第四章第二节覆盖件成形模具设计
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第二节 覆盖件成形模具的设计
概述
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。
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。
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 。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
工艺孔和工艺切口
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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
(二) 覆盖件冲压成形工艺设计
3.覆盖件的成形特点 1.成形工序多：拉深为关键工序；
落料、拉深、校形、修边、切断、翻边、冲孔等 2.拉深是复合成形 ：常采用一次拉深；
覆盖件的拉深深度不一致，因此其变形往往不仅是 单纯的拉深，而是拉深和胀形，甚至是拉深和胀形、弯 曲等几种变形的组合。 3.拉深时变形不均匀：工艺补充面、拉深筋；
为了使毛坯沿周边产生较为均匀的径向拉应力，使毛 坯中间部位各个方向都产比较均匀的胀形，在拉深时要 增加工艺补充面或在凹模面上加拉深肋等来控制材料的 流向及流速，这样可以防止拉深件的起皱与拉裂。 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. 覆盖件图样和主模第四型章第为二节依覆盖据件成。形模具设计
第四章第二节覆盖件成形模具设计
拉深筋在零件周边上的布置，应该根据零件的几何形状 和变形的特点决定，在拉深变形程度大，因而径向拉应力 也较大的圆弧曲线部位上，可以不设或少设拉深筋；在拉 深变形小，因而径向拉应力也小的直线部位上或曲率较小 的曲线部位上要合理布置拉深筋，使压料面的进料阻力均 匀。
在布置拉深筋时，还要注意到不对称零件的平衡问题。 当拉深件沿周边其拉深深度相差较大时，在深的部位可不 设拉深筋，而在浅的部位要设拉深筋，这样可以防止由于 不均匀单向进料而被拉偏的现象。
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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
如图a),若选择冲压方向A，则凸模不能全部进人凹模,
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,
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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
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：
第四章第二节覆盖件成形模具设计
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) 压第型四章；第f二)节覆下盖件止成点形模；具设g计) 卸载
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)法兰形状；(b) 轮第四廓章第形二状节覆；盖件(成c)形模侧具设壁计形状；(d) 底部形状
2.覆盖件的成形分类 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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
拉深深第四度章第与二节拉覆盖深件成方形模向具设计
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。
a)
b)
c)
d)
凸模开始拉第深四章时第二与节覆拉盖件深成形毛模具坯设计的接触状态示意图
第四章第二节覆盖件成形模具设计
第四章第二节覆盖件成形模具设计
5.覆盖件的主要成形障碍及其防止措施 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Hale Waihona Puke Baidu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
成形出零件的全部形状。
拉深方向确定实例 图b)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,若改变拉第深四章方第二向节覆则盖件不成形能模具保设计证90°角。
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。
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。
防皱措施： 解决的办法是增加工艺补充材料或设置拉深筋。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
（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
4.覆盖件的拉深方法 l)不能用拉深系数来判断它的拉深次数和拉深的难易程度， 一般希望一次拉深成功，甚至采用双动或三动压力机。 2) 对原材料的力学性能、金相组织、化学成分、表面粗 糙度和厚度公差都提出了更高的要求。要求其力学性能的 屈强比要小，硬化指数要大，板料的板厚方向性系数要大。 3)常采用拉深筋加大进料阻力，利用拉深筋的合理布置 使毛坯在压边圈下的流动趋于均匀，以有效防止起皱。
覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工
序。工艺处理的内容包括：确定冲压方向、确定压料面形
状、工艺补充、翻边的展开、冲工艺孔和工艺切口等内
容，是针对拉深工艺的要求对覆盖进行的工艺处理措施。
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.确定拉深方向
概述
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。
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。
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 。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
工艺孔和工艺切口
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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
(二) 覆盖件冲压成形工艺设计
3.覆盖件的成形特点 1.成形工序多：拉深为关键工序；
落料、拉深、校形、修边、切断、翻边、冲孔等 2.拉深是复合成形 ：常采用一次拉深；
覆盖件的拉深深度不一致，因此其变形往往不仅是 单纯的拉深，而是拉深和胀形，甚至是拉深和胀形、弯 曲等几种变形的组合。 3.拉深时变形不均匀：工艺补充面、拉深筋；
为了使毛坯沿周边产生较为均匀的径向拉应力，使毛 坯中间部位各个方向都产比较均匀的胀形，在拉深时要 增加工艺补充面或在凹模面上加拉深肋等来控制材料的 流向及流速，这样可以防止拉深件的起皱与拉裂。 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. 覆盖件图样和主模第四型章第为二节依覆盖据件成。形模具设计
第四章第二节覆盖件成形模具设计
拉深筋在零件周边上的布置，应该根据零件的几何形状 和变形的特点决定，在拉深变形程度大，因而径向拉应力 也较大的圆弧曲线部位上，可以不设或少设拉深筋；在拉 深变形小，因而径向拉应力也小的直线部位上或曲率较小 的曲线部位上要合理布置拉深筋，使压料面的进料阻力均 匀。
在布置拉深筋时，还要注意到不对称零件的平衡问题。 当拉深件沿周边其拉深深度相差较大时，在深的部位可不 设拉深筋，而在浅的部位要设拉深筋，这样可以防止由于 不均匀单向进料而被拉偏的现象。
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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
如图a),若选择冲压方向A，则凸模不能全部进人凹模,
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,
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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
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：
第四章第二节覆盖件成形模具设计
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) 压第型四章；第f二)节覆下盖件止成点形模；具设g计) 卸载
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)法兰形状；(b) 轮第四廓章第形二状节覆；盖件(成c)形模侧具设壁计形状；(d) 底部形状
2.覆盖件的成形分类 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。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
拉深深第四度章第与二节拉覆盖深件成方形模向具设计
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。
a)
b)
c)
d)
凸模开始拉第深四章时第二与节覆拉盖件深成形毛模具坯设计的接触状态示意图
第四章第二节覆盖件成形模具设计
第四章第二节覆盖件成形模具设计
5.覆盖件的主要成形障碍及其防止措施 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Hale Waihona Puke Baidu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
成形出零件的全部形状。
拉深方向确定实例 图b)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,若改变拉第深四章方第二向节覆则盖件不成形能模具保设计证90°角。
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。
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。
防皱措施： 解决的办法是增加工艺补充材料或设置拉深筋。
第四章第二节覆盖件成形模具设计
（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
4.覆盖件的拉深方法 l)不能用拉深系数来判断它的拉深次数和拉深的难易程度， 一般希望一次拉深成功，甚至采用双动或三动压力机。 2) 对原材料的力学性能、金相组织、化学成分、表面粗 糙度和厚度公差都提出了更高的要求。要求其力学性能的 屈强比要小，硬化指数要大，板料的板厚方向性系数要大。 3)常采用拉深筋加大进料阻力，利用拉深筋的合理布置 使毛坯在压边圈下的流动趋于均匀，以有效防止起皱。
覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工
序。工艺处理的内容包括：确定冲压方向、确定压料面形
状、工艺补充、翻边的展开、冲工艺孔和工艺切口等内
容，是针对拉深工艺的要求对覆盖进行的工艺处理措施。
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.确定拉深方向