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轎車覆蓋件模具制造和沖壓件生產(chǎn)
閱讀：178 發(fā)布時間：2022-6-28
轎車車身覆蓋件模具設(shè)計
轎車覆蓋件模具是轎車生產(chǎn)的主要模具。現(xiàn)以轎車覆蓋件沖壓模具為例，從以下幾方面介紹其設(shè)計制造思路：
設(shè)計原則
轎車覆蓋件模具設(shè)計應(yīng)遵循以下基本原則：
（1）沖壓方向的確定必須合理。轎車覆蓋件沖壓方向設(shè)計是否合理，決定著能否拉伸出滿意的覆蓋件產(chǎn)品，而且直接影響到工藝補充部分多少和壓料面的形狀以及模具硬度和使用壽命。
（2）壓料面形狀的確定必須有效。覆蓋件拉伸成形的壓料面形狀是保證拉伸過程中材料不破裂和順利成形的首要條件。為實現(xiàn)這個目的，應(yīng)使壓料面形成一定的傾斜角來降低拉伸深度，同時形成平壓料面來實現(xiàn)壓料效果。還必須通過壓料圈和凸模形狀保持一定幾何關(guān)系，使材料在拉伸過程中始終處于緊張狀態(tài)能平穩(wěn)地緊貼凸模，不允許有多余的材料產(chǎn)生皺紋，且保持壓料效果。為確保壓料面平滑光順使毛料向凹模型腔內(nèi)流動，壓料面不得有局部鼓包、凹坑和下陷。如果壓料面是拉伸件本身的凸緣且其上有凸起和下陷時，應(yīng)增加整形工序。壓料面和沖壓方向的夾角大于90°時，會增加進料阻力，因此是不可取的。
（3）工藝補充面的確定必須充分。工藝補充面既是實現(xiàn)拉伸的條件，又是增加變形程度和提高零件鋼度的必要補充。它將直接影響到拉伸成型以及后續(xù)的修邊、整形、翻邊等工序。
（4）模具設(shè)計必須整體規(guī)劃。對于轎車覆蓋件深沖模具的設(shè)計必須結(jié)合日后工藝，合理進行整體規(guī)劃，應(yīng)采用多次級進模具的設(shè)計方案，在盡可能保證產(chǎn)品形變回彈量、表面質(zhì)量等前提下，減少級進次數(shù)，以幫助企業(yè)減少模具制造成本、保養(yǎng)成本，提高生產(chǎn)節(jié)拍。
沖壓模具設(shè)計關(guān)注點
轎車覆蓋件模具設(shè)計還必須注意這幾個關(guān)注點：
（1）拉伸件的圓角和直線設(shè)計。拉伸件有圓角和直線部分時，在直線部分設(shè)置拉伸筋，使進料速度得到平衡；如果在拉伸件直線部分的深度淺的部分設(shè)置了拉伸筋，那么深度深的直線部分就不必設(shè)置拉伸筋。
（2）模具內(nèi)外圈設(shè)計。淺拉伸件的圓角和直線部分均應(yīng)設(shè)置拉伸筋，但圓角部分只可設(shè)置一條拉伸筋，而直線部分則可設(shè)置1-3條拉伸筋；如果有多條拉伸筋時，就應(yīng)是“外松內(nèi)緊”，即模具外圈拉伸筋“松”些，而模具內(nèi)圈拉伸筋“緊”些，這樣通過改變拉伸筋高度就能達(dá)到這個目的。
（3）拉伸筋輪廓應(yīng)呈凸凹曲線形狀。在凸曲線部分應(yīng)設(shè)置寬度拉伸筋。而在凹曲線部分可以不設(shè)置拉伸筋；拉伸筋或者拉伸檻應(yīng)盡量靠近拉伸筋模圓角，這樣可以增加材料利用率和減少模具外廓尺寸，但要考慮不要影響修邊模的強度。
制造步驟
轎車覆蓋件模具的制造主要有以下幾個步驟：
