1.3 拉延筋技术 1。3。1 拉延筋在板料拉深中的作用 拉深成形生产中，尤其是象车身覆盖件等这样的大型工件的拉深工序中， 往往会因为零件几何型面的不对称，使得板坯在成形时各处材料沿凹模口的 流动速度不均衡(图1一1)，造成拉深后的工件，局部减薄量大出现颈缩或者 破裂，而有些部位出现起皱、波纹等质量缺陷。为了改善这种状况，需要在 压料面上控制对工件不同部位提供的进料阻力(毛坯在进入凹模前遇到的阻 力)，即在需要材料多的部位相应的进料阻力小，而在需要材料少的部位相应 的进料阻力大(图1一)，从而平衡坯料在凹模口部的流动速度差异(图1刁)， 提高零件成形质量。 改变压料面上进料阻力的方法有: 1.改变压边力或采用变压边力压边、 2.改变压料面与模具之间的间隙、 3.改变凹模口圆角半径 4.设置拉延筋等。 设置拉延筋是应用较灵活方便、修改较容易的一种方法，主要表现为，润: (1) 控制变形区材料的进料阻力，调节冲压变形区的拉力及其分布: (2) 通过对拉延筋各项参数的适当配置，能够通过均衡工件各部分的进 料阻力来调节材料的流动情况，增加坯料流动的稳定性，得到变形均匀的冲 压件; (3) 使用拉延筋后，压料面间隙可适当加大，表面精度可适当降低，从 而减少压料面的磨损，降低模具制造成本; (4) 通过增加径向拉应力，使材料的塑性变形程度、硬化程度得以提高， 减少由于变形不足而产生的松弛回弹以及波纹等缺陷，提高工件的刚度; (5) 可防止因凸缘周边材料不均匀流动而不可避免产生的皱纹进入修 边线内，减轻或消除复杂零件悬空部分因材料集中而发生的内皱现象;
(6) 拉延筋提供的进料阻力，可以在一定程度上降低对压床吨位的需 求;通过增加胀形成分和增大进料阻力，可减小板料外形尺寸，提高材料利 用率。 目前，在大多数板料拉深中，拉延筋是必不可少的模具组成部分，针对 拉延筋的研究己经成为当今板料冲压成形领域的重要课题之一。 1.3。2 拉延筋的设置 以半圆形筋为例(图1一)，板料在通过拉延筋时，在点1到点6之间发生了弯曲、回复、反弯曲的反复变形，这些变形所需要的变形力加上板料与 拉延筋之间的摩擦力构成了拉延筋的进料阻力。因此，不同断面形状、不同 尺寸的拉延筋对板料的作用效果是不同的。 为了能够适应特定冲压零件成形的需要，拉延筋在种类、断面各尺寸、 长度、条数、位置等参数上都要做特定的选择。参考前人学者们对拉延筋布 置规律的研究成果，拉延筋的经验布置原则总结如下: (1) 按拉延筋作用布置。拉延筋的布置原则见表卜1. 表1一1拉延筋的布置原则 要求布置原则 增加进料阻力放整圈的或间断的1条拉延槛或1-3条拉延筋 增加径向拉应力， 降低切向压应力，防止毛坯起皱在容易起皱的部位设置局部的短筋 调整进料阻力和进料量拉延深度大的直线部分，放卜3条拉延 筋;拉延深度大的圆弧部分，不放拉延筋: 拉延深度相差较大时，在深的部位不设拉 延筋，浅的部位设拉延筋 (2)按凹模口形状布置。拉延筋的布置方法见图1一5及表1一2。(典型图) (3) 拉延筋布置方向。拉延筋一定要与材料流动方向垂直，一般情况下，
汽车制造的冲压工艺培训资料 培训讲师-倪慨宇2012年12月培训范围：冲压工艺、车间、工装管理员 主要内容及介绍： 1、冲压前期工作 1.1开卷--洗 2、汽车制造中的冲压工艺 2.1 冲压工艺的基本知识 2.2汽车覆盖件 2.2.1介绍 2.2.2覆盖件分类及工艺特性 2.2.3特点及要求 2.3覆盖件冲模 2.3.1拉延模 2.3.1.1工艺补充与拉延筋 2.3.1.2拉延质量及穿、冲工艺孔
2.3.2修边模 2.3.2.1修边模介绍 2.3.2.2修边模的分类 2.3.3翻边模 2.3.3.1翻遍模的介绍 2.3.3.2翻遍模的分类 2.4汽车制造冲压工艺的新发展2.4.1模块式冲压 2.4.2亚毫米冲压 2.4.3特种冲压成型技 2.4.4液压式成型技 2.4.5电磁式成型技术 2.5 A级曲面介绍
1、冲压前期工作（开卷----清洗） 第一步首先需要做的就是开卷工艺，所谓开卷就是将送到工厂中的钢板卷还原成钢板，同时对钢材进行表面的清洗并进行初步的粗裁剪。 在钢板出厂前，往往会涂有防锈油，同时运输期间外界的污染物物也会附着在钢板上，这些杂质的存在会导致车辆在喷涂和焊接上导致喷漆不均和焊点不牢，因此在冲压钢板之前需要清洗掉它们。同时清洗钢板必须使用专用的洗涤溶剂，不可用酸性或者碱性溶剂，因为酸性或碱性会给车用钢板造成损伤，影响车身的质量造成钢板腐蚀。 粗剪后的钢板就像上图一样将按照生产计划投放到各条生产线上。目前开卷工艺的生产频率可达60片/分钟，而粗剪的精度也可达到0.1mm，与一根头发丝的粗细相当。 2、汽车制造中的冲压工艺 2.1冲压工艺的基本知识 汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形，冲压加工是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。车身上的各种覆盖件（图片）、车内支撑件、结构加强件，还有大量的汽车零部
