冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 概述概述 6.1覆盖件的结构特征与成形特点覆盖件的结构特征与成形特点 6.2覆盖件冲压成形设计工艺覆盖件冲压成形设计工艺 6.3覆盖件成形模具的典型结构和主要零件覆盖件成形模具的典型结构和主要零件的设计的设计 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计覆盖件的含义覆盖件的含义： 覆盖件主要指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室及构覆盖件主要指覆盖汽车发动机和底盘、构成驾驶室及构成车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发成车身的一些零件，如轿车的挡泥板、顶盖、车门外板、发动机盖、水箱盖、行李箱盖、骨架等。动机盖、水箱盖、行李箱盖、骨架等。 覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性零件，又是封闭薄壳的受力零件。覆状，它既是外观装饰性零件，又是封闭薄壳的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。 覆盖件表面一般都具有装饰性，除考虑好用、好修、好覆盖件表面一般都具有装饰性，除考虑好用、好修、好造外，要求美观大方。造外，要求美观大方。 覆盖件与一般冲压件的区别：覆盖件与一般冲压件的区别： 材料薄、形状复杂（多为立体曲面），结构尺寸大，尺材料薄、形状复杂（多为立体曲面），结构尺寸大，尺寸精度高，因此冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造工艺都寸精度高，因此冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造工艺都有一些特殊的要求，冲压设计中常把他作为一种特殊类型研有一些特殊的要求，冲压设计中常把他作为一种特殊类型研究。究。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计覆盖件应满足的条件：覆盖件应满足的条件： 1.良好的表面质量；良好的表面质量； 2.符合要求的几何尺寸和曲面形状；符合要求的几何尺寸和曲面形状； 3.要有足够的刚性；要有足够的刚性； 4.良好的工艺性。良好的工艺性。覆盖件主要冲压工序：覆盖件主要冲压工序： 覆盖件的主要冲压工序有覆盖件的主要冲压工序有: :落料、拉深、校形、修边、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。切断、翻边、冲孔等。其中最关键的工序是拉深工序。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 1-1-发动机罩前支撑板发动机罩前支撑板; 2-; 2-固定框架固定框架; 3-; 3-前群板前群板; 4-; 4-前框架前框架; 5-; 5-前翼子板前翼子板; 6-; 6-地板总成地板总成;7- ;7- 门槛门槛; ; 8- 8-前门前门;9-;9-后门后门; 10-; 10-车轮挡泥板车轮挡泥板; 11-; 11-后翼子板后翼子板; 12-; 12-后围板后围板; 13-; 13-行李舱盖行李舱盖; 14-; 14-后立柱后立柱; ; 15-15-后围上盖板后围上盖板; 16- ; 16- 后窗台板后窗台板; 17-; 17-上边梁上边梁; 18-; 18-顶盖顶盖; 19-; 19-中立柱中立柱; 20-; 20-前立柱前立柱; 21-; 21-前围侧板前围侧板; ;22-22-前围板前围板; 23-; 23-前围上盖板前围上盖板; 24-; 24-前挡泥板前挡泥板; 25-; 25-发动机罩发动机罩; 26-; 26-门窗框门窗框2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.1.1覆盖件的结构特征（覆盖件的结构特征（如图如图6.1.1） 分类：分类：按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架件（结构件）三类。外部覆盖件和骨架类覆覆盖件和骨架件（结构件）三类。外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复杂。杂。 按成形性质分：按成形性质分： 深拉深成形（油箱）、胀形拉深成形（翼子板）、浅深拉深成形（油箱）、胀形拉深成形（翼子板）、浅拉深成形（外门板）、弯曲成形（支架、立柱）、弯曲成拉深成形（外门板）、弯曲成形（支架、立柱）、弯曲成形（消音器隔板）。形（消音器隔板）。6.1覆盖件的结构特征与成形特点覆盖件的结构特征与成形特点2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.1.1覆盖件的结构特征覆盖件的结构特征（如图如图6.1.1） 特征：特征：和一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状和一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、复杂、 多为空间曲面且曲面间有较高的连接要求、结构多为空间曲面且曲面间有较高的连接要求、结构尺寸较大、表面质量要求高、刚性好等特点。尺寸较大、表面质量要求高、刚性好等特点。