（1）模具概念設(shè)計。轎車車身是復(fù)雜的自由曲面集合體，覆蓋件概念設(shè)計一般是采用CAD三維造型軟件實現(xiàn)的，對所需分析數(shù)據(jù)及其關(guān)系進行抽象和概括，并建立計算機數(shù)據(jù)處理后的基礎(chǔ)模型。概念設(shè)計也是對客觀實體的數(shù)據(jù)抽象，它反映了實體的具體屬性和實體之間的關(guān)系，從而將具體實體抽象到數(shù)據(jù)模型。因此，通過概念設(shè)計可以確定各覆蓋件實體及其屬性之間的關(guān)系。具體到轎車覆蓋件拉伸模具的設(shè)計，實體就是拉伸模具在設(shè)計過程中起決定性作用的對象，就是對實體從不同方面建立的數(shù)據(jù)模型。
（2）模具實體設(shè)計。覆蓋件實體設(shè)計一般是采用CAE有限元分析仿真軟件實現(xiàn)的，應(yīng)用CAE技術(shù)必須注意這幾點：首先應(yīng)充分了解被加工覆蓋件的材料牌號、材料規(guī)格、材料延伸率和展開面積等材料性能，并正確預(yù)測覆蓋件實體沖壓時可能產(chǎn)生的起皺、破裂、表面質(zhì)量、回彈等缺陷。其次應(yīng)充分考慮轎車覆蓋件沖壓模具實體設(shè)計時選用的材料屬性，如材料規(guī)格、材料牌號和材料強度等，并正確掌握沖壓模具和沖壓設(shè)備連接方式以及連接尺寸等要求。最后應(yīng)充分了解沖壓設(shè)備屬性，如沖壓設(shè)備型號、過載保護壓力、離合器壓力、氣墊頂出壓力、移動工作壓力、壓機行程距離等。
（3）模具符合性驗證。模具符合性驗證就是驗證模具安裝尺寸、模具硬度、定位銷和定位塊位置、模腔尺寸等是否符合設(shè)計圖紙的規(guī)定要求，以及組裝后驗證模具是否符合設(shè)計圖紙規(guī)定的裝配調(diào)正技術(shù)條件要求，也就是模具尚未安裝到使用設(shè)備的靜態(tài)驗證。
（4）模具適用性驗證。模具適用性驗證就是在模具滿足符合性驗證后，將組裝好的模具安裝到規(guī)定設(shè)備，按規(guī)定產(chǎn)品來驗證規(guī)定工藝參數(shù)、規(guī)定批量生產(chǎn)能力的動態(tài)驗證。適用性驗證目的是驗證該模具加工產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品圖紙要求和產(chǎn)品裝配性能要求。因此，適用性驗證結(jié)論應(yīng)得到主要用戶的確認(rèn)。
轎車覆蓋件的生產(chǎn)組織
現(xiàn)以轎車覆蓋件中比較復(fù)雜的主要零件車頂為例，介紹轎車車身覆蓋件的沖壓生產(chǎn)線組織。
生產(chǎn)組織思路
轎車企業(yè)沖壓生產(chǎn)線設(shè)計的思路可以歸納為以下幾點：
（1）應(yīng)限度地發(fā)揮轎車覆蓋件沖壓設(shè)備的生產(chǎn)效率。為達(dá)到轎車覆蓋件沖壓設(shè)備優(yōu)化配置目的，轎車企業(yè)一定要對生產(chǎn)設(shè)備的使用性能、使用范圍、使用維護和模具快速換模輔件進行全面考慮。因此，企業(yè)在進行轎車覆蓋件沖壓生產(chǎn)線設(shè)計時，就應(yīng)將企業(yè)現(xiàn)有沖壓設(shè)備固定資產(chǎn)存量和新增固定資產(chǎn)增量一起考慮，才能限度地發(fā)揮企業(yè)固定資產(chǎn)的生產(chǎn)效率。
（2）應(yīng)事前作好可行性調(diào)研。轎車企業(yè)在引進沖壓線及其相關(guān)設(shè)備配置時，既要防止引進那些過時的設(shè)備，又要考慮所引進的技術(shù)和設(shè)備要符合國情、符合企業(yè)的實際使用能力，并滿足不同的產(chǎn)品品種、產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品系列的要求。
