講解頂蓋沖壓技術(shù)

時(shí)間：2013-02-20作者：深圳市騰暢模具五金有限公司瀏覽：13

蓋是轎車較重要的大型外覆蓋件之一, 頂蓋質(zhì)量的好壞,直接影響到整車的外觀和質(zhì) 量,而轎車頂蓋的回彈和剛性不足是問題的關(guān) 鍵?；貜棔?huì)造成頂蓋外觀變形和裝配困難; 剛 性不足,行駛時(shí)產(chǎn)生躁動(dòng)現(xiàn)象,會(huì)增加車內(nèi)噪 音。本文通過采用合理的沖壓工藝方案,來有 效地解決這些問題。 1 頂蓋沖壓工藝分析 針對(duì)以往車型頂蓋開發(fā)中所出現(xiàn)的問題, 做了大量分析、總結(jié)工作,并與日本、德國(guó)等模 具方面*進(jìn)行多次技術(shù)探討,較終決定采用 以下工藝方案。 1. 1 過**拉深工藝(OVER CROWN) 轎車頂蓋一般面積較大且光滑無加強(qiáng)特 征,料厚一般多為0. 7 mm 或者0. 8 mm。剛性 較差,自身重力作用及回彈因素導(dǎo)致中間部位 自然下陷,與設(shè)計(jì)的理論數(shù)據(jù)差距較大,一般能 相差1. 5～2. 5 mm。特別是汽車運(yùn)行一段時(shí)間 后尤其明顯,嚴(yán)重影響汽車外觀質(zhì)量。所以,采 用補(bǔ)正下陷的過**拉深工藝,俗稱抓**。 圖1 是帝豪EC718 頂蓋過**拉深示意圖, 根據(jù)原產(chǎn)品,整個(gè)頂蓋上弧面,以中間點(diǎn)抓高 2 mm ,弧面邊界為0 mm ,整體自然過渡重新建 造數(shù)模。在所有的工序沖壓完成后,由于中部自 然下陷、回彈等因素,頂蓋能非常接近理論數(shù)值。 42 Die and Mould Technology No. 2 2010 圖1 過**拉深示意圖 1. 2 過尺寸拉深工藝(OVER SIZE) 由于沖壓成形零件必然有殘余應(yīng)力,卸載 后,殘余應(yīng)力釋放,產(chǎn)生回彈,從而使沖壓件的 尺寸與模具的工作表面尺寸不符。為了補(bǔ)償回 彈所引起的沖壓件的尺寸改變,普遍采用補(bǔ)償 回彈工藝。 像頂蓋這類零件,因?yàn)槔罟ば虿荒苁共?料達(dá)到延展極限,必然會(huì)出現(xiàn)整體輪廓縮小的 回彈現(xiàn)象。為**與理論數(shù)模的一致性,就需 要采用過尺寸拉深工藝,把工藝數(shù)模作補(bǔ)償處 理。經(jīng)過多年實(shí)踐驗(yàn)證,統(tǒng)計(jì)得出輪廓縮小值 一般為0. 10～0. 30 mm。 圖2 是帝豪EC718 頂蓋過尺寸拉深示意 圖,因其長(zhǎng)向輪廓特征變化平緩,拉深延展會(huì)較 為充分,所以確定過尺寸為0. 10 mm ;而其寬向 輪廓為內(nèi)凹腰形結(jié)構(gòu),延展不易充分,所以確定 過尺寸為0. 25 mm。需要注意的是過尺寸工藝 是對(duì)所有的模具工序(OP10～OP40) ,而不是僅 對(duì)拉深工序。 圖2 過尺寸拉深示意圖 1. 3 輪廓過拉深工藝(OVER DRAW) 如圖3 所示,經(jīng)過CAE 模擬分析,發(fā)現(xiàn)** 蓋4 個(gè)角部有開裂現(xiàn)象,圓角需要適當(dāng)放大。 由于該產(chǎn)品屬于外板零件,外觀質(zhì)量要求嚴(yán)格, 確定采用過拉深工藝。拉深工序后再靠后工序 整形,**與產(chǎn)品的一致性。 圖3 CAE分析圖 經(jīng)過多輪CAE 模擬分析,較終確定角部開 裂部位在0～100 mm 范圍內(nèi)作0～4 mm 的過 拉深處理,數(shù)模改造**要求自然光順,如圖4 和5 所示。 1. 4 深度過拉深工藝(OVER DEPTH) 頂蓋周邊法蘭面是重要的裝配搭接面,尺 寸精度要求較高,型面公差一般要求0. 5 mm 以 內(nèi)。因其回彈因素,法蘭面必然回彈上翹,** 采用深度過拉深工藝, 通常取其公差較大值 0. 5 mm作為深度過拉深值。如圖6 和7 所示。 圖6 長(zhǎng)向剖面示意圖 模具技術(shù)2010. No . 2 43 圖7 寬向剖面示意圖 1. 