1、第三章第三章 拉深件设计拉深件设计本章导读本章导读u汽车覆盖件模具的设计质量直接影响汽车车身的开发周期和质量。而拉深是覆盖件成形中最重要的工序，作为拉深模具设计中心环节的拉深件模型是决定覆盖件最终形状的重要因素理论学习理论学习1.汽车覆盖件拉深工艺汽车覆盖件拉深工艺2.覆盖件的分类覆盖件的分类3.覆盖件的形状分析覆盖件的形状分析4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向5.压料面的确定压料面的确定6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计7.工艺孔和工艺切口工艺孔和工艺切口8.拉深件与修边件、翻边件的关系拉深件与修边件、翻边件的关系9.冲压工艺过程图（冲压工艺过程图（dielayout DL图图）3-
2、1 汽车覆盖件拉深工艺汽车覆盖件拉深工艺u汽车覆盖件拉深工艺的设计原则汽车覆盖件拉深工艺的设计原则1 尽可能用一道拉深工序成形出覆盖件形状因为二次拉深经常会发生拉深不完整的情况造成覆盖件表面质量的恶化2 覆盖件的成形深度应尽可能平缓均匀使各处的变形程度趋于一致在多道工序成形时预先要很好地考虑前后各工序间的协调并保证使各个工序的成形条件都达到良好状态3 成形表面较为平坦的覆盖件时其主要变形方式应为胀形变形适当地设置拉深、拉深槛和设计合适的压料面以调整各个部位的材料变形流动状况达到良好的效果3-1 汽车覆盖件拉深工艺汽车覆盖件拉深工艺u汽车覆盖件拉深工艺的设计原则汽车覆盖件拉深工艺的设计原则4 覆
3、盖件主要结构面上往往有急剧的凸凹折曲和较深的鼓包等局部形状，在形状设计时应尽可能满足。在制定拉深工艺时可以通过加大过渡区域和过渡圆角预加工艺切口等办法改善材料的流动和补充条件5 覆盖件的焊接面不允许存在折皱回弹等质量问题，对不规则的形状只能考虑拉深成形出焊接面6 覆盖件上的孔一般应在零件拉深成形后冲出，以避免预先冲制出的孔在拉深过程中发生变形。如孔位于零件上不变形或变形极小的部位时也可在零件拉深前制出。3-1 汽车覆盖件拉深工艺汽车覆盖件拉深工艺u汽车覆盖件拉深工艺的设计原则汽车覆盖件拉深工艺的设计原则n7 覆盖件拉深的压边圈形状设计应使材料不发生折皱翘曲等质量问题为原则。保证面材料变形流动顺
4、利，同时压料面的形状还应保证坯料定位的稳定性可靠性和送料的方便性安全性。n8 覆盖件在拉深工序之后一般为翻边修边等工序，在进行拉深工序的拉深工艺设计时应充分考虑为后续翻边修边等工序提供良好的工艺条件，包括变形条件结构零件定位送料取件等n9 坯料的送进和拉深件的取出装置应安全方便，有利于覆盖件的自动化流水线生产。3-1 汽车覆盖件拉深工艺汽车覆盖件拉深工艺u影响覆盖件拉深成形的重要工艺要素影响覆盖件拉深成形的重要工艺要素n1.冲压方向n2.翻边展开n3.工艺补充部分n4.压料面n5.工艺孔和工艺切口n6.拉深筋和拉深槛n7.拉深毛坯和预弯3-2 覆盖件的分类覆盖件的分类u浅拉深件u一般拉深件u复
5、杂拉深件。3-2 覆盖件的分类覆盖件的分类u浅拉深件n外门板、上后围等n零件外形特征拉深深度浅（拉深深度浅（50）外形较简单匀称外形较简单匀称平的或基本平的底，或是小台阶的底平的或基本平的底，或是小台阶的底3-2 覆盖件的分类覆盖件的分类u浅拉深件n拉深变形特点拉深中从压边面下获得少量的补充材料，工件本体拉深中从压边面下获得少量的补充材料，工件本体的拉深成形主要依靠自身材料的延伸的拉深成形主要依靠自身材料的延伸变形、应力比较均匀，成形表面的应力数值远小于变形、应力比较均匀，成形表面的应力数值远小于抗拉强度极限，故需采用抗拉强度极限，故需采用拉深槛拉深槛来增加压边面下材来增加压边面下材料的流动阻
6、力，使材料充分塑性变形，以保证制件料的流动阻力，使材料充分塑性变形，以保证制件得到应有的刚度得到应有的刚度一般不会产生破裂一般不会产生破裂3-2 覆盖件的分类覆盖件的分类u一般拉深件n下后围、里门板、水箱护罩等3-2 覆盖件的分类覆盖件的分类u一般拉深件n零件外形特征拉深深度较深（拉深深度较深（120。3-3 覆盖件的形状分析u覆盖件的局部形状n覆盖件的主要结构面上（底部、侧壁或凸缘），往往布置了各种形状的加强筋、装饰性棱线、标记和凸凹平台等。当它们的凸凹方向与拉深方向成某一个有利的角度时，都可以在拉深过程同时压出。3-3 覆盖件的形状分析u覆盖件的局部形状n这些局部形状的成形，大多是在得不到
7、外部金属补充的状态下，完全依靠该部位自身材料的延伸和变薄达到的。此类形状往往要求圆角小，压出印痕又要深，所以有时由于材料局部变薄严重，会产生橘皮状粗糙表面，甚至出现裂纹而使工件报废。3-3 覆盖件的形状分析u覆盖件的局部形状n产生裂纹的原因，是由于局部变形程度超过了材料允许的延伸率，故应校核实际变形是否超出成形极限值。3-3 覆盖件的形状分析u覆盖件的局部形状n产生裂纹的原因，是由于局部变形程度超过了材料允许的延伸率，故应校核实际变形是否超出成形极限值。-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向u在汽车覆盖件拉深工艺设计的整个过程中，冲压方向Stamping Direction 的确定是工艺设计中
8、首先遇到的问题，也是关键的一步。-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向u冲压方向是否合理，不但影响拉深过程中金属的流动和拉深模具结构的设计，在一定程度上决定着拉深工艺的可行性。决定是否能拉深出合格的拉深件，而且还可以创造出良好的拉深条件，直接影响到压料面形状和工艺补充部分的多少，以及拉深后各工序。如整形修边翻边方案的设计。-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向3-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向3-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向3.当凸模与毛坯为点接触时，应适当增大接触面积，防止材料应力集中，造成局部破裂。3-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向3-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方