轎車覆蓋件模具是轎車生產(chǎn)的主要模具。現(xiàn)以轎車覆蓋件沖壓模具為例，從以下幾方面介紹其設(shè)計制造思路：
設(shè)計原則
轎車覆蓋件模具設(shè)計應(yīng)遵循以下基本原則：
（1）沖壓方向的確定必須合理。轎車覆蓋件沖壓方向設(shè)計是否合理，決定著能否拉伸出滿意的覆蓋件產(chǎn)品，而且直接影響到工藝補充部分多少和壓料面的形狀以及模具硬度和使用壽命。
（2）壓料面形狀的確定必須有效。覆蓋件拉伸成形的壓料面形狀是保證拉伸過程中材料不破裂和順利成形的首要條件。為實現(xiàn)這個目的，應(yīng)使壓料面形成一定的傾斜角來降低拉伸深度，同時形成平壓料面來實現(xiàn)壓料效果。還必須通過壓料圈和凸模形狀保持一定幾何關(guān)系，使材料在拉伸過程中始終處于緊張狀態(tài)能平穩(wěn)地緊貼凸模，不允許有多余的材料產(chǎn)生皺紋，且保持壓料效果。為確保壓料面平滑光順使毛料向凹模型腔內(nèi)流動，壓料面不得有局部鼓包、凹坑和下陷。如果壓料面是拉伸件本身的凸緣且其上有凸起和下陷時，應(yīng)增加整形工序。壓料面和沖壓方向的夾角大于90°時，會增加進料阻力，因此是不可取的。
（3）工藝補充面的確定必須充分。工藝補充面既是實現(xiàn)拉伸的條件，又是增加變形程度和提高零件鋼度的必要補充。它將直接影響到拉伸成型以及后續(xù)的修邊、整形、翻邊等工序。
（4）模具設(shè)計必須整體規(guī)劃。對于轎車覆蓋件深沖模具的設(shè)計必須結(jié)合日后工藝，合理進行整體規(guī)劃，應(yīng)采用多次級進模具的設(shè)計方案，在盡可能保證產(chǎn)品形變回彈量、表面質(zhì)量等前提下，減少級進次數(shù)，以幫助企業(yè)減少模具制造成本、保養(yǎng)成本，提高生產(chǎn)節(jié)拍。
沖壓模具設(shè)計關(guān)注點
轎車覆蓋件模具設(shè)計還必須注意這幾個關(guān)注點：
（1）拉伸件的圓角和直線設(shè)計。拉伸件有圓角和直線部分時，在直線部分設(shè)置拉伸筋，使進料速度得到平衡；如果在拉伸件直線部分的深度淺的部分設(shè)置了拉伸筋，那么深度深的直線部分就不必設(shè)置拉伸筋。
（2）模具內(nèi)外圈設(shè)計。淺拉伸件的圓角和直線部分均應(yīng)設(shè)置拉伸筋，但圓角部分只可設(shè)置一條拉伸筋，而直線部分則可設(shè)置1-3條拉伸筋；如果有多條拉伸筋時，就應(yīng)是“外松內(nèi)緊”，即模具外圈拉伸筋“松”些，而模具內(nèi)圈拉伸筋“緊”些，這樣通過改變拉伸筋高度就能達(dá)到這個目的。
（3）拉伸筋輪廓應(yīng)呈凸凹曲線形狀。在凸曲線部分應(yīng)設(shè)置寬度拉伸筋。而在凹曲線部分可以不設(shè)置拉伸筋；拉伸筋或者拉伸檻應(yīng)盡量靠近拉伸筋模圓角，這樣可以增加材料利用率和減少模具外廓尺寸，但要考慮不要影響修邊模的強度。
制造步驟
轎車覆蓋件模具的制造主要有以下幾個步驟：
