖内板拉延模装配图
发动机盖内板拉延模上模（凹模）
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所在位置：工艺设计 > 模具结构
发动机盖内板拉延模实体图
拉延模结构
发动机机盖内板拉延模下模 1-导板 2-压边圈 3-托料架 4-平衡块 5-定位器 6-下模座 7-安全防护板 8-铸入式起重棒
缩颈
Necking
NEK
英
23
弯曲
Bend
BE
文
24
侧冲孔
CAM Piercing
CAMPI或CAMPRC
对
25
包边
Hemming
HEM
照
26
弯曲整形
Flange AND Restricting FL RST
表
27
落料、冲孔
Blank AND Piercing
BL+PRC
28
剪边、冲孔
Trimming AND Piercing TR+PRC
中
8
修边
Shaving
英
9
引伸
Draw
文
10 再引伸
Redraw
对
11 成形
Form
照
12 辗制成形
Roll-form
表
13 伸展抽制成形 Stretch-draw forming
14 整形
Restricting
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略写
SH BL CUT NOT PI 或 PRC TR SEP SHV DR RDR FO RO-FO S.D.F RST
某型汽车覆盖件——框前板拉延模设计
某型汽车覆盖件——框前板拉延模设计胡义华;谌炎辉;黄庆高【摘要】拉延是利用利用拉延模具将平板毛坯制成开口空心零件,拉延成形是能否生产出合格零件产品的关键,汽车钣金件的质量好坏在很大程度上受拉延模质量的控制.本文通过分析某型汽车覆盖件——框前板结构特点,根据工厂生产时所使用的冲压设备,确定拉延模结构形式及间隙,进一步进行模具的压料面、凸模、凹模及辅助零件的结构设计.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】3页(P151-153)【关键词】覆盖件;拉延模;设计【作者】胡义华;谌炎辉;黄庆高【作者单位】广西工学院鹿山学院,柳州545616;广西工学院机械工程系,柳州545006;柳州市腾龙汽车配件制造有限公司,柳州545007【正文语种】中文【中图分类】U4721 冲压件的特点该零件是某车型覆盖件——框前板，如图1所示。
材料为BLD（一般用冷轧碳素钢薄板），料厚1.2mm。
由于该覆盖件的形状复杂，是非回转的复杂曲面形状零件，同时该零件非对称导致该覆盖件在拉延时容易起皱和开裂。
图1 框前板零件图2 拉延模具结构形式以及间隙的确定根据使用冲压设备不同，形状简单、拉延深度不大的钣金件一般采用单动压力即来成形。
根据零件特点，适合采用单动拉延模，且根据冲压力的大小采用6300KN油压机参数设计，6300KN油压机属单动压力机，因此拉延模结构为单动拉延模。
拉延模的凸模、凹模和压边圈尺寸大，形状复杂，从成本和效率来来考虑，一般都采用铸造结构，且上、凹模座与工作部分零件整体铸造。
综上所述，拉延模整体结构形式为单动拉延模，凹模、凸模及压边圈为整体铸造铸件，各部分导向采用导板导向，共设置对称导板6个。
拉延模具凸模与凹模之间的间隙选用料厚为间隙。
为防止压料圈与凸模摩擦或碰撞，压料圈与凸模工作部分至少要有1～3mm的间隙。
3 模具主结构的设计3.1 确定模具压料面尺寸压料面的尺寸要比板料尺寸大，这样才能保证压料面能压住整块板料。
汽车顶盖后横梁拉延成形与模具设计
汽车顶盖后横梁拉延成形与模具设计［摘要］汽车顶盖后横梁是汽车中的重要部件，属于覆盖件，其有较高的要求，因此，对汽车后顶盖横梁拉延成形分析及模具设计进行研究有着非常重要的现实意义。
本篇文章，首先对汽车顶盖后横梁拉延成形作了分析，然后对其的拉延模具设计作了简析。
［关键词］汽车顶盖后横梁；拉延成形工艺；模具设计引言汽车顶盖后横梁属于较大的覆盖件且其构成也比较复杂，对其有较高的质量要求，因此，分析其拉延成形和模具设计有着重要的现实意义。