6.1覆盖件的结构特征与成形特点覆盖件的结构特征与成形特点汽车覆盖件的形状看成是由若干个“基本形状”(或其一部分)组成的。这些“基本形状”有：直壁轴对称形状(包括变异的直壁椭圆形状)、曲面轴对称形状、圆锥体形状及盒形形状等。而每种基本形状都可分解成由法兰形状、轮廓形状、侧壁形状、底部形状组成，图6.1.1。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计(a) (b) (c) (d)图6.1.1 覆盖件的基本形状 (a)法兰形状；(b) 轮廓形状；(c) 侧壁形状；(d) 底部形状2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.1.2覆盖件的成形特点覆盖件的成形特点 1）结构尺寸大；）结构尺寸大； 2 ）形状复杂；）形状复杂；3 ）相对厚度小）相对厚度小 。 （ 翼子板的多处翻边）翼子板的多处翻边） 1.成形工序多：成形工序多：拉深为关键工序；拉深为关键工序； 2.拉深是复合成形拉深是复合成形 ：常采用一次拉深；常采用一次拉深； 3.拉深时变形不均匀：拉深时变形不均匀：工艺补充、拉深筋；工艺补充、拉深筋； 4.大而稳定的压边力：大而稳定的压边力：双动压床；双动压床； 5.高强度、高质量、抗腐蚀的钢板；高强度、高质量、抗腐蚀的钢板； 6. 覆盖件图样和主模型为依据。覆盖件图样和主模型为依据。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.1.2 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) 压型；f) 下止点；g) 卸载覆盖件拉深过程覆盖件拉深过程2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计成形特点：成形特点：1）汽车覆盖件冲压成形时，内部的毛坯不是同时贴模，而是）汽车覆盖件冲压成形时，内部的毛坯不是同时贴模，而是 随着冲压过程的进行而逐步贴模。随着冲压过程的进行而逐步贴模。2）成形工序多。覆盖件的冲压工序一般要）成形工序多。覆盖件的冲压工序一般要46道工序，多的道工序，多的 有近有近10多道工序。多道工序。 拉深、修边和翻边是最基本的三道工序。拉深、修边和翻边是最基本的三道工序。3）覆盖件拉深往往不是单纯的拉深，而是拉深、胀形、弯曲）覆盖件拉深往往不是单纯的拉深，而是拉深、胀形、弯曲 等的复合成形。不论形状如何复杂，常采用一次拉深成形。等的复合成形。不论形状如何复杂，常采用一次拉深成形。4）拉深时变形不均匀，主要成形障碍是起皱和拉裂。为此，）拉深时变形不均匀，主要成形障碍是起皱和拉裂。为此， 常采用加工艺补充面和拉深筋等控制变形的措施。常采用加工艺补充面和拉深筋等控制变形的措施。5）需要较大和较稳定的压边力。所以，广泛采用双动压力机。）需要较大和较稳定的压边力。所以，广泛采用双动压力机。6）材料多采用如）材料多采用如08钢等冲压性能好的钢板，且要求钢板表面钢等冲压性能好的钢板，且要求钢板表面 质量好、尺寸精度高。质量好、尺寸精度高。7）制定覆盖件的拉深工艺和设计模具时，要以覆盖件图样和）制定覆盖件的拉深工艺和设计模具时，要以覆盖件图样和 主模型为依据。主模型为依据。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.1.3覆盖件的成形分类覆盖件的成形分类 汽汽车车覆覆盖盖件件的的冲冲压压成成形形分分类类以以零零件件上上易易破破裂裂或或起起皱皱部部位位材材料料的的主主要要变变形形方方式式为为依依据据, ,并并根根据据成成形形零零件件的的外外形形特特征征、变变形形量量大大小小、变变形形特点以及对材料性能的不同要求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可将汽车覆盖件冲压成形分为五类: : 深深拉拉深深成成形形类类、胀胀形形拉拉深深成成形形类类、浅浅拉拉深深成成形形类类、弯弯曲成形类和翻边成形类曲成形类和翻边成形类。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.1.4覆盖件的主要成形障碍及其防止措施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，所以曲面形状零件，因而决定了拉深时的变形不均匀，所以拉深拉深时的起皱和开裂是主要成形障碍。时的起皱和开裂是主要成形障碍。1.起皱及防皱措施起皱及防皱措施 原因：原因： 覆盖件的拉深过程中，当板料与凸模刚开始接触，板面覆盖件的拉深过程中，当板料与凸模刚开始接触，板面内就会产生内就会产生压应力压应力，随着拉深的进行，当压应力超过允许值，随着拉深的进行，当压应力超过允许值时，板料就会失稳起皱时，板料就会失稳起皱(如图如图6.1.2)。 防皱措施：防皱措施： 解决的办法解决的办法是增加是增加工艺补充材料或设置拉深筋工艺补充材料或设置拉深筋。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 2.开裂及防裂措施开裂及防裂措施 原因：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。致局部大的胀形变形而开裂。 位置位置: 开裂主要发生在开裂主要发生在圆角部位圆角部位，开裂部位的厚度，开裂部位的厚度变薄很大变薄很大如如凸模与坯料的凸模与坯料的接触面积过小接触面积过小、拉深阻力过大等都有可能导致、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材料局部胀形变形过大而开裂 。 