高端汽車(chē)沖壓、拉延件各參數(shù)確定,一文帶你全方位了解

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確定拉延方向

確定拉延方向是確定拉延方案首先遇到的問(wèn)題。它不但決定能否拉深出滿(mǎn)意的覆蓋件來(lái),而且影響到工藝補(bǔ)充部分的多少,以及拉延后各個(gè)工序(如整形、修邊、翻邊)的方案。因此,必須慎重考慮拉延方向。

覆蓋件本身有對(duì)稱(chēng)面的,其拉延方向是以垂直于對(duì)稱(chēng)面的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)確定。這類(lèi)覆蓋件平行于對(duì)稱(chēng)面的坐標(biāo)線(xiàn)是不改變的,拉延方向也較易確定。

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不對(duì)稱(chēng)的覆蓋件是繞汽車(chē)位置相互垂直的兩個(gè)坐標(biāo)面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)確定拉延方向的。這類(lèi)覆蓋件的拉延方向確定后,其投影關(guān)系改變較大。

經(jīng)過(guò)確定拉延方向,其坐標(biāo)相互關(guān)系完全不改變的拉延方向稱(chēng)為處于汽車(chē)位置;其坐標(biāo)關(guān)系有改變的拉延方向稱(chēng)為處于非汽車(chē)位置。確定拉延方向時(shí)必須考慮以下幾點(diǎn):

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保證凸模能夠進(jìn)入凹模

確定拉延方向首先應(yīng)保證凸模能夠進(jìn)入凹模,這類(lèi)問(wèn)題主要出現(xiàn)在某些覆蓋件的某一部位或局部形狀成凹形或有反拉延。

為了使凹形或反拉延的凸模能夠進(jìn)入凹模,只能使拉延方向滿(mǎn)足上述要求,因此覆蓋件本身的凹形或反拉延的要求決定了拉延方向。但有時(shí)滿(mǎn)足上述要求時(shí),還會(huì)出現(xiàn)其他問(wèn)題,而對(duì)拉延條件有較大的影響。

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如凸模開(kāi)始拉延時(shí)與材料接觸面積小,或過(guò)多地增加了工藝補(bǔ)充部分而使材料的消耗增加,這時(shí)就應(yīng)從整個(gè)形狀的拉延條件考慮。

在可能條件下,將凸模不能進(jìn)入凹模的凹形和反拉延部分給予恰當(dāng)?shù)母淖兌雇鼓D軌蜻M(jìn)入凹模,在拉延以后的適當(dāng)工序中再整回來(lái),使之符合覆蓋件的要求。

改變部分與整回來(lái)部分的材料應(yīng)是相等的。整回時(shí)最好是簡(jiǎn)單的壓彎或成形。

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 凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯的接觸狀態(tài)

開(kāi)始拉延時(shí)凸模與拉延毛坯的接觸狀態(tài)應(yīng)保持接觸面大,接觸面位于沖模中心。

(1):凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯的接觸面積要大。由于接觸面積小,接觸面與水平面夾角a大,應(yīng)力集中容易產(chǎn)生破裂,所以凸模頂部最好是平的,并成水平面。

為了達(dá)到這種要求,在保證凸模能進(jìn)入凹模的先決條件下,則需改變拉延方向。也可使工藝補(bǔ)充部分的壓料面開(kāi)頭造成與凸模頂部形狀相似,這樣壓料圈首先將拉延毛坯壓緊在凹模壓料面上而形成形狀,也就造成了凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯大面積接觸。

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(2):凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯的接觸地方應(yīng)接近中間,這樣凸模在拉延過(guò)程中使材料均勻拉入凹模內(nèi)。

如果接觸地方不接近中間,則在拉延過(guò)程中拉延毛坯可能經(jīng)凸模頂部竄動(dòng),使凸模頂部磨損快并影響覆蓋件表面質(zhì)量。

(3):凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯的接觸地方要多,要分散,有兩個(gè)或兩個(gè)以上的接觸地方,最好同時(shí)接觸。

如果不同時(shí)接觸,則在拉延過(guò)程中拉延毛坯可能經(jīng)凸模頂部竄動(dòng)而影響表面質(zhì)量,所以要改變拉延方向,改善接觸狀態(tài)。

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(4):凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯在兩個(gè)地方接觸,同時(shí)又滿(mǎn)足了凹形的凸模能進(jìn)入凹模。首先由于凹形的要求決定了拉延方向,為了滿(mǎn)足凸模開(kāi)始拉延時(shí)與拉延毛坯接觸地方要多、要分散的要求,只好在工藝補(bǔ)充部分想辦法,即改變壓料面形狀使兩個(gè)地方同時(shí)接觸。