汽车覆盖件冲压工艺 设计
第八章汽车覆盖件冲压工艺设计 1．汽车覆盖件的特点 (4) 2．汽车覆盖件冲压工艺设计 (4) 2．1汽车覆盖件冲压工艺设计内容 (4) 2．2拉延工艺设计 (10) 2．2．1拉延冲压方向的确定 (10) 2．2．2拉延工艺补充、压料面、及凸模轮廓线的设计 (10) 2．2．3拉延筋的应用及设计 (13) 2．2．4拉延毛坯形状及展开 (19) 2．2．5 DL图的内容及设计 (21) 2．3修边冲孔工艺设计 (25) 2．3．1 修边冲孔冲压方向的确定 (25) 2．3．2修边冲孔工艺方案的设计 (28) 2．4翻边工艺设计 (43) 2．4．1翻边冲压方向的确定 (43) 2．4．2翻边工艺方案的设计 (43) 2．5整形工艺设计 (49) 2．6回弹分析及校正工艺设计 (50) 2．6．1回弹的分类及产生原因 (50) 2．6．2常见的回弹及其对策 (50) 2．7特殊材料的汽车覆盖件冲压工艺设计 (53) 2．7．1拼焊板的冲压工艺设计 (53)
2．7．2复合板的冲压工艺设计 (56) 2．7．2铝合金板的冲压工艺设计 (57) 3．汽车覆盖件典型零件冲压工艺分析及方案 (59) 3．1 顶盖的冲压工艺分析及方案 (59) 3．2 后围外板的冲压工艺分析及方案 (60) 3．3 车门外板的冲压工艺分析及方案 (60) 3．4长头车前围外板的冲压工艺分析及方案 (61) 3．5油底壳的冲压工艺分析及方案 (61)
1．汽车覆盖件的特点 （内容见原书） 2．汽车覆盖件冲压工艺设计 2．1汽车覆盖件冲压工艺设计内容 随着人们对汽车覆盖件冲压工艺设计重要性认识的加深，覆盖件冲压工艺的设计内容已经不再局限于简单的工艺排序及拉延补充，而是深入到模具设计、模具制造、乃至模具及冲压件检查等各个方面。 目前，汽车覆盖件冲压工艺设计的内容主要包括： 1．确定基准点及与冲模中心的关系 所谓基准点是指基于汽车产品坐标系，位于汽车覆盖件表面或接近汽车覆盖件表面，用于反映汽车覆盖件在模具中的位置关系的一个空间坐标点。 基准点的设定需注意： ①基准点应尽量取在汽车覆盖件的坐标交点上，其坐标值最好 是整数。 ②如将基准点放在汽车覆盖件表面，则要尽量放在平滑的表面 上。 ③标记方法： 按汽车覆盖件相对与冲压方向的旋转情况分为以下三种情况：
汽车覆盖件冲压工艺编制(上) 汽车覆盖件形状复杂，表面质量要求高。用最少的模具成本、最少的设备台时加工出高质量的冲压件，需要编制合理精益的工艺方案，是对工艺人员的高要求。 汽车覆盖件的特点和要求 汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。 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，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。 一、覆盖件的分类 按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。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杂。 按工艺特征分类如下： （1）对称于一个平面的覆盖件。诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。 （2）不对称的覆盖件。诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。 （3）可以成双冲压的覆盖件。所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。 （4）具有凸缘平面的覆盖件。如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。 （5）压弯成型的覆盖件。 以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。 二、覆盖件的特点和要求 同一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。因此，在实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离出来，作为一各特殊的类别加以研究和分析。 覆盖件的特点决定了它的特殊要求。 1. 表面质量 覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖
