聊城市铁豪冲压件厂
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| 汽车覆盖件拉深工艺 |
汽车覆盖件拉深工艺前言
汽车整车外形是由许多轮廓尺寸较大且具有空间曲面形状的覆盖件焊接而成的。因此，此类覆盖件与一般薄板拉深件相比，具有材料相对厚度小，形状复杂，尺寸精度和表面质量都有较高要求。即覆盖件表面平滑，棱线清晰，空间曲面形状合理，不允许有皱纹，划伤，拉毛等表面缺陷。而整车表面质量的好坏取决于覆盖件的拉深。这就决定了覆盖件拉深工艺的编制到拉深模的设计，必须全面仔细地考虑，才能有效地避免覆盖件的起皱、开裂、拉毛和回弹现象。
1、覆盖件拉深工艺设计的依据：
1．1 选用合理经济的覆盖件的材料
汽车覆盖件的拉深工艺是以金属的塑性性能为基础的冲压加工方法，因此，一般选用屈服点σs和屈服强度比σs/σb较低，而伸长率δ、厚向异性指数n较高的薄板材料。目前汽车覆盖件常用的材料有0。5~1。5mm的08F或08AL冷轧钢板，这些材料基本上能满足拉深的表面质量要求。
1．2为了保证覆盖件几何形状的一致性，不影响表面 质量，应尽可能在一道拉深工序中完成覆盖件全部空间曲面形状（包括筋条、鼓包等）
1．3覆盖件的拉深深度在符号产品尺寸的条件下尽可能平缓均匀，让各处的变形程度趋于一致。
1．4覆盖件的主要结构面上如果有急剧的凸凹槽和较深的鼓包等局部形状。在制定拉深工艺时，可以加大过渡区域或过渡圆角、工艺切口等方法，改善材料的流动和补充条件。
1．5适当地设置拉深筋、拉深槛和合适的压料面，达到完好的效果。
1．6覆盖件上的孔一般应在零件拉深成形后冲出。
2、正确确定覆盖件的拉深工艺方案。
汽车覆盖件的工艺性是工艺技术人员在编制此覆盖件冲压工艺最先考虑的 。只有产品设计人员设计出一个既符合尺寸要求，又满足工艺性的覆盖件，才能保证此件在成形过程不产生起皱、开裂、拉毛的缺陷，尽可能地避免产生回弹。因此，在正确确定拉深工艺时，必须综合考虑冲压方向、压料面的形状、拉深筋的布置及形状、工艺补充部分的设计等等。而这几个方面都是相辅相成的，下面就这几方面说明如何确定覆盖件拉深工艺。
2．1 拉深方向
确定覆盖件的拉深方向，不但决定能否拉深出满意的拉深件，而且影响到工艺补充部分的多少和压料面的形状，合理的拉深方向应从以下几方面考虑：
① 保证凸模能够进入凹模
当覆盖件有局部凹形或反拉深要求时，覆盖件
本身的凹形和反拉深要求就决定了拉深的方向。如
图1a，凸模右下端有一个外凸，它已经超过了凹模
口尺寸，这时的凸模不能进入凹模，所以这个拉深
方向是不能进行拉深的，必须改变此方向。如图1b
所示，让冲件顺时针旋转一个角度，这样凸模就能
顺利进入凹模拉深了。
② 凸模与毛坯在开始拉深时，应保证良好的接触状态。拉深开始时，凸模与毛坯保持较大的接触面积，
并位于凸模中心部分，这样毛坯不易发生局部应力集中而使零件产生破裂，而且材料能均匀地拉入凹
模，不会因毛坯发生挪动而影响拉深质量。毛坯能完整地贴紧凸模，拉深后获得完整的凸模形状。
2．2 正确确定压料面的形状
压料面是覆盖件工艺补充面的一个组成部分，即位于凹模圆角半径以外的那一部分毛坯。拉深前，压料圈将要拉深的毛坯压紧在凹模压料面上，不形成皱纹或折痕，在拉深过程中，压料面逐步进入凹模型腔内。同时，尽可能降低拉深深度，保证进入凹模里的材料不皱不裂，获得合格的拉深件。因此，确定压料面要做到如下几点：
① 压料面尽可能为平面、圆柱面、圆锥面或曲率很小的双曲面等可展面，当毛坯被压紧时，不应该产生皱纹或扭曲现象，以便材料向凹模内顺利流动。
② 压料面与拉深凸模的形状应保持一定的几何关系。保证在拉深过程毛坯始终处于拉胀状态，拉入凹模内的材料不会“多料”，也就不会产生皱纹。为此，必须满足如下关系（如图2、3）：
L>L1，α>β
式中L——凸模形状展开长度
L1——凹模口以内压撩面展开长度
α——凸模夹角
β——压料面夹角
图2 压料面展开长度与图模展开长度的关系 图3 凸模夹角与压料面夹角的关系
③ 同时，为了使压料可靠，压料面与拉深方向之间的夹角θ一定是θ≥600 θ=900是最理想的状态。
2．3 合理增加工艺补充面
工艺补充面的作用在于改善拉深覆盖件拉深时
的工艺条件，使材料各处变形均匀，也是拉深后修
边和翻边工序的需要。因工艺补充面在拉深后被修
掉，所以尽量少用工艺补充面，为了节约材料。同
时，尺寸满足的情况下，尽量采用浅拉深，让制件
容易成形。
如图4所示的工艺补充面就改善了拉深条件。
在图a中，拉深件无直壁部分，在拉深过程中斜
壁部分容易起皱形成波纹。如在拉深件工艺补充
面上直壁AB段（如图b），在拉深AB段时增大了 图4改善拉深条件示意图
进料阻力，使毛坯紧贴凸模成形，这样减少或消 a) 没有直壁 b) 有直壁
除斜壁的起皱。一般AB段取10-20mm. 1— 凸模 2—凹模
2．4 增加工艺切口或冲工艺孔。
当覆盖件的局部需压制深度较大的突起和鼓包时，或有反向拉深窗口时，可用冲制工艺切口或冲工艺孔来增大坯料局部变形量，避免在拉应力过小的地方形成波纹或起皱。故工艺切口或冲工艺孔必须放在拉应力最大的拐角处（如图5、6），至于工艺切口或冲工艺孔的数量、形状和位置一般是在制件试模过程中加以确定。
同时，覆盖件拉深成形时，绝大多数模具上都设置了拉深筋和拉深槛，主要是为了增大径向力，防止起皱，提高材料塑性变形。在图6中就设置了四条拉深筋，嵌入在压料圈上，只要在凹模上开出相应的槽配合就好了。
汽车覆盖件拉深工艺的编制工作是一个具体而全面的工作，拉深件表面质量的好与坏取决于众多因素，但一套合理的拉深工艺方案也的确是表面质量的保证。以上几个方面是我在过去从事工艺分析时的总结，只供大家参考。 |
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