9、向3-4.拉深件的冲压方向拉深件的冲压方向 3-5.压料面的确定压料面的确定 有些冲压件，产品本身带有法兰面，可以利用有些冲压件，产品本身带有法兰面，可以利用这个法兰面作为压料面。拉深完成后在压料面这个法兰面作为压料面。拉深完成后在压料面上修边，这种办法的优点是节约毛坯材料，工上修边，这种办法的优点是节约毛坯材料，工艺补充部分较小，缺点是法兰面的形状就是产艺补充部分较小，缺点是法兰面的形状就是产品要求的形状，因此压料面不能按最理想的拉品要求的形状，因此压料面不能按最理想的拉深条件构成，有时甚至影响材料的顺畅流动。深条件构成，有时甚至影响材料的顺畅流动。该方法还有一个缺点就是拉深件的外表面上会该
10、方法还有一个缺点就是拉深件的外表面上会留下拉深的痕迹，影响表面质量，因此常应用留下拉深的痕迹，影响表面质量，因此常应用在一些对外观质量要求不严的内覆盖件上在一些对外观质量要求不严的内覆盖件上。3-5.压料面的确定压料面的确定 另外一种情况是冲压件上不带法兰面，不具备压料面条件，需要增加补充部分和压料面才能进行拉深，或者是制件的外表面质量要求特别高，不允许有拉深印痕，只能把压料面部分设在修边线之外时，就可以通过增加工艺补充部分造型出压料面。3-5.压料面的确定压料面的确定 3-5.压料面的确定压料面的确定3-5.压料面的确定压料面的确定3-5.压料面的确定压料面的确定3-5.压料面的确定压料面的
11、确定u压料面夹角必须大于凸模表面夹角 3-5.压料面的确定压料面的确定u压料面的造型：1）首先生成工艺补充部分，再生成压料面；2）同工艺补充部分一起通过截面特征线来创建；3）首先创建压料面，再创建从修边轮廓到压料面的工艺补充部分；3-5.压料面的确定压料面的确定u其中，前两种方法很难保证压料面简单平滑的要求。因此，通常采用第三种方法较为合理，此时压料面的一般是由4条边界曲线所构成的边界网格曲面，可以利用UG提供的Rule或Sweep等方法生成。3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计u工艺补充部分定义n
12、工艺补充部分Addendum 有广义工艺补充部分和狭义工艺补充部分之分广义工艺补充部分包括狭义工艺补充部分和压料广义工艺补充部分包括狭义工艺补充部分和压料面两部分面两部分 狭义工艺补充部分又称拉深台阶是指为改善材料狭义工艺补充部分又称拉深台阶是指为改善材料流动状况而添加的型面延伸部分和侧壁部分它的流动状况而添加的型面延伸部分和侧壁部分它的主要目的是实现拉深成形或创造良好的拉深条件主要目的是实现拉深成形或创造良好的拉深条件使拉深件形状变得简单规范从而降低材料流动时使拉深件形状变得简单规范从而降低材料流动时的阻力和不均匀程度避免局部形成应力集中的阻力和不均匀程度避免局部形成应力集中3-6.工艺补充
13、部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-7.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计
14、3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计nA：底面，从工件的修边线到凸模圆角调整时，不致因R凸修磨变大而影响工件尺寸3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计nA：底面，从工件的修边线到凸模圆角保证修边刃口的强度要求l用拉深槛定位时：A8,l用侧壁定位时：A53-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计nA：底面，从工件的修边线到凸模圆角满足定位的结构要求3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计nB：凸模圆角面降低变形阻力降低变形阻力一般拉深件：R凸=（48）t复杂拉深件：R凸10t3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计nC：侧壁面使
15、拉深件沿凹模周边形成一定的深度3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计nC：侧壁面控制工件表面有足够的拉应力，保证毛坯全部延展，减小皱纹的形成3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补
16、充部分的设计工艺补充部分的设计3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计其中，HR；(R=5,6,8)ARR1R2C；B2RR3R4C；C 值按以下条件确定：R2=12 时，C8；R2=2.5 以上时，C6；3-6.工艺补充部分的设计工艺补充部分的设计-7.工艺孔及工艺切口工艺孔及工艺切口3-7.工艺孔及工艺切口工艺孔及工艺切口预冲工艺孔拉深车门外板-7.工艺孔及工艺切口工艺孔及工艺切口窗口反拉深、切两个工艺孔 3-8.拉深件与修边件、翻边件的关系拉深件与修边件、翻边件的关系3-8.拉深件与修边件、翻边件的关系拉深件与修边件、翻边件的关系3-8.拉深件与修边件、翻边件的关系拉深件与修边件、翻边件的关系3-8.拉深件与修边件、翻边件的关系拉深件与修边件、翻边件的关系3-8.拉深件与修边件、翻边件的关系拉深件与修边件、翻边件的关系