防裂措施：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。计多方面采取相应的措施。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计覆盖件的成形障碍的防止措施覆盖件的成形障碍的防止措施 (1) 覆盖件的结构上，可采取的措施有：覆盖件的结构上，可采取的措施有： 各各圆角半径最好大一些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、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。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：拉深工艺方面，可采取的主要措施有： 拉深方向尽量拉深方向尽量使凸模与坯料的接触面积大使凸模与坯料的接触面积大、合理的压料面形状和压边力、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 （如如图图6.1.3）。）。 (3)模具设计上模具设计上 可采取设计合理的可采取设计合理的拉深筋拉深筋、采用较大的模具圆角、使凸模与凹模间隙合、采用较大的模具圆角、使凸模与凹模间隙合理等措施。理等措施。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.1.3工艺孔和工艺切口2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6. 2覆盖件冲压成形工艺设计覆盖件冲压成形工艺设计 6.2.1确定冲压方向确定冲压方向 覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工序，覆盖件的冲压工艺包括拉深、修边、翻边等多道工序，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。压方向。应尽量将各工序的冲压方向设计成一致。1.拉深方向的选择拉深方向的选择 (1)拉深冲压方向对拉深成形的影响拉深冲压方向对拉深成形的影响 凸模能否进入凹模、对破裂和起皱的影响等。凸模能否进入凹模、对破裂和起皱的影响等。 (2)拉深方向选择的原则拉深方向选择的原则 保证能将拉深件的所有空间形状（包括棱线、肋条、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。区。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 如如图图a a，若若选选择择冲冲压压方方向向A，则则凸凸模模不不能能全全部部进进入入凹凹模模, ,造造成成零零件件右右下下部部的的a a区区成成为为“死死区区”,”,不不能能成成形形出出所所要要求求的的形形状状。选选择择冲冲压压方方向向B后后, ,则则可可以使凸模全部进人凹模以使凸模全部进人凹模, ,成形出零件的全部形状。成形出零件的全部形状。 图图b)b)是是按按拉拉深深件件底底部部的的反反成成形形部部分分最最有有利利干干成成形形面面确确定定的的拉拉深深方方向向, ,若改变拉深方向则不能保证若改变拉深方向则不能保证9090角。角。图6.1.4 拉深方向确定实例2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 图6.1.4 拉深方向确定实例2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 有利于降低拉深件的深度。有利于降低拉深件的深度。 拉深深度太深拉深深度太深, ,会增加拉深成形的难度会增加拉深成形的难度, ,容易产生破裂、起容易产生破裂、起皱等质量问题；拉深深度太浅皱等质量问题；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。到较大的塑性变形，覆盖件刚度得不到加强。 尽量使拉深深度差最小。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（如图以减小材料流动和变形分布的不均匀性（如图6.2.2)。 图6.2.2拉深深度与拉深方向2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计a)b)c)d)图6.1.6凸模开始拉深时与拉深毛坯的接触状态示意图保证凸模开始拉深时与拉深毛坯有良好的接触状态。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（应尽量靠近冲模中心（如图如图6.2.3）。）。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2.修边方向的确定及修边形式修边方向的确定及修边形式 (1) (1)修边方向的确定修边方向的确定 所谓修边就是将拉深件修边线以外的部分切掉。所谓修边就是将拉深件修边线以外的部分切掉。 理想的修边方向理想的修边方向: 是修边刃口的运动方向和修边表面垂直。是修边刃口的运动方向和修边表面垂直。 (2) (2)修边形式修边形式 修边形式可分为修边形式可分为垂直修边垂直修边、水平修边水平修边和和倾斜修边倾斜修边三种，三种， 如图如图6.2.4所示。所示。