（1）模具概念設(shè)計。轎車車身是復(fù)雜的自由曲面集合體，覆蓋件概念設(shè)計一般是采用CAD三維造型軟件實現(xiàn)的，對所需分析數(shù)據(jù)及其關(guān)系進行抽象和概括，并建立計算機數(shù)據(jù)處理后的基礎(chǔ)模型。概念設(shè)計也是對客觀實體的數(shù)據(jù)抽象，它反映了實體的具體屬性和實體之間的關(guān)系，從而將具體實體抽象到數(shù)據(jù)模型。因此，通過概念設(shè)計可以確定各覆蓋件實體及其屬性之間的關(guān)系。具體到轎車覆蓋件拉伸模具的設(shè)計，實體就是拉伸模具在設(shè)計過程中起決定性作用的對象，就是對實體從不同方面建立的數(shù)據(jù)模型。
（2）模具實體設(shè)計。覆蓋件實體設(shè)計一般是采用CAE有限元分析仿真軟件實現(xiàn)的，應(yīng)用CAE技術(shù)必須注意這幾點：首先應(yīng)充分了解被加工覆蓋件的材料牌號、材料規(guī)格、材料延伸率和展開面積等材料性能，并正確預(yù)測覆蓋件實體沖壓時可能產(chǎn)生的起皺、破裂、表面質(zhì)量、回彈等缺陷。其次應(yīng)充分考慮轎車覆蓋件沖壓模具實體設(shè)計時選用的材料屬性，如材料規(guī)格、材料牌號和材料強度等，并正確掌握沖壓模具和沖壓設(shè)備連接方式以及連接尺寸等要求。最后應(yīng)充分了解沖壓設(shè)備屬性，如沖壓設(shè)備型號、過載保護壓力、離合器壓力、氣墊頂出壓力、移動工作壓力、壓機行程距離等。
（3）模具符合性驗證。模具符合性驗證就是驗證模具安裝尺寸、模具硬度、定位銷和定位塊位置、模腔尺寸等是否符合設(shè)計圖紙的規(guī)定要求，以及組裝后驗證模具是否符合設(shè)計圖紙規(guī)定的裝配調(diào)正技術(shù)條件要求，也就是模具尚未安裝到使用設(shè)備的靜態(tài)驗證。
（4）模具適用性驗證。模具適用性驗證就是在模具滿足符合性驗證后，將組裝好的模具安裝到規(guī)定設(shè)備，按規(guī)定產(chǎn)品來驗證規(guī)定工藝參數(shù)、規(guī)定批量生產(chǎn)能力的動態(tài)驗證。適用性驗證目的是驗證該模具加工產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品圖紙要求和產(chǎn)品裝配性能要求。因此，適用性驗證結(jié)論應(yīng)得到主要用戶的確認(rèn)。
轎車覆蓋件的生產(chǎn)組織
現(xiàn)以轎車覆蓋件中比較復(fù)雜的主要零件車頂為例，介紹轎車車身覆蓋件的沖壓生產(chǎn)線組織。
生產(chǎn)組織思路
轎車企業(yè)沖壓生產(chǎn)線設(shè)計的思路可以歸納為以下幾點：
（1）應(yīng)限度地發(fā)揮轎車覆蓋件沖壓設(shè)備的生產(chǎn)效率。為達(dá)到轎車覆蓋件沖壓設(shè)備優(yōu)化配置目的，轎車企業(yè)一定要對生產(chǎn)設(shè)備的使用性能、使用范圍、使用維護和模具快速換模輔件進行全面考慮。因此，企業(yè)在進行轎車覆蓋件沖壓生產(chǎn)線設(shè)計時，就應(yīng)將企業(yè)現(xiàn)有沖壓設(shè)備固定資產(chǎn)存量和新增固定資產(chǎn)增量一起考慮，才能限度地發(fā)揮企業(yè)固定資產(chǎn)的生產(chǎn)效率。
（2）應(yīng)事前作好可行性調(diào)研。轎車企業(yè)在引進沖壓線及其相關(guān)設(shè)備配置時，既要防止引進那些過時的設(shè)備，又要考慮所引進的技術(shù)和設(shè)備要符合國情、符合企業(yè)的實際使用能力，并滿足不同的產(chǎn)品品種、產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品系列的要求。