1汽车顶盖后横梁拉延成形分析1.1汽车顶盖后横梁成形工艺简析汽车顶盖后横梁的尺寸一般为九百毫米乘二百毫米乘八十毫米。
应用的材料一般为BLC冷轧钢板。
其经三道工序：拉延、冲孔修边以及整形冲孔成形，适中的深度、较小的尺寸是拉延件结构的特点，仅采用单动拉延模具就可满足拉延件的成形要求。
假是中间部分和边缘部分有高度差存在，且在其试制中拉延件边缘会有不足拉深以及皱起的现象出现的拉深浅覆盖制件。
这就要求在进行模具工艺的优化工作时，要对其参数、润滑以及压边力这三方面的因素有较深层次的考虑。
应该对严重影响模具皱起效果的拉严筋对材料的流动现象加以关注。
1.2汽车顶盖后横梁拉延方向确定冲压工序的后续方案、产品的最终质量以及利用材料效率的高低都是由拉延的方向所决定的。
选择冲压负角最小的方向作为拉深的方向，这可最好的保障：第一，可使毛坯状的板料在与凸模最初始接触中保持最小的相对滑动幅度；第二，拉深板料的时候，可保持板料变形在最大程度上的均匀分布；第三，结束拉延之后，可保持凹摸和凸模的完全贴合[1]。
1.3汽车顶盖后横梁压面料与工艺补充部分的设计采用钣金内部填充工艺与拉深补充工艺将过渡性的材料添加到产品的翻边部分，才能成功拉深出合乎规格的零件，这主要是进行了工艺补充。
进行对存在于拉延部件和压料面间起过渡作用的工艺补充面的设计时，根据产品的具体形状，可对展开翻边的位置和预留切边的空间进行综合性的考虑，为了达到使毛坯拉深条件增大的目的，最终使成形的效果更好，可把零件整体轮廓的修边线向外延展三十毫米到五十毫米不等的距离。
汽车覆盖件模具设计2.2拉延模顶杆布置设计
5. 顶杆垫块（ Pin Block）
知识点
Knowledge Point
安装位置：装于压边圈顶杆凸台下
作用：降低顶杆对压边圈顶杆凸台的磨损
顶杆垫块样式
样式1 两个螺钉固定的圆形顶杆垫块，它 需用到2个M10内六角螺钉，外径D 一般有¢60 mm、¢70 mm等。
样式2 一个螺钉固定的圆形顶杆垫块，中 心用一个M12的内六角螺钉固定。外 径D一般有50 mm、60 mm、70 mm 三个系列。
（a） T型槽断面图（上下工作台同）
（b） 下工作台垫板上顶杆过孔断面图
知识点
Knowledge Point
3. 模具偏心（Die off-centre）
一般情况下，模具中心与机械中心是重合的，但在拉延模设计中有可能出现 模具中心与机械中心不重合的情况，这就是偏心现象。拉延模设计时，顶杆孔应 尽量靠近分模线，为此会出现模具中心与机床中心不重合的情况。这种情况下， 要注意压板槽的位置要与机床中心一致， Y向可以偏心，X向一般不偏心，避免 压板槽布置出错。
一 知识点
Knowledge Point
二 设计步骤 Design Procedure
三 设计指导 Design Guide
知识点
Knowledge Point
1. 顶杆（Pin）的作用 2. 认识冲压设备工作台（Machine Table） 3. 模具偏心（Die off-centre） 4. 顶杆孔（ Pin Hole）布置的原则 5. 顶杆垫块（ Pin Block）
1. 顶杆的作用
知识点
Knowledge Point
顶杆的样式
知识点
Knowledge Point
观看顶杆运动了解其工作状态
汽车覆盖件成形技术第3章
第三章
汽车覆盖件模面设计与仿真建模
按覆盖件轮廓几何形状不同，拉深筋（槛)设置方法如图。 拉深筋（槛）走向与坯料流动方向垂直。
第三章
汽车覆盖件模面设计与仿真建模
第三章
汽车覆盖件模面设计与仿真建模
• 八、覆盖件模面设计总结 • 1、覆盖件模面设计实质是覆盖件拉深模的凹模型面设计 ，也是覆盖件拉深工序件的设计，是由零件、压料面和工 艺补充面三部分构成。 • 2、在合理选择冲压方向的前提下，通过增加工艺补充、 设置拉延筋（槛）改善覆盖件拉深工艺性，保证覆盖件拉深 工序顺利进行，提高拉深件质量。 • 3、压料面设计、工艺补充面和拉深筋（槛）设计都是在 CAE软件平台环境下生成的，但是应遵循各自设计原则。 • 4、CAE驱动的模面设计主要流程。（见前页）