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 图6.2.6 修边形式示意图 a) 垂直修边 b) 水平修边 c) 倾斜修边2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计3.3.翻边方向的确定及其翻边形式翻边方向的确定及其翻边形式 （1 1）翻边方向的确定）翻边方向的确定 翻翻边边工工序序对对于于一一般般的的覆覆盖盖件件来来说说是是冲冲压压工工序序的的最最后后成成形形工工序序，翻翻边边质质量量的的好好坏坏和和翻翻边边位位置置的的准准确确度度，直直接接影影响响整整个个汽车车身的装配和焊接的质量。汽车车身的装配和焊接的质量。 合理的翻边方向应满足下列两个条件：合理的翻边方向应满足下列两个条件： 翻边凹模的运动方向和翻边凸缘、立边相一致；翻边凹模的运动方向和翻边凸缘、立边相一致； 翻边凹模的运动方向和翻边基面垂直。翻边凹模的运动方向和翻边基面垂直。 （2）翻边形式）翻边形式 按翻边凹模的运动方向，翻边形式可分为按翻边凹模的运动方向，翻边形式可分为垂直翻边、水平垂直翻边、水平翻边和倾斜翻边三种翻边和倾斜翻边三种(如图如图6.2.6)。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图图6.2.6 典型覆盖件翻边典型覆盖件翻边2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 6.2.2 拉深工序的工艺处理拉深工序的工艺处理 1.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计 为了实现覆盖件的拉深，需要将覆盖件的孔、开口、压料面等结构根为了实现覆盖件的拉深，需要将覆盖件的孔、开口、压料面等结构根拉深工序的要求进行工艺处理，这样的处理称为工艺补充。拉深工序的要求进行工艺处理，这样的处理称为工艺补充。如图如图6.2.9中中的工艺补充。的工艺补充。 工艺处理的工艺处理的内容包括内容包括：确定压料面形状、工艺补充、翻边的展开、冲：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件进行的工艺工艺孔和工艺切口等内容，是针对拉深工艺的要求对覆盖件进行的工艺处理措施。处理措施。 工艺补充设计的工艺补充设计的原则原则： （1 1）内孔封闭补充原则（为防止开裂采用与冲孔或工艺切口除外）；）内孔封闭补充原则（为防止开裂采用与冲孔或工艺切口除外）； （2 2）简化拉深件结构形状原则（）简化拉深件结构形状原则（如图如图6.2.8）；）； （3 3）对后工序有利原则（如对修边、翻边定位可靠，模具结构简单）。）对后工序有利原则（如对修边、翻边定位可靠，模具结构简单）。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 图图6.2.76.2.7工艺补充示意图工艺补充示意图 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计a) b) c) a)a)简化轮廓形状；简化轮廓形状；b)b)增加局部侧壁高度；增加局部侧壁高度；c)c)简化压料面形状简化压料面形状图图6.2.86.2.8简化拉深件结构形状简化拉深件结构形状2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2.2.压料面的设计压料面的设计 压压料料面面是是工工艺艺补补充充部部分分组组成成的的一一个个重重要要部部分分，即即凹凹模模圆圆角角半半径径以以外外的的部部分分。压压料料面面的的形形状状不不但但要要保保证证压压料料面面上上的的材材料料不不皱皱，而而且且应应尽尽量量造造成成凸凸模模下下的的材材料料能能下下凹凹以以降降低低拉拉深深深深度度，更更重重要要的的是是要要保保证证拉拉入入凹凹模模里里的的材材料料不不皱皱不不裂裂。因因此此，压压料料面面形形状状应应由由平平面面、圆圆柱柱面面、双双曲曲面面等等可可展展面面组组成，如图成，如图6.2.10所示。所示。 确定压料面形状必须考虑以下几点：确定压料面形状必须考虑以下几点： （1 1）降低拉深深度）降低拉深深度 图图6.2.12所示是降低拉深深度的示意图。所示是降低拉深深度的示意图。 （2 2）凸模对毛坯一定要有拉伸作用）凸模对毛坯一定要有拉伸作用 只有使毛坯各部分在拉深过程中处于拉伸状态，并能只有使毛坯各部分在拉深过程中处于拉伸状态，并能均匀地紧贴凸模，才能避免起皱，均匀地紧贴凸模，才能避免起皱，如图如图6.2.13。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图图6.2.106.2.10压料面形状压料面形状1-1-平面；平面；2-2-圆柱面；圆柱面；3-3-圆锥面；圆锥面；4-4-直曲面直曲面2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图图6.2.11 6.2.11 压料面与冲压方向的关系压料面与冲压方向的关系1-1-压边圈；压边圈；2-2-凹模；凹模；3-3-凸模凸模2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计3.工艺孔和工艺切口工艺孔和工艺切口 在在制制件件上上压压出出深深度度较较大大的的局局部部突突起起或或鼓鼓包包，有有时时靠靠从从外外部部流流入入材材料料已已很很困困难难，继继续续拉拉深深将将产产生生破破裂裂。这这时时，可可考考虑虑采采用用冲冲工工艺艺孔孔或或工工艺艺切切口口，以以从从变变形形区区内内部部得得到到材材料料补补充。充。