常见缺陷及解决办法 1．拉延开裂 开裂是拉延工序中最为常见的缺陷之一，其表现为出现破裂或裂纹，产品部分如果出现破裂或者裂纹将被视为不合格产品，所以必须予以解决。产生开裂的原因大致有： （1）产品工艺性不好，如R角过小、型面变化剧烈、产品深度较深以及材质成形性能差等。 （2）工艺补充、压边圈的设计不合理。 （3）拉延筋设计不合理，不能很好的控制材料流动。 （4）压边力过大。 （5）模具型面表面粗糙度达不到要求，摩擦阻力大。 （6）模具加工精度差，凸凹模间隙小，板料流动性差。 目前，主要通过改善产品工艺性、设计合理的坯料形状、增加刺破刀、加大R角、合理设计工艺补充及压料面、调整拉延筋阻力及压边力和模面镜面处理等方式来解决拉延开裂问题。 2．起皱 起皱是拉延工序中另一个常见的缺陷，也是很难解决的板件缺陷。板件发生起皱时，会影响到模具的寿命以及板件的焊接，板件发生叠料时还会使模具不能压合到底，从而成形不出设计的产品形状，同时，由于叠料部位不能进行防锈处理，容易导致板件生锈而影响到板件的使用寿命，给整车安全造成隐患。 目前主要从产品设计及工艺设计上来解决起皱问题，归纳起来有以下几点： （1）产品设计时尽量避免型面高低落差大、型面截面大小变化剧烈，在不影响板件装配的情况下，在有可能起皱的部位加吸皱包。 （2）工艺上可以考虑增加整形工序。 （3）分模线调整。随着分模线的调整，往往会伴随着开裂缺陷的产生，目前主要通过使用CAE软件来分析确定合理的分模线位置。 （4）在工艺补充面上增加吸料筋、工艺台阶等，将多余的料消化掉。 （5）合理设计拉延筋，以确保各个方向进料均匀为目标。 （6）当开裂与起皱同时存在，且起皱不被允许时，一般先解决起皱再解决开裂。 AutoForm模拟分析算法
第八章汽车覆盖件冲压工艺设计 1．汽车覆盖件的特点 (3) 2．汽车覆盖件冲压工艺设计 (3) 2．1汽车覆盖件冲压工艺设计容 (3) 2．2拉延工艺设计 (9) 2．2．1拉延冲压方向的确定 (9) 2．2．2拉延工艺补充、压料面、及凸模轮廓线的设计 (9) 2．2．3拉延筋的应用及设计 (12) 2．2．4拉延毛坯形状及展开 (18) 2．2．5 DL图的容及设计 (20) 2．3修边冲孔工艺设计 (23) 2．3．1 修边冲孔冲压方向的确定 (23) 2．3．2修边冲孔工艺方案的设计 (26) 2．4翻边工艺设计 (40) 2．4．1翻边冲压方向的确定 (40) 2．4．2翻边工艺方案的设计 (40) 2．5整形工艺设计 (46) 2．6回弹分析及校正工艺设计 (47) 2．6．1回弹的分类及产生原因 (47) 2．6．2常见的回弹及其对策 (47) 2．7特殊材料的汽车覆盖件冲压工艺设计 (50) 2．7．1拼焊板的冲压工艺设计 (50)
2．7．2复合板的冲压工艺设计 (53) 2．7．2 铝合金板的冲压工艺设计 (54) 3．汽车覆盖件典型零件冲压工艺分析及方案 (56) 3．1 顶盖的冲压工艺分析及方案 (56) 3．2 后围外板的冲压工艺分析及方案 (56) 3．3 车门外板的冲压工艺分析及方案 (57) 3．4长头车前围外板的冲压工艺分析及方案 (57) 3．5油底壳的冲压工艺分析及方案 (58)
1．汽车覆盖件的特点 （容见原书） 2．汽车覆盖件冲压工艺设计 2．1汽车覆盖件冲压工艺设计容 随着人们对汽车覆盖件冲压工艺设计重要性认识的加深，覆盖件冲压工艺的设计容已经不再局限于简单的工艺排序及拉延补充，而是深入到模具设计、模具制造、乃至模具及冲压件检查等各个方面。目前，汽车覆盖件冲压工艺设计的容主要包括： 1．确定基准点及与冲模中心的关系 所谓基准点是指基于汽车产品坐标系，位于汽车覆盖件表面或接近汽车覆盖件表面，用于反映汽车覆盖件在模具中的位置关系的一个空间坐标点。 基准点的设定需注意： ①基准点应尽量取在汽车覆盖件的坐标交点上，其坐标值最好是 整数。 ②如将基准点放在汽车覆盖件表面，则要尽量放在平滑的表面 上。 ③标记方法： 按汽车覆盖件相对与冲压方向的旋转情况分为以下三种情况： ⑴汽车覆盖件相对与冲压方向无旋转
支撑板零件冲压工艺及 模具设计 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
支撑板零件冲压工艺及模具设计 模具市场发展趋势 模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。 我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、g大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。
在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化 冲压模具的现状和技术发展 一、现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。