•（3）压料面尽量简单、平滑、光顺，有利于板料向模具 型腔内流动。 压料面上不得有局部的鼓包、凹坑和下陷。 如果压料面是覆盖件本身的凸缘上有凸起和下陷时，应增 加整形工序。
第三章
汽车覆盖件模面设计与仿真建模
平面压料面不但有利于成形，而且 加工也容易，应尽量采用。单曲率 压料面和双曲率压料面多用在拉深 深度较深的拉深模。 • （4）底部有反成形形状时，压 料面必需高于反成形形状最高点 （坯料无法定位、起不到压边作用） •（5）压料面应使后续工序有可靠定位，并考虑送料取件方 便。 •（6）压料面不能在某一方向产生很大的侧向力。
第三章
汽车覆盖件模面设计与仿真建模
• 3、工艺切口（孔）冲制方法 （1）落料时冲制 一般用于局部成形深度较浅的场合。 （2）拉深过程中冲制 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，且以径向伸 长为主，切向伸长变形较小，然后在切工艺孔或切口后会在 切向成为最大变形方向。从而使材料的塑性变形能力得到较 大的发挥，提高成形深度。在拉深过程中冲制，一般是冲工 艺切舌，即冲切材料与本体不分离，可以简化模具结构。 • 4、设置切口（孔）注意的问题 （1）切口与局部凸起周缘形状相适应，使材料合理流动。 （2）切口之间有足够的搭边，使凸模张紧材料，保证成形 效果，避免波纹等缺陷。 （3）切口切断部分在邻近凸起的部位的边缘或易破裂区。 （4）切口的数量应保证凸起部位各处材料变形趋于均匀，防 止裂纹产生。
汽车覆盖件模具设计
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工艺数模的概念
2. 工艺数模各部位名称
4
3 1
2
1
1-拉延筋 2-立面（或称墙面） 3-拉延圆角 4-压料面 5-分模线
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5
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工艺数模设计原则
1. 拉延工艺数模设计应考虑以下几个方面： （1）拉延时的进料条件；
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工艺数模的概念
1. 概念 为了给覆盖件创造一个良好的拉延条件，需要将覆盖件上的窗口填平，开口 部分连接成封闭形状。覆盖件有凸缘的需要平顺改造使之成为有利成型的压料面， 无凸缘的需要增补压料面，这些增添的部分称为工艺补充部分，其与产品数模合 在一起称为工艺数模。
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三、设计步骤
设计常规尺寸范围
立面高度H=15mm 立面角度a=3~15o 拉延圆角Ra=6mm Rb=6mm
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三、设计步骤
合理设计方案示例一
压料面应光滑平整，各处拉延深度不大，因此拉延顺利
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确定方法：使用CAE软件原始数模进行分析时，找到零件重心的坐标值，以此为 依据进行手工调整。 顶盖前横梁的数模基准点坐标为（X900，Y0，Z1150）。
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三、设计步骤
（2）冲压方向确定： ① 该工序的工作内容不能有负角，且工件定位可靠。
② 要考虑后面工序的角度，如拉延之后有修边工序、冲孔工序、翻边工序， 要考虑修边角度、冲孔角度、翻边角度，尽量不用斜楔结构。
汽车外覆盖件DL设计方法-3
（7）各个截面延伸变薄成形之变形程度的均匀化：对于主要由大曲率曲面组成的汽车车身覆盖件，例如前侧车门外板、轿车顶盖等，它们都是浅拉延成形的冲压件，其覆盖件主曲面主要的变形方式不是塑流变形，而是延伸变薄成形。
