1、前圍外板加強板拉延模設計摘要：此前圍外板加強板是我廠出口國外右置車而開發(fā)的汽車覆蓋件。在這個產品的制造過程中，我分擔了工藝補充-DL圖的三維設計和拉延模的設計工作。本文主要介紹DL圖以及拉延模具的三維設計思想，重要工藝參數(shù)與模具結構方案的確定。1、前言前圍外板加強板為汽車覆蓋件，其特點是尺寸精度要求高，幾何尺寸大，型面為三維立體曲面。而提供的原始數(shù)據是CATIA的model三維數(shù)據，經過轉換PART零件后曲面比較破碎，這給數(shù)據的修復帶來很大的麻煩，因為數(shù)控加工時曲面是唯一的加工依據，所以必須認真修復它。同時，此模具要求能在兩臺設備上工作，結構比較緊湊，這給模具設計也帶來了一定的難度。2、產品及

2、沖壓工藝介紹2.1 產品介紹 產品介紹見圖1所示：（已修復）圖12.1.1 產品名稱：前圍外板加強板2.1.2 材料：08AL2.1.3 料厚：板料 1.0 GB132372.2 沖壓工藝介紹： 拉延 修邊 翻邊整形該拉延模為第一道工序，拉延成DL圖所示形狀（如圖4）。2.3 DL圖的三維建立 據產品圖分析，其表面剛性較強，周邊的拉延筋采取非封閉式，修邊線不在壓料面上，拉延筋采用整體半圓拉延筋。如圖2：圖2 確定修邊線及拉延筋后，就可對數(shù)據進行工藝補充。由于曲面建模過程比較復雜，最終的數(shù)據格式又必須是PRO/E的part格式文件，而PRO/E軟件對復雜的曲面建模比較繁瑣且有一定的困難，所以采用

3、CATIA軟件建模，然后再轉換成PRO/E的part格式進行處理。經過對產品的認真分析，A、B兩處變形較大，為走料順利，防止拉裂，故加大此處的放料尺寸，順曲面延拓了80mm,其他三邊延拓30mm。最終所建數(shù)模如圖4圖3圖43、使用設備的技術規(guī)格此模具使用的設備為 J36-800/J39-630機械壓力機，J36-800主要技術參數(shù)如下：滑塊公稱壓力 800噸封閉高度調節(jié)量 500mm最大裝模高度 1200mm滑塊行程 500mm工作臺板尺寸 1800X4000mm滑塊底面尺寸 1550X3640mmJ39-630主要技術參數(shù)如下：滑塊公稱壓力 630噸封閉高度調節(jié)量 400mm最大裝模高度 9

4、40mm滑塊行程 500mm工作臺板尺寸 2000X4000mm滑塊底面尺寸 2000X2000mm4、沖壓工藝性分析及方案的確定產品沖壓工藝性能的好壞直接影響產品的質量，以及材料利用率，模具使用壽命，模具制造及調整的工作量。4.1 沖壓方向通過對產品圖紙的研究，根據產品幾何形狀的特點可以發(fā)現(xiàn)，該產品左右基本對稱，而第一道工序拉延件則完全對稱，所以選擇制件外表面朝上定位，工藝補充所做的三個較大凸包為反拉延狀態(tài)是最理想的工作狀態(tài)。4.2 定位方式該產品是汽車覆蓋件，與其他件相配合，所以對產品的表面質量要求比較高。為了保證制件定位可靠，操作方便，且下料尺寸由試驗確定，決定采用四周用可調定位塊定位，

5、定位方式見右圖： 4.3 取件裝置為了使工人取件方便，在模具上設計安裝8個標準彈簧頂銷裝置。 4.4 托桿位置的確定由于受拉延凸模的寬度的限制，托桿寬度方向的位置不能以工作臺中心線對稱，應偏移一個托桿孔的距離。而長度方向要適合于兩臺設備，凸模上的托桿孔設計為長方形。如下圖:4.5 工作部分的結構方式為了節(jié)省材料，便于模具制造與維修，降低模具制造成本，縮短模具制造周期，根據此大型覆蓋件拉延模的工作特點，凸模、凹模、壓料圈三大件采用整體鑄造結構。4.6 基準點的確定隨著計算機CAD/CAM技術的迅速發(fā)展及數(shù)控機床的普及應用，現(xiàn)在模具零部件的加工由過去依靠樣板，模型的一般機械加工向高速度、高精度的數(shù)

6、控加工方向轉變，使產品精度極大提高，模具制造周期縮短，鉗工的勞動強度降低，適應了模具市場激烈競爭的需要。為了方便計算機輔助設計編程及數(shù)控加工，采用在產品上選取設計基準點的方法，但選取基準點時要注意：、基準點最好選在產品內部三維方向坐標線的交點上。、同一產品各工序的基準點盡量選取一致，既只選一個基準點。避免產生混淆，造成不應有的損失。、基準點的選取要有利于模具結構的表達以及模具領部件的加工。由于提供的是三維數(shù)據，此模具的基準點坐標參考產品圖的原始坐標定位，其基準點為x,y,z(1300,0,-390)4.7 此覆蓋件拉延模設計應注意的幾個問題、在建三維DL圖是盡可能考慮減小拉延深度，而且使深度均