汽车覆盖件冲压工艺编制 汽车覆盖件形状复杂，表面质量要求高。用最少的模具成本、最少的设备台时加工出高质量的冲压件，需要编制合理精益的工艺方案，是对工艺人员的高要求。 汽车覆盖件的特点和要求 汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由 覆盖件和一般冲压件构成的。 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，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。 一、覆盖件的分类 按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。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杂。 按工艺特征分类如下： （1）对称于一个平面的覆盖件。诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状 复杂的和深度深的几种。 （2）不对称的覆盖件。诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。 （3）可以成双冲压的覆盖件。所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指 切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。 （4）具有凸缘平面的覆盖件。如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。 （5）压弯成型的覆盖件。 以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。 二、覆盖件的特点和要求 同一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。因此，在实践中常把覆盖
文章编号：!""#$!%&!（&""&）!&$"’’!$"% 确定拉延筋约束阻力的一种数值模拟方法 徐丙坤博士研究生 徐丙坤 施法中 徐国艳 摘要：利用率形式的虚功原理和考虑弯曲影响的()*+,)*曲壳单元，根据塑性变形体积不可压缩的假设，将大变形弹塑性有限元应用于板料成形过程中，建立了接触摩擦模型。在此基础上，利用自行开发的软件-.//01234模拟板料流经拉延筋的过程，确定板料成形数值模拟中建立等效拉延筋模型需要 的拉延筋约束阻力、塑性厚向应变和最小压边力%个边界条件，并与5)*/等人的实验结果进行对比，证明了该方法的有效性。关键词：冲压；数值模拟；有限元法；曲壳单元；拉延筋约束阻力 中图分类号：67%%898 文献标识码：: 收稿日期：&"""—!&—"! 基金项目：国家;<%高技术研究发展计划资助项目（;<%$8!!$;&"$"&"） 在有限元模拟中精确模拟拉延筋的影响比较困难，主要是因为拉延筋尺寸较小，形状复杂。目前通常的做法是采用等效拉延筋模型，将拉延筋复杂的几何形状抽象为一条附着在模具表面能承 受一定约束力的拉延筋线 ［!=%］。>2?0/3@［&］ 的研究发现，拉延筋的影响不仅仅是为板料增加一附加的约束力，它使材料的属性也发生了重大变化。当板料流过拉延筋时，板料的应变分布和厚度都发生了变化。仅考虑附加约束力的等效拉延筋模型不能体现这一影响。因此要建立较为精确的等效拉延筋模型需要确定拉延筋约束阻力、塑性厚向应变和最小压边力%个边界条件。 等效拉延筋边界条件的确定方法主要有& 种："单独对拉延筋进行数值模拟，该方法可以较直观地反映板料在拉延筋处的变形过程；#解析方法，该方法根据塑性力学理论并进行必要的简 化，推导出约束阻力的计算公式。AB3,//3等 ［#=<］根据平面应变假设建立了考虑板料应变和厚度变化的&维平面应变拉延筋模型，并利用隐式算法 软件C)/D:进行了拉延筋模拟。吴建平等 ［E ］ 给出了一个简化的直拉深筋作用分析模型，并利用该模型模拟计算了半圆形截面和方形截面在直拉深 筋作用下的板料变形。>:57［;］ 最早根据平面应变假设推导出一个拉延筋计算模型。-02?F.02* ［’］根据能量原理给出一个拉延筋计算公式。为了反映等效拉延筋各边界条件对成形历史的依赖性，本文采用数值模拟方法来确定各边界条件。利用 率形式的虚功原理和考虑弯曲影响的()*+,)*曲 壳单元，根据塑性变形体积不可压缩的假设，将大变形弹塑性有限元应用于板料成形过程中，建立了接触摩擦模型。利用自行开发的软件-.//0G 1234模拟了板料流经拉延筋的过程。