如图如图6.1.3所示。所示。 工艺孔或工艺切口必须设在拉应力最大的拐角处，因此工艺孔或工艺切口必须设在拉应力最大的拐角处，因此冲工艺孔或工艺切口的位置、大小、形状和时间应在调整冲工艺孔或工艺切口的位置、大小、形状和时间应在调整拉深模时现场试验确定。拉深模时现场试验确定。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计4.覆盖件拉深件图的绘制覆盖件拉深件图的绘制 （1 1）拉深件图的要求）拉深件图的要求 按按照照拉拉深深件件的的冲冲压压位位置置绘绘制制, ,而而不不是是像像产产品品图图那那样样按按照零件在车身上的装配位置来绘制。照零件在车身上的装配位置来绘制。 拉拉深深件件图图上上不不仅仅要要标标注注拉拉深深件件的的轮轮廓廓尺尺寸寸、不不同同位位置置的的深深度度等等。而而且且要要标标注注拉拉深深件件在在汽汽车车坐坐标标系系中中的的定定位位尺尺寸寸，拉拉深深方方向向与与坐坐标标系系的的关关系系，后后面面工工序序示示意意线线及及尺尺寸寸等等。有有时时还还标标注注后后面面工工序序的的冲冲压压方方向向，但但不不标标注注拉拉深深件件外外轮轮廓廓尺尺寸。寸。 当当拉拉深深件件的的法法兰兰面面为为复复杂杂曲曲面面形形状状时时，还还可可以以在在法法兰兰面面上上标标注注上上凸凸、凹凹模模和和压压料料圈圈型型面面按按工工艺艺模模型型仿仿制制、配配研研的技术要求。的技术要求。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 (2)拉深件图的画法拉深件图的画法依据产品图绘制依据产品图绘制 对于不是很复杂的零件，可以依据产品对于不是很复杂的零件，可以依据产品图确定冲压方向，进行工艺补充，绘制出拉深件图。图确定冲压方向，进行工艺补充，绘制出拉深件图。 依据实物绘制依据实物绘制 对于结构形状很复杂零件，由于产品图也对于结构形状很复杂零件，由于产品图也不能将零件的每一个尺寸都表示出来，所以在绘制拉深件图时，不能将零件的每一个尺寸都表示出来，所以在绘制拉深件图时，要依据零件实物或主模型确定冲压方向及压料面。然后进行实际要依据零件实物或主模型确定冲压方向及压料面。然后进行实际测绘，并借助于主图板测量断面尺寸，画出拉件图。测绘，并借助于主图板测量断面尺寸，画出拉件图。计算机绘图计算机绘图 在利用计算机进行产品计时，可利用零件产在利用计算机进行产品计时，可利用零件产品数据直接进行拉深件图的设计，但还需要用工艺模型和主图板品数据直接进行拉深件图的设计，但还需要用工艺模型和主图板进行验证，不符之处要进行修正。进行验证，不符之处要进行修正。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 注：表示载重汽车覆盖件在汽车上的位置时，上下位置是以车架上翼面为基准，上方为正注：表示载重汽车覆盖件在汽车上的位置时，上下位置是以车架上翼面为基准，上方为正,下方为负；前后下方为负；前后位置以前轮轴线为基准，前方为正，后方为负。因此，图中标出的位置以前轮轴线为基准，前方为正，后方为负。因此，图中标出的1500线和线和800线分别表示该位置在前轮线分别表示该位置在前轮中心前中心前1500和车架上翼面的上方和车架上翼面的上方800处。处。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.2.3 拉深、修边和翻边工序间的关系拉深、修边和翻边工序间的关系 覆盖件成形各工序间不是相互独立而是相互关联的，覆盖件成形各工序间不是相互独立而是相互关联的，在确定覆盖件冲压方向和加工艺补充部分时，还要考虑修在确定覆盖件冲压方向和加工艺补充部分时，还要考虑修边、翻边时工序件的定位和各工序件的其它相互关系等问边、翻边时工序件的定位和各工序件的其它相互关系等问题。题。 拉深件在修边工序中的定位有三种：拉深件在修边工序中的定位有三种： （1）用拉深件的侧壁形状定位。）用拉深件的侧壁形状定位。 （2）用拉深筋形状定位。）用拉深筋形状定位。 （3）用拉深时冲压的工艺孔定位。）用拉深时冲压的工艺孔定位。 修边件在翻边工序中的定位，一般用工序件的外形、修边件在翻边工序中的定位，一般用工序件的外形、侧壁或覆盖件本身的孔定位。侧壁或覆盖件本身的孔定位。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.3覆盖件成形模具的典型结构和主要零件的覆盖件成形模具的典型结构和主要零件的设计设计 6.3.1覆盖件拉深模覆盖件拉深模1.1.拉深模的典型结构拉深模的典型结构 覆覆盖盖件件拉拉深深设设备备有有单单动动压压力力机机和和双双动动压压力力机机，形形状状复复杂杂的覆盖件必须采用双动压力机拉深的覆盖件必须采用双动压力机拉深 根据设备不同，覆盖件拉深模也可分为单动压力机上覆根据设备不同，覆盖件拉深模也可分为单动压力机上覆盖件拉深模和双动压力机上覆盖件拉深模。盖件拉深模和双动压力机上覆盖件拉深模。(如图所示如图所示)所示所示分别为单动压力机上和双动压力机上覆盖件拉深模的典型结分别为单动压力机上和双动压力机上覆盖件拉深模的典型结构示意图。构示意图。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2.拉深模主要零件的设计拉深模主要零件的设计 （1 1）拉深模结构尺寸）拉深模结构尺寸 教教材材表表6.3.1是是拉拉深深模模壁壁厚厚尺尺寸寸。