還應(yīng)指出拉延凹模里的凸包形狀必須低于壓料面形狀。凸包高于壓料面,凸模開(kāi)始拉延時(shí)凹模里的凸包形狀先與凸模接觸,凸包上的拉延毛坯處于自由狀態(tài)而引起了彎曲變形,致使拉延件的內(nèi)部形成大皺紋甚至材料重迭。

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壓料面各部位進(jìn)料阻力要均勻

拉延深度均勻是保證壓料面各部分進(jìn)料阻力均勻的主要條件。進(jìn)料阻力不一樣,在拉延過(guò)程中拉延毛坯可能經(jīng)凸模頂部竄動(dòng),影響表面質(zhì)量,嚴(yán)重的產(chǎn)生破裂。

工藝補(bǔ)充部分

為了實(shí)現(xiàn)拉延或造成良好的拉延條件,除了慎重確定拉延方向外,還應(yīng)考慮工藝補(bǔ)充部分,以滿(mǎn)足拉延、壓料面和修邊工序等要求。

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圖12-6所示為工藝補(bǔ)充部分可能采用的幾種情況。圖12-6a所示的修邊線(xiàn)在拉延件的壓料面上,垂直修邊,壓料面本身就是覆蓋件的凸緣面。在拉延模的使用中由于壓料面要經(jīng)常調(diào)整以及由于壓料筋的磨損而需打磨壓料筋槽。

為了不致因上述兩點(diǎn)而影響到修邊線(xiàn),因此修邊線(xiàn)距壓料箱的距離A應(yīng)有一定數(shù)值,一般取25mm。圖12-6b所示的修邊線(xiàn)在拉延件的底面上,垂直修邊。

修邊線(xiàn)距凸模圓角半徑R凸的距離B應(yīng)保證在使用中不致因凸模圓角的磨損而影響到修邊線(xiàn)。B值一般取3~5mm。凸模圓角半徑R凸應(yīng)根據(jù)拉延深度和形狀來(lái)確定,一般取3~10mm。對(duì)于拉延深度淺的和直線(xiàn)部分,取下限;

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對(duì)于拉延深度深的和形狀部分,取上限。凹模圓角半徑R凹對(duì)拉延毛坯的進(jìn)料阻力影響極大,因此,其半徑大小必須適當(dāng)。

一般凹模圓角半徑也是工藝補(bǔ)充的組成部分,R凹取8~10mm。如果壓料面本身就是覆蓋件凸緣面,其拉延凹模圓角半徑要根據(jù)具體情況考慮確定。

由于覆蓋件要求的圓角半徑一般都是比較小的,采用它作拉延凹模圓角半徑是不可能的,必須加大,利用以后的工序進(jìn)行整壓圓角。

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R凹以外的壓料面部分D按一根壓料筋或一根半壓料筋來(lái)選取。圖12-6c所示的修邊線(xiàn)在拉延件翻邊展開(kāi)斜面上,垂直修邊。

修邊線(xiàn)距凸模圓角半徑R凸的距離E和圖12-6b中的B值相似.修邊方向和修邊表面的夾角a應(yīng)小于50°因a角過(guò)小采用垂直修邊,刃口變鈍修邊處容易產(chǎn)生毛刺并切面過(guò)尖。

圖12-6d所示的修邊線(xiàn)在拉延件的斜面上垂直修邊。修邊線(xiàn)是按覆蓋件翻邊輪廓展開(kāi)的,而翻邊輪廓外形復(fù)雜,如果拉延件輪成規(guī)則形狀,因此修邊線(xiàn)距凸模圓角半徑R凸的距離F是變化的,一般只控制幾個(gè)最小尺寸。

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圖12-6e所示的修邊線(xiàn)在側(cè)壁上,水平修邊或傾斜修邊。修邊線(xiàn)距凹模圓角半徑R凹的距離G(側(cè)壁深度)應(yīng)根據(jù)壓料面形狀的需要確定,不可能和修邊線(xiàn)完全平行。

局部地方可能很大,一般也只能控制幾個(gè)最小尺寸,這個(gè)尺寸由修邊凹模鑲塊的強(qiáng)度來(lái)決定。采取傾斜修邊時(shí),一般側(cè)壁上都有孔存在,修邊和沖孔同時(shí)完成。

凸模對(duì)拉延毛坯的拉延條件(材料貼緊凸模)主要取決于拉延件條件。圖12-7所示為不同形狀的拉延件其凸模對(duì)拉延毛坯的拉延條件不同的示意圖。

圖12-7a所示的拉延件沒(méi)有直壁,因此凸模1的A點(diǎn)一直到下極點(diǎn)才和拉延毛坯接觸。如果由于壓料面上的進(jìn)料阻力小,在拉延過(guò)程中斜壁部分已經(jīng)形成了波紋,雖然凸模1與凹模2最后鐓死的,也不可能將波紋壓平。