该方法虽然看起来较常用的&维平面应变拉延筋模型复杂，但它实际上可以利用覆盖件成形分析的大部分有限元程序，省去了许多程序开发的工作量。同时可以达到更高的计算精度，在计算时间上也是完全可以接受的。 ! 基本理论 !9! 单元模型 板料流经拉延筋是一个涉及弯曲、拉伸等问 题的过程，为了准确地应用有限元法对该过程进行模拟，必须选用合适的单元模型。在AB3,//3等 人的工作中，一般采用平面应变单元。由于这类单元不能反映弯曲的影响，所以一般在拉延筋的厚度方向将单元划分为几层。本文中采用的()*+,)*曲壳单元存在独立的转动自由度， 可以很好地反映弯曲问题。采用()*+,)*曲壳单元需要构造一组坐标系（见图!）。设!!是空间固定笛卡尔直角坐标系，"!为其单位矢量。考虑%维板壳单元，由中面上各点沿其法矢方向伸长而张成的空间定义。将板壳中面离散为&维的单元，为描述方便定义位于中面各离散点处局部坐标系!!，由此板壳单元内任意一点的空间位置坐标可表示 为 ［!"］!!（"）# !$% &#! $& （!!，!&）（!!&’!%&(&#%& ）（!） ? !’’?确定拉延筋约束阻力的一种数值模拟方法———徐丙坤施法中徐国艳 万方数据
汽车制造的冲压工艺 主要内容及介绍： 1、冲压前期工作 (2) 1.1开卷---清洗 (2) 2、汽车制造中的冲压工艺 (2) 2.1 冲压工艺的基本知识.................................... . (2) 2.2汽车覆盖件 (3) 2.2.1介绍................................................. .. (3) 2.2.2覆盖件分类及工艺特性 (3)
2.2.3特点及要求 (4) 2.3覆盖件冲模......................................................................................... .4 2.3.1拉延模................................................. . (4) 2.3.1.1工艺补充与拉延筋 (5) 2.3.1.2拉延质量及穿、冲工艺孔 (6) 2.3.2修边模................................................. . (6) 2.3.2.1修边模介绍 (6) 2.3.2.2修边模的分类 (7) 2.3.3翻遍模.................................................
(7) 2.3.3.1翻遍模的介绍 (7) 2.3.3.2翻遍模的分类 (7) 2.4汽车制造冲压工艺的新发展 (8) 2.4.1模块式冲压 (8) 2.4.2亚毫米冲压 (9) 2.4.3特种冲压成型技术 (9) 2.4.4液压式成型技术 (10) 2.4.5电磁式成型技术 (10) 2.5 A级曲面介绍 (11)
关于汽车覆盖件冲压工艺与实例分析 摘要：在汽车覆盖件模具的设计和制造当中有一十分重要的工艺那就是模具设计和制造的中心，汽车覆盖件冲压工艺。针对传统的汽车冲压件工艺中生产成本相对较高，设计生产周期较长，信息化程度低等缺点，发展提出了冲压工艺模板的方式，即在汽车覆盖件冲压工艺中运用了以模板为基础的设计方法。在文章中我们将讨论冲压工艺的信息共享、信息建模和冲击工艺设计。 关键词：汽车覆盖件模具冲压工艺模具设计和制造 前言 在现代汽车生产中，高度机械化和自动化已经为汽车的发展做出了巨大的贡献。汽车覆盖件模具设计的基础是能够决定其生产过程和模具结构复杂程度的汽车冲压工艺设计。汽车覆盖件冲压工艺的优点是灵活、可行。缺点是生产复杂，而且设计要靠自身经验且表达模糊，难以判断。在现代覆盖件生产中普遍应用的CAD软件难以满足制件复杂，参数多切，结构变化不定的覆盖件冲压设计的要求。我们可以利用相同类型的汽车覆盖件相似的作用功能和形态结构，他们的生产设计相对固定的特点，合理利用设计模具，改变参数，改变覆盖件的功能和结构，达到加快覆盖件冲压设计的目的。 1.冲压工艺模板 我们从一些外形相同的事物中得到启发，以他们相似的外形发现了框架性的模式，这种模式就是我们通常所说的模板。这种包含了图形、设计以及计算等所有的工程信息的模型，可以快速的对这种类型的覆盖件冲压工艺进行设计制作。冲压工艺模板是以覆盖件冲压工艺为基础，分为冲压工序模板与工序型面模板两类。用模板来表示同一类覆盖件的冲压工作顺序就是冲压工序模板；将每道冲压工序用模板的形式表示它的模具型面的方法叫工序型面模板。 2.冲压工艺模板模型的创建 把按结构特征和功能特征分类的覆盖件进行分析研究，对应着创建覆盖件的冲压工艺模型。建立冲压模板的关键性问题是信息的集成共享。冲压工艺模板组成信息分析是创建冲压工艺模板的必要条件。下面我们将重点分析冲压工序模板模型和工序型面模板模型的创建。 2.1冲压工序模板模型的创建 把所有类型的覆盖件的冲压工序模板化就是冲压工序模板。冲压工序模板的创建有很多原则；第一，建立特征工艺。特征工艺的建立需要遵照用户的需求，所生产产品和模具的结构，设计的难易程度等。第二，总结设计的成败经验。把