由由于于覆覆盖盖件件拉拉深深模模形形状状复复杂杂，结结构构尺尺寸寸一一般般都都较较大大，所所以以凸凸模模、凹凹模模、压压边边圈圈和和固固定定座座等等主主要要零零件件都都采采用用带带加加强强肋肋的的空空心心铸铸件件结结构构，材材料料一一般般合合金金铸铸铁、球墨铸铁和高强度的灰铸铁（铁、球墨铸铁和高强度的灰铸铁（HT250HT250、HT300HT300）。）。 （2 2）凸模设计）凸模设计 除工艺补充、翻边面的展开等特殊工艺要求部分外，凸模除工艺补充、翻边面的展开等特殊工艺要求部分外，凸模的外轮廓就是拉深件的内轮廓，其轮廓尺寸和深度即为产品图的外轮廓就是拉深件的内轮廓，其轮廓尺寸和深度即为产品图尺寸。凸模工作表面和轮廓部位处的模壁厚比其它部位的壁厚尺寸。凸模工作表面和轮廓部位处的模壁厚比其它部位的壁厚要大一些，一般为要大一些，一般为70709090（如图（如图6.3.1、6.3.2）。为了保证凸）。为了保证凸模的外轮廓尺寸，在凸模上沿压料面有一段模的外轮廓尺寸，在凸模上沿压料面有一段40408080的直壁必须的直壁必须加工（加工（如图如图6.3.3）。为了减少轮廓面的加工量，直壁向上用）。为了减少轮廓面的加工量，直壁向上用4545斜面过渡，缩小距离为斜面过渡，缩小距离为15154040。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.3凸模外轮廓2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 （3）凹模设计）凹模设计 拉深毛坯是通过凹模圆角逐步进入凹模型腔，直至拉深成凸模的形状。拉深毛坯是通过凹模圆角逐步进入凹模型腔，直至拉深成凸模的形状。 凹模结构可分为凹模结构可分为闭口式凹模闭口式凹模结构和结构和通口式凹模通口式凹模结构。结构。 闭闭口口式式凹凹模模结结构构的的凹凹模模底底部部是是封封闭闭的的，在在拉拉深深模模中中，绝绝大大多多数数是是闭闭口口式式凹凹模模结结构构。如如图图6.3.4所所示示为为微微型型汽汽车车后后围围拉拉深深模模，该该模模具具采采用用的的是是闭闭口口式式凹模结构，在凹模的型腔上直接加工出成形的凸、凹槽部分。凹模结构，在凹模的型腔上直接加工出成形的凸、凹槽部分。 图图6.3.5是汽车门里板拉深模。模具的凹模底部是通的，通孔下面加模是汽车门里板拉深模。模具的凹模底部是通的，通孔下面加模座，反成形凸模紧固在模座上。这种凹模底部是通的凹模结构称为通口式凹座，反成形凸模紧固在模座上。这种凹模底部是通的凹模结构称为通口式凹模结构。模结构。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计1、7-起重棒；2-定位块；3、11-通气孔；4-凸模；5-导板；6-压边圈；8-凹模；9-顶件装置；10-定位键；12-到位标记；13-耐磨板；14-限位板图6.3.4 采用闭口式凹模结构的微型汽车后围拉深模2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计1、7-耐磨板；2-凹模；3-压边圈；4-固定板；5-凸模；6-通气孔；8-下底板； 9-拉深筋；10-反成形凸模镶块；11-反成形凹模镶块；12-顶出器图6.3.5 采用通口式凹模结构的汽车门里板拉深模2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 （4 4）拉深筋设计）拉深筋设计 拉深筋的作用是增大全部或局部材料的变形阻力，以控拉深筋的作用是增大全部或局部材料的变形阻力，以控制材料的流动，提高制件的刚性。同时利用拉深筋控制变形制材料的流动，提高制件的刚性。同时利用拉深筋控制变形区毛坯的变形的大小和变形的分布，控制破裂、起皱、曲面区毛坯的变形的大小和变形的分布，控制破裂、起皱、曲面畸变等质量问题。畸变等质量问题。 如图如图6.3.6所示，所示，设置在压料面上的筋状结构就是拉深筋。设置在压料面上的筋状结构就是拉深筋。 拉深筋有圆形、半圆形和方形三种结构，如拉深筋有圆形、半圆形和方形三种结构，如图图6.3.7。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.62021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.72021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 （5 5）覆盖件拉深模具的导向）覆盖件拉深模具的导向 导柱、导套导向导柱、导套导向 导柱导套导向不能承受较大的侧向力导柱导套导向不能承受较大的侧向力, ,常用于中小型模具的导向。常用于中小型模具的导向。 导向块导向导向块导向 导导块块导导向向与与导导板板导导向向的的使使用用方方式式相相同同。导导块块设设置置在在模模具具对对称称中中心心线线上上时时, ,导导块块应应为为三三面面导导向向; ;如如设设置置在在模模具具的的转转角角部部位位时时, ,导导块块应应为为两两面面导导向向。导导块块模适用于平面尺寸大深度小的拉深件及中大批量生产（模适用于平面尺寸大深度小的拉深件及中大批量生产（图图6.3.8、图图6.3.9）。）。 导板导向导板导向 导导板板导导向向常常用用于于覆覆盖盖件件拉拉深深、弯弯曲曲、翻翻边边等等成成形形模模具具。其其结结构构相相对对简简单单、造造价价低低，常常安安装装在在凸凸模模、凹凹模模、压压边边圈圈上上，应应用用比比较较广广泛泛。（图图6.3.10、图图6.3.11）。）。