塑流变形程度的均匀化不能有效解决其覆盖件主曲面变形程度均匀化的问题，因此，要求处理好其汽车车身覆盖件的拉延成形制件各个截面延伸变薄成形之变形程度的均匀化，只有这样才能得到其汽车车身覆盖件的光洁外表曲面。
（图三十七A）是左右后侧门外板合起来拉伸的拉延制件图，它是一个浅拉延成形的冲压件，其覆盖件主曲面主要的变形方式不是塑流变形，而是延伸变薄成形。
从光洁拉延变形必需遵守的规则，我们首先对凸模底部沿周的工艺补充面要作如（图一百零四）b）所示形状的更正。
然后，我们再按（图九十七）和（图九十九）所陈述的原则建立拉延制件的工艺压料面和工艺补充面。
此时，我们只在工艺压料面上设立一圈宽为8至10mm高为4至5mm 的方形拉延筋，其目的是阻止工艺压料面上的变形板材流入凹模內部型面。
最后，我们将凹模口园角半径设立为10至15mm，其目的是有利于凸模底部的变形板材发生延伸变薄成形。
（图三十七A）左右后侧门外板合起来拉伸的拉延制件图在拉延制件的各个方向的横截面上，其工艺补充面的形状和尺寸B、H的选择，除了决定工艺压料面的合理形状之外，还决定了这个横截面的延伸变薄成形的变形量K，即：Lx1 – Lx10Kx1 = ————————× 100%Lx10（图三十七A）注明了拉延制件的各个方向主要横截面上的延伸变薄成形的变形量K x1、K x2、K x3、Kz1、Kz2和Kz3，各个方向主要横截面上的延伸变薄成形的变形量K应该是比较接近，这就是各个截面延伸变薄成形之变形程度的均匀化，是为了得到光洁拉延变形的结果。
同时，各个方向主要横截面上的延伸变薄成形的变形量K最好是5%左右，以便拉延制件中间大曲率曲面能够得到充分的塑性变形，保证了汽车车身覆盖件应具有的尺寸精度和刚性。
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第3章顶盖前横梁拉延模设计
思考题参考答案
1.拉延模的工作部分为哪三部分？
答：拉延模的工作部分为凸模、凹模和压边圈
2.当材料厚度不大于1.5 mm且强度不高时，拉延模的工作部分常用材料有哪些？
答：当板材厚度不超过1.5mm且不是高强度钢板时，拉延模工作部分用铸件，如MoCr铸铁、GM241、GM246、QT600等。
3.拉延模下模顶杆孔布置的原则有哪些？
答：拉延模下模顶杆孔布置的原则：
1）顶杆在气垫下死点时不应高出下工作台面。
2）顶杆接杆长度小于200 mm，可与压边圈一体铸出。
使用寿命≥30 万次的模具，顶杆承接面不允许为铸铁基体材料，应使用顶杆垫块。
3）工作顶杆应尽量全部使用。
4）顶杆位置尽量靠近分模线。
因此有可能要偏心布置，即模具中心与机械中心不重合。
4.说出到底垫块的常见外形尺寸和材料。
答：它的外径D有￠50、￠60、￠70、¢80四种，材料为45钢。
5.为什么拉延模会出现模具中心与冲压机床中心不重合的情况？
答：拉延模设计时，顶杆孔应尽量靠近分模线，为此会出现模具中心与机床中心不重合的情况。
6.说说平衡块布置的原则。
答：平衡块布置的原则:
1）平衡块应布置在工作型面之外，平衡块凸台边缘到压边圈工作型面之间的间距不小于30 mm。
其目的是保持数控加工时凸台与工作型面之间有一个安全距离。
2）相邻平衡块之间间距一般为300～500 mm，对小型模具来说间距取小一点，大型模具可适当大一点。
3）手工送料时，平衡块不能防碍进出料。
7.说说压边圈上定位器的设计过程。
答：压边圈上定位器的设计过程:
（1）创建定位器。
（2）从压边圈本体上去掉与定位器干涉部分。
（3）做出压边圈上定位器安装凸台。
（4）在凹模上做出定位器的避让。
8.说出几种常见小型导板的尺寸规格。
答：如38x100、48x100、58x100、75x100、75x200等。
9.说出压边圈内导向布置原则。
答：压边圈内导向布置原则:
1）内导板的导板安装面应在分模线之外10 mm左右。
2）内导板安装面必须与模具中心线X轴或Y轴线平行。
3）内导板数模与分模线的尺寸有关系，即模具大小决定导板的数量。
10.说说压边圈内导向的设计过程。