【汽车行业】汽车覆盖件冲压工艺设计
第八章汽车覆盖件冲压工艺设计 1．汽车覆盖件的特点 (3) 2．汽车覆盖件冲压工艺设计 (3) 2．1汽车覆盖件冲压工艺设计内容 (3) 2．2拉延工艺设计 (9) 2．2．1拉延冲压方向的确定 (9) 2．2．2拉延工艺补充、压料面、及凸模轮廓线的设计 (9) 2．2．3拉延筋的应用及设计 (11) 2．2．4拉延毛坯形状及展开 (17) 2．2．5 DL图的内容及设计 (19) 2．3修边冲孔工艺设计 (22) 2．3．1 修边冲孔冲压方向的确定 (22) 2．3．2修边冲孔工艺方案的设计 (25) 2．4翻边工艺设计 (39) 2．4．1翻边冲压方向的确定 (39) 2．4．2翻边工艺方案的设计 (39) 2．5整形工艺设计 (45) 2．6回弹分析及校正工艺设计 (46) 2．6．1回弹的分类及产生原因 (46) 2．6．2常见的回弹及其对策 (46) 2．7特殊材料的汽车覆盖件冲压工艺设计 (49) 2．7．1拼焊板的冲压工艺设计 (49)
2．7．2复合板的冲压工艺设计 (52) 2．7．2 铝合金板的冲压工艺设计 (53) 3．汽车覆盖件典型零件冲压工艺分析及方案 (55) 3．1 顶盖的冲压工艺分析及方案 (55) 3．2 后围外板的冲压工艺分析及方案 (55) 3．3 车门外板的冲压工艺分析及方案 (56) 3．4长头车前围外板的冲压工艺分析及方案 (56) 3．5油底壳的冲压工艺分析及方案 (57)
1．汽车覆盖件的特点 （内容见原书） 2．汽车覆盖件冲压工艺设计 2．1汽车覆盖件冲压工艺设计内容 随着人们对汽车覆盖件冲压工艺设计重要性认识的加深，覆盖件冲压工艺的设计内容已经不再局限于简单的工艺排序及拉延补充，而是深入到模具设计、模具制造、乃至模具及冲压件检查等各个方面。 目前，汽车覆盖件冲压工艺设计的内容主要包括： 1．确定基准点及和冲模中心的关系 所谓基准点是指基于汽车产品坐标系，位于汽车覆盖件表面或接近汽车覆盖件表面，用于反映汽车覆盖件在模具中的位置关系的一个空间坐标点。 基准点的设定需注意： ①基准点应尽量取在汽车覆盖件的坐标交点上，其坐标值最好是整数。 ②如将基准点放在汽车覆盖件表面，则要尽量放在平滑的表面上。 ③标记方法： 按汽车覆盖件相对和冲压方向的旋转情况分为以下三种情况： ⑴汽车覆盖件相对和冲压方向无旋转 如图19.8-3所示，需在图中画上坐标线，标注坐标线尺寸，指出下一条坐标线的方向，且标记基准点。
汽车覆盖件形状复杂，表面质量要求高。用最少的模具成本、最少的设备台时加工出高质量的冲压件，需要编制合理精益的工艺方案，是对工艺人员的高要求。 汽车覆盖件的特点和要求 汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。 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，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。 一、覆盖件的分类 按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。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杂。 按工艺特征分类如下： （1）对称于一个平面的覆盖件。诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。（2）不对称的覆盖件。诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。 （3）可以成双冲压的覆盖件。所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。 （4）具有凸缘平面的覆盖件。如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。 （5）压弯成型的覆盖件。 以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。 二、覆盖件的特点和要求 同一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。因此，在实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离出来，作为一各特殊的类别加以研究和分析。 覆盖件的特点决定了它的特殊要求。 1. 表面质量 覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖件表面不允许有波纹、皱折、凹痕、擦伤、边缘拉痕和其他破坏表面美感的缺陷。覆盖件上的装饰棱线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的棱线衔接应吻合流畅，不允许参差不齐。总之覆盖件不仅要满足结构上的功能要求，更要满足表面装饰的美观要求。