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.10导板导向布置图a) 凸模导板结构；b)压边圈导板结构 6.3.11 凸模和压边圈之间的导向2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 凹模和压边圈之间的导向（凹模和压边圈之间的导向（图图6.3.12）。这种导向方式称为外导向，它的）。这种导向方式称为外导向，它的结构特点是凸台与凹槽的配合。其作用与一般冲模导柱与导套相似，但间隙结构特点是凸台与凹槽的配合。其作用与一般冲模导柱与导套相似，但间隙较大，一般为较大，一般为0.30.3 mm。导板材料为。导板材料为T8A或或T10A，其淬火硬度为，其淬火硬度为5256HRC，为使导板能容易的进入导向面，其一端制成，为使导板能容易的进入导向面，其一端制成3030，导板可根据标准选用，导板可根据标准选用（图图6.3.13）。）。 （6 6）拉深模具的排气）拉深模具的排气 上模排气设置时要加出气管或加盖板以防止杂质落入，上模排气设置时要加出气管或加盖板以防止杂质落入，如图如图6.3.14。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.12 凹模和压边圈之间的导向a) 凸台在凹模上；b)凸台在压边圈上 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 图6.3.13导板结构尺寸2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.14排气孔的设置2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计6.3.2覆盖件修边模覆盖件修边模 覆盖件修边模就是特殊的冲裁模，与一般冲孔、落料模覆盖件修边模就是特殊的冲裁模，与一般冲孔、落料模的主要区别是：所要修边的冲压件形状复杂，模具分离刃口的主要区别是：所要修边的冲压件形状复杂，模具分离刃口所在的位置可能是任意的空间曲面；冲压件通常存在不同程所在的位置可能是任意的空间曲面；冲压件通常存在不同程度的弹性变形；分离过程通常存在较大的侧向压力等。度的弹性变形；分离过程通常存在较大的侧向压力等。1.1.修边模具的结构修边模具的结构 （1 1）修边模具的分类）修边模具的分类 覆盖件修边模可分为覆盖件修边模可分为垂直修边模垂直修边模（图图6.3.15）、）、水平修边水平修边模模和和倾斜修边模倾斜修边模（图图6.3.16）。）。 （2 2）典型的修边模具）典型的修边模具 图图 6.3.17是汽车后门柱外板垂直修边冲孔模。是汽车后门柱外板垂直修边冲孔模。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.15垂直修边模1-下模；2-凸模镶块；3-上模；4-凹模镶块；5-卸件器 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 6.3.16水平修边模和倾斜修边模1 1、15-15-复复位位弹弹簧簧；2-2-下下模模；3-3-、1616滑滑块块；4 4、17-17-修修边边凹凹模模；5 5、12-12-斜斜楔楔；6 6、1313凸凸模模镶镶块块；7-7-上上模；模；8-8-卸件器；卸件器； 10- 10-螺钉；螺钉；9-9-弹簧；弹簧；1111、1414防磨板；防磨板；18-18-背靠快背靠快 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图 6.3.17汽车后门柱外板垂直修边冲孔模1-上模座；2-卸料螺钉；3-弹簧；4-卸料板；5-导板；6-凹模镶块组；7-导柱； 8-导套；9-下模座；10-顶出器；11-顶出气缸；12-凸模镶块组； 13-废料刀组；14-限位器2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2.2.修边凸模与凹模镶件修边凸模与凹模镶件 修边凸模和凹模刃口结构形式有两种：一是采用修边凸模和凹模刃口结构形式有两种：一是采用堆焊形式堆焊形式，即在主模体或模板上堆焊修出刃口，二是即在主模体或模板上堆焊修出刃口，二是采用凸模采用凸模、凹模镶件凹模镶件拼合而成。按修边制件图绘制凸模和凹模镶件图时拼合而成。按修边制件图绘制凸模和凹模镶件图时, ,不标注整不标注整体尺寸。在凸模镶件图上注明体尺寸。在凸模镶件图上注明“按修边样板加工按修边样板加工”；在凹模镶；在凹模镶件图上件图上, ,则注明则注明“按凸模镶件配制按凸模镶件配制, ,考虑冲裁间隙考虑冲裁间隙”。 （1 1）镶件分块的原则）镶件分块的原则小圆弧部分单独作为一块小圆弧部分单独作为一块, ,接合面距切点接合面距切点5 510mm10mm。大圆。大圆弧、长直线可以分成几块，接合面与刃口垂直弧、长直线可以分成几块，接合面与刃口垂直, ,并且不宜过长，并且不宜过长，一般取一般取121215mm.15mm.； 凸模上和凹模上的接合面应错开凸模上和凹模上的接合面应错开5 510 mm,10 mm,以免产生毛以免产生毛剌；剌； 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 易磨损比较薄弱的局部刃口，应单独做成一块，以易磨损比较薄弱的局部刃口，应单独做成一块，以便于更换；便于更换； 凸模的局部镶块用于转角、易磨损和易损坏的部位，凸模的局部镶块用于转角、易磨损和易损坏的部位，凹模的局部镶块装在转角和修边线带有突出和凹槽的地方。凹模的局部镶块装在转角和修边线带有突出和凹槽的地方。各镶块在模座组装好后，再进行仿形加工，以保证修边形状各镶块在模座组装好后，再进行仿形加工，以保证修边形状和刃口间隙的配做要求。