答：压边圈内导向的设计过程：
（1）内导板设计。
（2）在下模凸模上做出导板安装面及背托。
（3）做出压边圈对内导板的避让，并做出导滑面。
11.为什么拉延上模应沿分模线布置一周筋条？
答：拉延模上模沿分模线作一圈主筋，这是因为凹模分模线处是受力恶劣的位置，在此处沿周增加主筋厚40mm后，可以确保凹模强度。
12.如何对压边圈进行限位设计？常用的等高套筒有哪几种？
答：压边圈在工作中是上下运动的，其运动距离应受到限制。
为了限制压边圈的顶出行程。
有必要在下模座上（本例即为凸模）设置安全螺栓，保证压边圈顶到最高点时，安全螺栓与压边圈之间还有20 mm的安全空间。
D/mm D2/mm D1/mm L/mm T/mm 对应螺钉
¢20 ¢28 ¢13
计算得出10 M12
¢25 ¢36 ¢17 13 M16
¢32 ¢45 ¢21 16 M20
13.安全防护板有什么作用？
答：压边圈是上下运动的，压边圈在模具外侧的运动存在安全隐患，压边圈与下模座之间应设有安全保护板，防护板高度应保证压料圈在上死点时至少有30 mm的遮盖高度。
这就用到了安全防护板。
安全防护板就是为了遮盖压边圈和下模座之间的空隙的。
14.如何设计拉延模到底标记？
答：到底标记原则上设置于废料处，并放在板料较晚接触的平面部位。
对于表面质量要求较高的外板件，到底标记应设置于非产品处。
零件分左右件时用左右标记销代替到底标记销，用L/R区分，左右标记销是到底标记的特例。
15.拉延模CH孔有什么作用？
答： CH孔的作用是模具研合时，用于制件与模具间的定位。
并且根据定位后的制件来判断该件是否满足要求。
一般一个制件上设置两个定位基准孔，放在对角且距离较远的位置。
16.拉延模下模快速定位有哪几种常见形式？
答：快速定位有多种形式，由客户规定，如左槽右平形式，左槽右槽形式。
17.拉延模上模排气弯管有什么作用？
答：拉延模必须在凸模和凹模的凹角及最后成形墩死部位设置排气孔。
排气孔的大小为¢4 mm 或¢6 mm。
排气孔的数量应尽量多，并设在低凹位置。
上模排气孔还要考虑防灰尘堵塞，应设置排气弯管。
18.为什么要在拉延模上、下模设计弹顶销？
答：为了防止拉延完毕工件包在上模或下模上，为了取件方便，应设计制件顶出装置，一般在上下模工作部分低凹处设置弹性顶料销。
19.什么情况下拉延模压边圈导向采用外导结构？
答：压力圈导向使用外导结构的场合：
（1）细长件拉延凸模布置导板时，导板位置较为紧凑，同时在一定程度上削弱了凸模的强度，此时应考虑四角外导导向。
（2）分模线形状复杂，导板不好布置，压边圈易出现局部悬空时，应考虑四角导向，如翼子板、轮罩外板等零件的拉延模。
（3）制件落差大，压边圈行程大，而模具闭合高度有限制时，也应使用四角导向，这在一定程度可降低模具闭合高度，满足对方技术要求。
（4）如大型零件采用外导结构形式，可缩短模具寸时，减少模具重量时，这时可考虑采用四角外导结构形式。
20.拉延模凸模与下模座分开铸造时，凸模与下模座如何连接？
答：螺钉、圆柱销和键。
21.什么情况下拉延模上下模要增加导柱、导套来导向？
答：当板料周边有切角或拉延件中间有刺破时，要增加导柱、导套来导向。
22.中小型覆盖件一般用哪几种规格的铸入式起重棒？
答：HK42、HK50等。
23.说说拉延模端头设计的原则。
答：拉延模端头设计的原则:
1）上下模导向应考虑防反
2）导板之间距离较大，模具导向越稳定。
3）模具外形尺寸越大，端头宽度就越大。
4）初始导向长度要足够，确保模具下行到成形前30mm以上开始预导向。
5）模具宽度较大时，应用8个导板对上下模进行导向。
24.说说拉延模泡沫实型贴字的内容有哪些？
答：拉延模泡沫实型贴字的内容：
25.说说拉延工艺数模中板料线、分模线在拉延模设计分别起到哪些作用？
答：板料线决定拉延凹模和压边圈的型面范围，板料线是定位器设计的依据，平衡块的外周到板料线至少30 mm。
分模线把凸模和压边圈分开，分模线是拉延模顶杆孔布置的重要依据，也是上下模布置筋条的参考依据，分模线的外形决定压边圈内导板设计思路。