汽车覆盖件冲压工艺设计关键技术 专业：材料加工工程 姓名：陈晓龙 学号：123119301
汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件、经济型轿车和重型汽车。随着市场需求的改变，汽车的更新换代速度日趋加快，轿车一般为3—4年，轻型车4—5年，其它车型约为6—8年。而作为汽车覆盖件生产的关键工艺装备——汽车覆盖件模具是制约汽车换型的瓶颈环节，其设计、制造的速度将直接影响汽车工业的发展。 在国际上，以日本丰田、美国福特、德国大众等为代表的先进水平汽车制造业，几乎每年都要以更新车身车型为主要标志的高品质汽车新产品投放市场。而我国汽车车身新产品开发技术仍相当落后，严重影响车身开发的品质与周期。这其中的重要原因之一就是车身开发的核心技术——汽车覆盖件模具的设计制造能力远远无法与国外先进技术相比拟，由于这种原因，目前轿车覆盖件模具大部分都靠进口。在进口模具中，其中冲压模具为4．31亿美元，占全部进口模具的38．8％，绝大部分是国内供不应求的高档模具（如汽车覆盖件模具）。并且随着市场需求的扩大，覆盖件模具的进口比例还有增长的趋势。虽然国内有一汽、二汽、天汽、大众等汽车模具制造厂，具有一定设计和生产能力，但目前也只能生产部分轿车覆盖件模具，且以低档产品为主，对高档模具主要依靠进口。尽管我国汽车工业的整体水平还不够发达，但国内不少汽车生产厂家对自主开发汽车新车型有了强烈的需求，这就使得高品质冲压件模具的需求大大增加。为此，我国政府和地方以及不少企业投入了大量的人力、物力和财力，从事此项技术的研究，希望我国的冲压件模具开发水平能走上一个新台阶。因此，加快技术进步，调整产品结构，充分利用现代设计方法和先进制造技术，加大技术开发力度，增加高档模具的比重，提高模具国产化程度，减少对进口的依赖，是我国汽车覆盖件模具工业的当务之急。 汽车覆盖件（简称覆盖件）是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄板异形体的表面零件和内部零件。覆盖件与一般冲压件相比较，具有材料薄、形状复杂、多为空间曲面、结构尺寸大和表面质量高等特点。作为生产汽车覆盖件的主要工艺装备，汽车覆盖件模具具有结构尺寸大、型面形状复杂、尺寸精度高和表面粗糙度要求高的特点，同时要求使用寿命长且单件生产，设计和加工要考虑很多因素。因此，覆盖件模具的设计往往要求有多年设计经验的人员来完成。如图1-1所示为汽车覆盖件模具的生产流程，主要包括： 1、产品冲压工艺性分析 根据用户提供的产品图和工艺要求，分析产品的冲压成形工艺性，即从产品几何拓扑结构形状、尺寸大小、精度要求及原材料选用等方面入手，进行冲压工艺性审查。对于工艺性差的产品，应及时向用户反馈，修改产品图或工艺条件。 2、冲压工艺设计 覆盖件产品的冲压工艺，是由拉延工序、修边工序和翻边工序三个基本工序组成的。在这三道基本工序的基础上，根据覆盖件的具体形状和尺寸，编制各自的冲压工艺。 3、模具结构设计 冲压工艺方案确定以后，通过分析选择合理的模具结构及部件，分别进行拉延模、修冲模、整型模等模具的结构设计。 4、模具加工工艺设计及其数控制造 针对不同的冲压工艺型面和模具结构设计结果，进行模具加工工艺编制和数控编程，确定模具的加工方式和方法。 冲压工艺设计贯穿于覆盖件模具设计与制造过程的始终，为冲压模具设计和
常见缺陷及解决办法1．拉延开裂 开裂是拉延工序中最为常见的缺陷之一，其表现为出现破裂或裂纹，产品部分如果出现破裂或者裂纹将被视为不合格产品，所以必须予以解决。产生开裂的原因大致有： （1）产品工艺性不好，如R角过小、型面变化剧烈、产品深度较深以及材质成形性能差等。 （2）工艺补充、压边圈的设计不合理。 （3 （4 （5 （6 2 （1 （2 （3）分模线调整。随着分模线的调整，往往会伴随着开裂缺陷的产生，目前主要通过使用CAE软件来分析确定合理的分模线位置。 （4）在工艺补充面上增加吸料筋、工艺台阶等，将多余的料消化掉。 （5）合理设计拉延筋，以确保各个方向进料均匀为目标。 （6）当开裂与起皱同时存在，且起皱不被允许时，一般先解决起皱再解决开裂。 AutoForm模拟分析算法 AutoForm模拟分析算法主要有两种：隐式算法和一步成形法。