5 加大拉深拔模角增加頂蓋剛性 轎車頂蓋一般是不作強(qiáng)度考核的,但并不 是不考慮其剛性。因?yàn)槿绻麆傂圆蛔?行駛時(shí) 會(huì)產(chǎn)生躁動(dòng)現(xiàn)象而增加車內(nèi)噪音,所以在材質(zhì) 不變情況下,一般采用充分延展材料來增加零 件的剛性。 由于頂蓋形狀簡(jiǎn)單,拉深深度淺,變形、應(yīng) 力比較均勻,成形表面的應(yīng)力數(shù)值遠(yuǎn)小于抗拉 強(qiáng)度極限。因此采用方筋取代普通拉延筋,來 增加壓邊面材料的流動(dòng)阻力,減小外部材料流 入,以實(shí)現(xiàn)主要靠方筋內(nèi)部材料自延展成形,如 圖8 和9 所示。 通常拉深工藝設(shè)計(jì)拔模角度較小,一般會(huì) 選擇5°～10°,以此來增加進(jìn)料阻力。但由于已 經(jīng)采用了方筋結(jié)構(gòu),能夠很好地控制材料的外 部流入,反而由于拔模角小,上角部和根部特征 變化劇烈,阻礙了**面和底面的材料向立面的 延展,造成立面容易開裂,而**面又延展不開的 情況。針對(duì)此情況,對(duì)拉深拔模角進(jìn)行了增大 試驗(yàn),經(jīng)過多輪CAE 模擬分析得出,拔模角為 30°～40°時(shí),延展較充分,零件剛性較好。再考 慮省料因素,較終確定帝豪EC718 頂蓋拉深拔 模角選擇為30°,如圖10 所示。 圖10 工藝補(bǔ)充示意圖 1. 6 天窗部位剛性加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 眾所周知,天窗部位是頂蓋較易變形的位 置之一。由于天窗附件重力作用,天窗部位經(jīng) 常會(huì)出現(xiàn)變形情況,嚴(yán)重時(shí)可造成漏雨、漏水。 帝豪EC718 頂蓋天窗部位,通過在*二道 修邊工序壓型出大量工藝凹包,如圖11 和12 所示。然后在*三道翻邊工序向下翻邊展平這 些凹包,實(shí)現(xiàn)材料再次塑性變形,有效增強(qiáng)了此 面的剛性,對(duì)頂蓋起到了很好的支撐加強(qiáng)作用。 1. 7 半月定位( HALF MOON) 和三角定位 轎車頂蓋,由于特征較為平緩,僅用型面定 位,零件容易出現(xiàn)竄動(dòng),引起尺寸**差和外觀缺 陷,因此需要增加輔助定位。 **在拉深工序(OP10) 的料邊增加半月定 位( HAL F MOON) ,成形后形成半月形狀特征, 在*二道修邊工序(OP20) 中作**定位作用。 (下轉(zhuǎn)*63 頁) 44 Die and Mould Technology No. 2 2010 3Cr2MnMo 、3Cr2NiMnMo 、3Cr2NiMnMoV 等。 5 結(jié)論 模具設(shè)計(jì)中CAD、CAE、CAMA 技術(shù)的應(yīng) 用日益普及,塑料模具正朝著大型化、復(fù)雜化、 精密化、多腔化方向發(fā)展。新型塑料模具鋼具 有足夠的表面硬度、強(qiáng)度和韌性,具有優(yōu)良的切 削加工性和良好的拋光性能、熱處理變形小以 及良好的耐腐蝕性能。當(dāng)前我國(guó)研制的一些新 型塑料模具鋼產(chǎn)量和品種規(guī)格仍未能滿足塑料 模具行業(yè)發(fā)展的需要,因此,需要努力實(shí)現(xiàn)規(guī)格 多樣化、**化及制品化,并大力推廣性能優(yōu)良 的新型的塑料模具鋼,不斷補(bǔ)充和完善塑料模 具鋼鋼種系列。 沖壓工藝是決定零件質(zhì)量的較主要因素, 吉利帝豪EC718 頂蓋模具通過采用以上工藝方 案,**了良好的效果: (1) 沖壓出的零件用檢具檢測(cè)合格率達(dá)到 99. 4 % ,**了頂蓋的外觀質(zhì)量和尺寸精度。 圖14 定位放大圖 (2) 從設(shè)計(jì)源頭解決了頂蓋的內(nèi)凹陷、回 彈、剛性不足和裝配不良等缺陷,節(jié)省了調(diào)試時(shí) 間,節(jié)約了成本。深圳五金沖壓件加工廠
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