和刃口间隙的配做要求。 （2）镶件固定与定位）镶件固定与定位 图图6.3.18所示为修边镶件的一般结构。所示为修边镶件的一般结构。 图图 6.3.19所示是两种常用的镶件固定形式的示意图。所示是两种常用的镶件固定形式的示意图。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.18修边镶件结构及刃口拼合面 图 6.3.19 镶件的固定形式2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计3.废料刀的设计废料刀的设计 覆盖件的废料外形尺寸大，修边线形状复杂，不可能采用覆盖件的废料外形尺寸大，修边线形状复杂，不可能采用一般卸料圈卸料，需要先将废料切断后卸料才方便和安全。有一般卸料圈卸料，需要先将废料切断后卸料才方便和安全。有些零件在修边时不能用制件本身形状定位的零件，则可用废料些零件在修边时不能用制件本身形状定位的零件，则可用废料刀定位。刀定位。 （1）废料刀的结构：）废料刀的结构： 废料刀也是修边镶块的组成部分，镶块式废料刀是利用修废料刀也是修边镶块的组成部分，镶块式废料刀是利用修边凹模镶块的接合面作为一个废料刀刃口，相应地在修边凸模边凹模镶块的接合面作为一个废料刀刃口，相应地在修边凸模镶块外面装废料刀作为另一个废料刀刃口组成镶块式废料刀镶块外面装废料刀作为另一个废料刀刃口组成镶块式废料刀 (如图如图6.3.20、图图6.3.21所示所示)。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 （2 2）废料刀的布置）废料刀的布置 为为了了使使废废料料容容易易落落料料下下，废废料料刀刀的的刃刃口口开开口口角角通通常常取取1010，且且应顺向布置，应顺向布置，如图如图6.3.226.3.22所示。所示。 为为了了使使废废料料容容易易落落下下，废废料料刀刀的的垂垂直直壁壁应应尽尽量量避避免免相相对对布布置置。当当不不得不相对布置时，可改变刃口角度，如得不相对布置时，可改变刃口角度，如图图 6.3.23 6.3.23所示。所示。 另另外外修修边边线线上上有有凸凸起起部部分分时时，为为了了防防止止废废料料卡卡住住，要要在在凸凸起起部部位位配置切刀，配置切刀，如图如图6.3.226.3.22所示。所示。 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计1-废料刀；2-凸模图6.3.22废料刀顺向布置 图 6.3.23 废料刀相对布置2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 6.3.3覆盖件翻边模覆盖件翻边模 根据翻边模的结构特点和复杂程度，覆盖件的翻边模根据翻边模的结构特点和复杂程度，覆盖件的翻边模可分为以下六种类型。可分为以下六种类型。 （1 1）垂直翻边模）垂直翻边模 （2 2）斜楔翻边模）斜楔翻边模 （3 3）斜模两面开花翻边模）斜模两面开花翻边模 （4 4）斜楔圆周开花翻边模）斜楔圆周开花翻边模 （5 5）斜楔两面向外翻边模）斜楔两面向外翻边模 （6 6）内外全开花翻边模）内外全开花翻边模 2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计2.2.翻边模结构设计示例翻边模结构设计示例 （1 1）双斜楔窗口插入式翻边凸模扩张模具结构）双斜楔窗口插入式翻边凸模扩张模具结构 图图6.3.25所示为利用覆盖件上的窗口，插入凸模扩张斜楔所示为利用覆盖件上的窗口，插入凸模扩张斜楔。 （2 2）翻边凸模缩小与翻边凹模扩张的模具结构）翻边凸模缩小与翻边凹模扩张的模具结构 图图6.3.26所示为覆盖件窗口向外翻边的模具结构。所示为覆盖件窗口向外翻边的模具结构。 （3 3）斜楔两面开花翻边模）斜楔两面开花翻边模 图图6.3.276.3.27翻边模属两面开花式结构。翻边模属两面开花式结构。 （4 4）气缸复位的翻边模）气缸复位的翻边模 图图6.3.286.3.28所示为气缸复位的翻边模。所示为气缸复位的翻边模。2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.25 窗口插入式翻边凸模扩张结构1、4-斜楔座；2、13-滑板；3、6-斜楔块；5-限位板；7、12-复位弹簧； 8、11-滑块；9-翻边凸模；10-翻边凹模2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.26 翻边凸模收缩与翻边凹模扩张结构1、15-限位块；2-压块；3、4-斜楔块；5-滑块；6、12-弹簧；7-顶杆；8-翻边凸模；9-压板；10-斜楔；11-翻边凹模；13-活动底板；14-下模座2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.27斜楔两面开花式结构1、7、9-斜楔；2-滑板；3-滑块；4、5、16-弹簧；6-轴销；8-活动翻边凸模；10-键；11-导套；12固定块；13-压件器；14-凸模座；15-定位块；17-螺钉；18-导柱；19上模座；20-翻边凹模2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计图6.3.28气缸复位的翻边模1-压件器；2-翻边凸模；3-翻边凹模；4-滑块；5-滑块座；6-气缸固定板；7-气缸；8-斜楔2021/6/7冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！