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這時(shí)可采用圖12-7b所示的凹模結(jié)構(gòu),這樣可以減少凹模打磨和研配的工作量。圖12-7c所示的拉延件形狀加了一段直壁AB,這樣凸模1上的A點(diǎn)進(jìn)入凹模以后就將拉延毛坯開(kāi)始拉入凸模1與凹模2之間所形成的垂直間隙中一直到B點(diǎn)。

在拉延直壁AB的過(guò)程中,由于凸模1對(duì)拉延毛坯的拉延,C部分所形成的波紋則可能被消除掉,這對(duì)拉延件的剛性也有很大的好處。直壁AB一般取10~20mm

表面質(zhì)量要求高的拉延件應(yīng)采取這種拉延件形狀。還應(yīng)指出:采用這種拉延件結(jié)構(gòu)其形狀應(yīng)是對(duì)稱(chēng)的。

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壓料面形狀的確定

壓料面是工藝補(bǔ)充部分組成的一個(gè)部分,即凹模圓角半徑R凹以外的那一部分。凸模對(duì)拉延毛坯開(kāi)始拉延前,壓料圈將拉延毛坯壓緊在凹模壓料面上。

壓料面的形狀不但要保證壓料面上的材料不皺而且應(yīng)盡量造成凸模下的材料能下凹以降低拉延深度,更重要的是要保證拉入凹模里的材料不皺不裂。

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壓料面有兩種,一種是壓料面就是覆蓋件本身的凸緣面,這種拉延件的壓料面形狀是即定的,為了便于拉延,雖然也能做局部修改,但必須在以后工序中進(jìn)行整形以達(dá)到覆蓋件凸緣面的要求。

另一種壓料面形狀由工藝補(bǔ)充部分補(bǔ)充而成,壓料面形狀多數(shù)是曲面的。對(duì)壓料面形狀的要求是壓料圈將拉延毛坯壓緊在凹模壓料面上,所形成的壓料面形狀應(yīng)不形成皺紋和折痕,以保證凸模對(duì)拉延毛坯有良好的拉延條件,否則在拉延過(guò)程中會(huì)使拉延形成波紋和皺紋,產(chǎn)生破裂。

因此,要求壓料面形狀應(yīng)由平面、圓柱面、圓錐面等組成。這種形狀一般都可以用手工彎曲而成。

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確定壓料面形狀必須考慮以下幾點(diǎn):

(一) 降低拉延深度

如果壓料面就是覆蓋件本身的凸緣面,則壓料面形狀是既定的,也就不存在降低拉延深度的問(wèn)題了。壓料面成一定的彎曲形狀,即拉延毛坯在壓料圈降和凹模壓料面壓緊下成一定的彎曲形狀是降低拉延深度的主要方法。

為了降低拉延深度并使拉延毛坯服貼地壓緊在壓料面上,因此壓料面的某些局部就形成了傾斜角。平的壓料面其壓料效果最好,但全部壓料面全是平的在覆蓋件上還鮮見(jiàn),一般都是成錐形或碗形的壓料面。

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傾斜角(與垂直方向的夾角)最好不大于60°,夾角太小形成皺紋,太大會(huì)增加拉延深度,同時(shí)θ太小也會(huì)給壓料圈強(qiáng)度帶來(lái)一定的影響。

在特殊情況下壓料面向下傾斜,這是由覆蓋件本身的凸緣面決定的。壓料效果最差,并且不能做較深的拉延。

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(二) 凸模對(duì)拉延毛坯一定要有拉延作用

這是確定壓料面形狀必須充分考慮的一個(gè)重要因素。有時(shí)為了降低拉延深度而確定的壓料面形狀,雖然滿(mǎn)足了拉延毛坯的彎曲形狀,但是凸模對(duì)拉延毛壞沒(méi)有拉延作用,這樣的壓料面是不能采用的。

壓料面展開(kāi)長(zhǎng)度比凸模表面展開(kāi)長(zhǎng)度短,這樣凸模對(duì)拉延毛坯才能有拉延作用。壓料面展開(kāi)長(zhǎng)度比凸模表面形狀展開(kāi)長(zhǎng)度短。

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有些拉延件雖然壓料面展開(kāi)長(zhǎng)度比凸模形狀展開(kāi)長(zhǎng)度短,可是并不一定能保證最后不形成波紋或皺紋。因?yàn)閺耐鼓i_(kāi)始拉延到最后的拉延過(guò)程中。

在每一瞬間位置的壓料面展開(kāi)長(zhǎng)度比凸模表面形狀展開(kāi)長(zhǎng)度有短,有長(zhǎng),短則凸模對(duì)拉延毛坯有拉伸,長(zhǎng)則形成波紋或皺紋,通俗稱(chēng)所謂“多料”。

若拉延過(guò)程中形成的波紋或皺紋少,再往下繼續(xù)拉延則可能消除,最后拉出滿(mǎn)意的拉延件來(lái)。如何判斷形成的波紋或皺紋的多少是很困難的。

