模具新技术

模具新技术作业

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目录

1.绪论 (1)

1.1拉延件设计 (1)

1.1.1 拉延件的冲压方向 (1)

1.1.2压料面的确定 (4)

1.2DFE/BSE的概述 (5)

2.DFE 冲压模面 (7)

2.1冲压方向选择 (7)

2.2压料面设计 (7)

2.3工艺补充面设计 (8)

2.4负角检测 (8)

2.5采用BSE进行初始毛坯外形设计 (9)

2.6基于DFE进行拉延件设计的基本流程 (9)

3.结论与体会 (10)

参考文献 (11)

1.绪论

1.1拉延件设计

拉深亦称拉延或者引伸，拉延筋是其工艺补充的一个重要组成部分。在拉延生产中，拉延件的最后成形质量在很大程度上取决于对材料流动性的控制。[1]覆盖件拉延件设计是覆盖件冲压工艺设计的重要内容，不仅关系到模具调试的难易，更直接影响制造周期、成本、冲压件质量乃至全工序的成败。[2]覆盖件拉延模型面设计的主要功能是确保冲压成形顺利和产品成形质量。为实现这一功能，必须合理设计冲压方向、压料面形式、工艺补充面形式和尺寸以及拉延筋等工艺要素。为提高型面设计质量和效率，针对型面设计对设计人员经验依赖性强的特点，基于对一类覆盖件模具型面实例的分析，归纳出了构成工艺要素的共同设计特点，建立了型面模板。[3]在覆盖拉延件要领设计中 , 工艺专家的设计经验往往是定性的、模糊的, 很难通过交谈、问卷调查等形式进行系统的提取, 尤其是难以量化, 因此制约了工艺设计专家系统性能的提高。结合覆盖拉延件的成形特点和设计习惯, 利用人工神经网络的方法.[4]

1.1.1 拉延件的冲压方向

覆盖件的拉延件设计，首要是确定冲压方向。冲压方向的确定是拉延工序设计中的重要参数。它表示拉深件在模具中的空间位置，它不但决定能否拉延出合格的覆盖件，而且影响到工艺补充部分的多

少、压料面的形状以及拉延后各个工序（如整形、修边、翻边等）的设计方案。[5]确定拉延冲压方向，应满足如下几方面的要求。

（1）保证拉延件凸模能够顺利进入拉延凹模，不应出现凸模接触不到的死区，所有需拉延的部位要在一次冲压中完成。

（2）拉延开始时，凸模和毛料的接触面积要大，避免点接触，接触部位应处于冲模中心，以保证成型时材料不致窜动。

（3）压料应尽量保证毛料平放，压料面各部位进料阻力应均匀。拉延深度均匀，拉入角相等，才能有效地保证进料阻力均匀。

图5（a）中凸模两侧的拉入角心可能作到基本一致，使两侧进料阻力保持均衡。凸模表面同时接触毛料和点要多而分散，并尽可能分布均匀，防止成型过程中毛料窜动，如图1（b）所示。当凸模和毛料为点接触时，应适当增加接触面积，如图1（c）所示，以防止应力集中造成局部破裂。

图1 冲压方向的选择

如果有反成型，且反成型有直壁部分，则冲压方向实际由反成型的位置决定。

覆盖件成形中往往需要在压边圈与凹模表面设置拉延筋以改善成形工艺，提高成形质量。拉延筋能够增加变形阻力，控制材料流动，增加板料成形时的拉伸量，以便于在较大范围内控制变形区毛坯的变形大小和分布，抑制破裂、起皱、面畸变等冲压质量问题的产生。[6]

以往的覆盖件拉延工艺设计积累了许多经验，但由于覆盖件造型复杂，用手工凭经验设计工艺补充效率十分低下，且存在诸多缺点。[7] 当冲压方向和覆盖件在汽车上的坐标关系完全一致时，则覆盖件各点的坐标数值可以直接用在模具上。当冲压方向和覆盖件在汽车上的坐标关系有改变时，则覆盖件各点的坐标数值应该进行转换计算方可用在模具上。如果只改变一个坐标线时，且拉延方向是以垂直于覆盖件对称面的轴进行旋转来确定的，则平行于对称面的坐标是不需转换计算的。可见，冲压方向和汽车坐标完全一致，能够带来很多方便。汽车覆盖件模具具有形状复杂，外形尺寸大，刚度要求高，表面质量要求高，采用薄壁厢式结构，以及成本高等特点。一个汽车覆盖件零件，往往需要经过拉延、修边、冲孔、翻边、整形等多道工序才能完成，其中拉延成形是制造覆盖件的关键变形方式。[8]汽车覆盖件拉延工序设计被称为薄板冲压成形领域的设计“黑箱”问题,而拉延模型面设计是其中的核心内容。由于设计因素的复杂多样性,该工作目前主要依靠专家的经验知识完成,对设计结果只能进行定性的分析。[9]汽车覆盖件与一般冲压件相比, 具有材料薄、形状复杂、结构尺寸和表面质量要求高等特点。生产汽车覆盖件一般要用拉延模、修边模和翻边模。其中, 拉延模是最重要的, 拉延模是决定汽车覆盖件成形质量的关键工艺装备。拉延模的型面设计就是拉延件的设计, 拉延件设计的好坏, 直接决定了拉延模的设计质量。[10]

1.1.2压料面的确定

覆盖件拉延成形的压料面形状是保证拉延过程中材料下破不裂和顺利成型的首要条件，确定压料面形状应满足如下要求。

（1）有利于降低拉延深度。平压料面夺料效果最佳（见图2），但为了降低拉延深度，常使压料面形成一定的倾斜角。

图2 拉延模的压料面

1—凸模 2—凹模 3—压料圈

（2）压料面应保证凸模对毛料有一定程度的拉延效应。压料圈和凸模的形状应保持一定的几何关系，使毛料在拉延过程中始终处于紧张状态，并能平稳渐次地紧帖凸模，不允许有多余的产生皱纹。为此，必须满足下列条件（见图3，图4）。

图3 压料面展开长度比凸模表面展开长度短

图4 压料面形状（前围外盖板）

1l l > αβ>

式中 l ——凸模展开长度； 1l ——压料面展开长度；

α——凸模表面夹角； β——压料面表面夹角。

还要注意 有些拉延件虽然压料面展开长度比凸模短，但在拉延过程中，每一瞬间这种关系不能维持，发生压料面展开长度比凸模长的瞬间，就会形成皱纹，并最后留在拉延件上而无法消除（见图5）。

图5 凸模从开始拉延到最后的过程中，四个瞬间位置形成皱纹的情况

（3）压料面平滑光顺有利于毛料往凹模型腔内流动。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。压料面和冲压方向的夹角大于90o ，会增加进料阻力，也是不可取的。

1.2DFE/BSE 的概述

BSE(板料尺寸计算)模块:采用一步法求解器，可以方便地将产品展开，从而得到合理的落料尺寸。 DFE （模面设计）模块:DYNAFORM 的DFE 模块可以从零件的几何形状进行模具设计，包括压料面与工艺