7、勻。、壓料面應盡量設計為曲率很小的雙曲面，并且與拉延凸模的形狀保持一定的幾何關系，保證在拉延過程中毛坯處于張緊狀態(tài)，并能平穩(wěn)地緊貼凸模，防止起皺。、為了防止起皺，合理采用拉延筋來加大進料阻力；或是利用拉延筋合理布排，改善毛坯在壓料圈下的流動，使金屬流動趨于均勻。、由于是大型覆蓋件，拉延過程中會產生很大的氣流，影響拉延質量，所以必須在凸模、凹模上合理的位置布上通氣孔，通氣孔需設在對成形無影響且鉆孔方便的部位，標準孔6，通氣孔垂直于水平方向鉆出。、單動拉延時，壓料圈在抬起狀態(tài)下，導向段長度必須大于50。雙動模中，在凸模接觸毛坯時，導向段長度必須大于50。、凹模中對拉延沒有影響的部分要設置空刀，目的

8、是減少研配工時，可在空刀部積存生產中的垃圾。、在局部變形比較劇烈的地方進行沖孔或切口以改善材料流動的情況（應盡量把沖孔和切口工序放到落料模中去）。但在拉延外表件時，沖孔和切口產生的切屑易造成拉延件表面點狀損傷。刃口部的間隙要取得比一般的大，單面間隙為料厚的10。、頂出器應設置在棱邊附近，頂出力必須平衡，外表件時避免頂在產品有用部分，若必須頂在有用部分內時，應采用橡膠頂銷。5 模具結構此拉延模是采用PRO/E三維建模方式，按top-down的設計思想，把DL圖作為參照數(shù)據,也就是骨架模型，分別確定凸模、凹模、壓料圈三大件的型面，利用直觀的空間結構，逐一對三大件進行初步的設計，通過外部復制幾何，正

9、確布置各部件的空間位置，有效避免干涉。采用PRO/E全相關性的設計思想，方便地就能調整整個模具中相關聯(lián)的數(shù)據，尤其在輸出的二維圖中，而不用去調整每個投影圖。PRO/E對實體造型，尤其是對比較復雜的鑄造件建模時，充分利用直觀的空間結構，布置加強筋、減重孔，凸臺等使其結構更趨合理性，達到產品優(yōu)化結構設計的目的。在給定每種部件材料密度時，PRO/E能對任何空間構造的幾何體精確算出其重量，可以比較準確地估算出制造成本。同時，模具設計完后，在模具制造加工過程中可以免去很多因圖紙比較復雜而必須現(xiàn)場服務的工作，如鑄造件在制作模型時，往往廠家會要求設計者必須去現(xiàn)場指導，而三維建的數(shù)模，很直觀，他們很容易看懂。

10、模具結構見圖示：軸側圖上平面圖下平面圖A-A剖面圖N-N剖面圖5.1工作部分與定位零件：工作部分零件由拉延凸模，凹模，壓料圈，定位塊等組成。5.2 導向零件對拉延模來講，其精度沒有落料沖孔模的要求高，而且拉延模在制造過程中可能存在間隙不均勻，從而導致側向力。所以，此模具采用導板導向，既可以準確對中，又可以有效地防止側向力。導向滑面位置的設置和數(shù)量的選定，必須保證凸模與壓料圈在前后左右以及旋轉方向上不產生晃動。5.3 拉延模的材料根據模具結構和產量的具體情況，選擇適當?shù)牟牧?。對于大型覆蓋件的整體拉延模，由于尺寸大、形狀復雜，宜采用鑄造結構。此模具為了節(jié)省模具鋼，降低制造成本，縮短制造周期，凸模、

11、凹模、壓邊圈都采用了整體結構，然后表面淬火，時效處理。鑄件采用MoCr鑄鐵。6、模具的工作原理工作時，氣墊上升帶動托桿，托桿把壓料圈頂起，此時把板料放在壓料圈的定位裝置內，上模通過壓床滑塊下行，接觸制件表面與壓料圈作用逐漸壓緊板料。上模繼續(xù)下行，壓料圈由于上模的壓力跟隨下行，當板料接觸到下模上表面時，拉延開始。當拉延結束時，壓床滑塊到達下死點位置，限制器限制其行程，拉延終止。整個拉延工作過程全部完成?；爻虝r，滑塊帶動上模上行，壓料圈由氣墊作用上升，上模繼續(xù)上行，當上模離開制件時，頂出器在彈簧的作用下將制件頂起，壓料圈上升到最高點靜止，由操作工人將制件取出。 7、重要工藝參數(shù)的計算確定與校核7.1 壓料力的計算：毛坯的尺寸:760x2200。壓邊力可以按下面經驗公式計算：Q=Axqx25% 公斤式中 A毛坯總面積； q壓料單位壓力，q為公斤/mm2；Q=760x2200x0.25x25% =104500公斤 =104.5噸7.2 拉延力的計算： 拉延力可按經驗公式計算：P=hlsb 公斤 式中h系數(shù),取0.70.9 l毛坯周長（mm） s料厚 (mm) b抗拉強度，b為Kg/mm²P=0.9x5920x1x40 =190440 公斤 =190.4 噸8、該拉延模