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工藝孔和工藝切口

覆蓋件上有局部反拉延時(shí),為了創(chuàng)造良好的反拉延條件,往往加大該部分的圓角和使側(cè)壁成斜度,避免在反拉延中圓角處的破裂,在以后適當(dāng)?shù)墓ば蛑袑A角或側(cè)壁整回來(lái)。

更深的反拉延用加大圓角和側(cè)壁成斜度的方法,若還產(chǎn)生破裂,則必須采取沖工藝孔和工藝切口的方法來(lái)完成。

工藝孔和工藝切口是在拉延過(guò)程中窗口反拉延成形到最深,即將產(chǎn)生破裂時(shí)沖出或切出,這時(shí)材料已不能從外部流入,往下繼續(xù)反拉延,在沖孔或切口處的材料便由內(nèi)向外流動(dòng)以滿(mǎn)足反拉延成形。

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根據(jù)反拉延深度和形狀沖或切一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)工藝孔或工藝切口。工藝孔和工藝切口的位置、大小和形狀應(yīng)保證不因拉應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生徑向裂口、波及覆蓋面表面;又不因拉應(yīng)力過(guò)小而形成波紋。

工藝孔和工藝切口必須放在拉應(yīng)力最大的拐角處,因此沖工藝孔和切工藝切口的時(shí)間、位置、大小和形狀都應(yīng)在調(diào)整拉延模時(shí)試驗(yàn)決定。

有工藝孔和工藝切口的拉延模由于用導(dǎo)板導(dǎo)向的精度不高,造成工藝孔和工藝切口之間的間隙不穩(wěn)定,致使刃口容易啃壞,并有沖出或切出的碎渣落在凹模表面上而影響拉延件的表面質(zhì)量,需經(jīng)常擦拭凸模和凹模。

這種結(jié)構(gòu)的拉延模在制造裝配上困難。因此在可能條件下應(yīng)盡量不用工藝孔和工藝切口,而從覆蓋件設(shè)計(jì)上想辦法降低窗口反拉延深度,靠加大圓角和側(cè)壁成斜度成形出反拉延,或在拉延毛坯上預(yù)沖工藝孔。

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拉延件與修邊件、翻邊件的關(guān)系

在擬定拉延件沖壓工藝時(shí)還必須考慮到拉延以后與修邊、翻邊等工序的關(guān)系。這主要表現(xiàn)在覆蓋件加工工藝補(bǔ)充部分時(shí)要考慮修邊時(shí)的修邊方向,修邊、翻邊時(shí)工序件的定位和拉延件、修邊件和翻邊件沖壓方面的相互關(guān)系上。

覆蓋件的展開(kāi):

覆蓋件在拉延模的位置確定以后,其次就是如何將覆蓋件展開(kāi),使之不但能夠便于拉延,而且拉延以后能夠便于修邊、翻邊等。

翻邊線(xiàn)就是主模型輪廓線(xiàn),覆蓋件展開(kāi)就是將翻邊開(kāi)展,再加上必須的工藝補(bǔ)充部分構(gòu)成一個(gè)拉延件。翻邊展開(kāi)時(shí)必須考慮修邊方向,修邊方向有垂直、水平和傾斜修之分。

凡是能夠垂直修邊的,應(yīng)盡可能垂直修邊,這樣的修邊線(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝補(bǔ)充部分少,但也應(yīng)考慮到修邊以后的翻邊。

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拉延件在修邊中和修邊以后的定位:

拉延件在修邊中和修邊以后的定位必須在確定拉延件時(shí)考慮。拉延件在修邊中的定位有三種:

1、形狀定位,這樣拉延件一般都是空間曲面變化復(fù)雜的覆蓋件,其外形已滿(mǎn)足了定位的要求。

2、用壓料面形狀定位,用于一般空間曲面變化小的淺拉延件。其優(yōu)點(diǎn)是方便、可靠和安全,缺點(diǎn)是由于考慮定位塊結(jié)構(gòu)尺寸、修邊凹模鑲塊強(qiáng)度、凸模對(duì)拉延毛坯的拉延條件以及定位穩(wěn)定可靠諸因素就增加了工藝補(bǔ)充部分的材料消耗。

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3、用拉延時(shí)沖或穿的工藝孔定位。修邊時(shí)既不能用側(cè)壁形狀又無(wú)壓料檻可利用才用工藝孔定位,缺點(diǎn)是操作工人用工藝孔套定位銷(xiāo)比較麻煩。拉延模上增加沖或穿工藝孔結(jié)構(gòu),制造比較復(fù)雜,應(yīng)盡量少采用。

修邊以后的定位一般都是用工序件外形,側(cè)壁形狀和覆蓋件本身的孔定位,以及修邊后修邊的輪廓形狀來(lái)定位。

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