1．隐式算法 静态隐式算法是解决金属成形问题的一种方法。在静态隐式算法中，在每一增量步内都需要对静态平衡方程迭代求解。理论上在这个算法中的增量步可以很大，但是实际运算中要受到接触以及摩擦等条件的限制。随着单元数目的增加，计算时间几乎呈几何级数增加。由于需要矩阵求逆以及精确积分，对内存要求很高。隐式算法的不利方面还有收敛问题不容易得到解决以及当开始起皱失稳时，在分叉点处刚度矩阵出现奇异等。其中静态隐式算法多配合动态显式算法用于求解成形后的回弹分析。 2．一步成形法 一步法有限元方程利用虚功原理导出，其基本思想是采用反向模拟。将模拟计算按照与实际成形相反的顺序，从所期望的成形后的工件形状通过计算得出与此相对应的毛坯形状和有关工艺参数。板材成形过程的变形决定其有利于进行方向模拟。 3． 1 由于 图1? 导入CAD模型 2．网格检查及空洞填充
拉延筋技术 1.拉延筋在板料拉深中的作用 拉深成形生产中，尤其是象车身覆盖件等这样的大型工件的拉深工序中，往往会因为零件几何型面的不对称，使得板坯在成形时各处材料沿凹模口的流动速度不均衡(图1一1)，造成拉深后的工件，局部减薄量大出现颈缩或者破裂，而有些部位出现起皱、波纹等质量缺陷。为了改善这种状况，需要在压料面上控制对工件不同部位提供的进料阻力(毛坯在进入凹模前遇到的阻力)，即在需要材料多的部位相应的进料阻力小，而在需要材料少的部位相应的进料阻力大(图1一)，从而平衡坯料在凹模口部的流动速度差异(图1)，提高零件成形质量。
改变压料面上进料阻力的方法有: 1.改变压边力或采用变压边力压边 2.改变压料面与模具之间的间隙 3.改变凹模口圆角半径 4.设置拉延筋等。 设置拉延筋是应用较灵活方便、修改较容易的一种方法，主要表现为: (1) 控制变形区材料的进料阻力，调节冲压变形区的拉力及其分布 (2) 通过对拉延筋各项参数的适当配置，能够通过均衡工件各部分的进料阻力来调节材料的流动情况，增加坯料流动的稳定性，得到变形均匀的冲压件; (3) 使用拉延筋后，压料面间隙可适当加大，表面精度可适当降低，从而减少压料面的磨损，降低模具制造成本 (4) 通过增加径向拉应力，使材料的塑性变形程度、硬化程度得以提高，减少由于变形不足而产生的松弛回弹以及波纹等缺陷，提高工件的刚度(5) 可防止因凸缘周边材料不均匀流动而不可避免产生的皱纹进入修边线内，减轻或消除复杂零件悬空部分因材料集中而发生的内皱现象(6) 拉延筋提供的进料阻力，可以在一定程度上降低对压床吨位的需求;通过增加胀形成分和增大进料阻力，可减小板料外形尺寸，提高材料利用率。
汽车覆盖件冲压模具设计研究 发表时间：2018-12-29T10:12:49.353Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第29期作者：徐晓明[导读] 对冲压工艺与冲压模具设计技术的研究对我国高端汽车行业的发展具有重要意义。 安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥 230601 摘要：汽车车身冲压工艺与冲压模具的设计是影响汽车行业车型更新换代的关键技术，它不仅影响汽车更新的周期和研发的成本，也间接促进了新的冲压技术和模具设计技术的发展。尽管国内汽车行业发展迅速，但冲压工艺和模具设计与国外技术仍存在较大的差距，无法生产高端的汽车冲压件，严重阻碍了我国高端汽车行业的发展。对冲压工艺与冲压模具设计技术的研究对我国高端汽车行业的发展具有 重要意义。 关键词：汽车覆盖件；冲压模具；设计 1汽车车身冲压工艺 冲压工艺具有以下特点：用于形状复杂的薄壁零件，且经过冲压工序后零件的强度提高、质量变轻、刚度增大。冲压件表面光滑且具有较高的精度尺寸，可满足一般互换性要求，在同一批冲压件中可互相替换。简化了操作，提高了自动化程度。进行大批量生产时可有效节约成本，提高生产效率。 1.1冲压材料 冲压工艺对冲压材料的要求极为严格，冲压用材料必须具有良好的延展性、塑性、弯曲性、凸缘拉伸性等性能。如果所选的材料与零件形状、冲压模具设计和加工条件不相适应时，将产生断裂、折皱、成型不完整（开裂、凸包、拉毛、波浪、回弹）等缺陷。目前，常用的冲压材料包括冷轧钢板、热轧钢板、表面处理钢板等材料。 1.2冲压工艺方案 冲压工艺一般包括冲裁设计、切边设计、弯曲、翻遍等工序。各个工序阶段都有严格的工艺要求保证冲压的质量。以汽车发动机箱盖为例，其冲压工艺如下：下料拉伸——切边、冲孔——竖边——翻边——压印、冲孔——检验；工艺流程为：拉伸——切割——整形——翻边——冲孔——切割——检验。 正常工艺可能无法完成零件的加工，需要工艺补充。工艺补充的设计原则如下：内孔封闭的原则；简化拉伸件结构形状原则；保证良好的塑性变形条件，有些冲压件深度较浅、曲率较小，但轮廓尺寸较大（发动机箱盖），必须保证坯料在拉伸过程中具有足够的塑性变形量，才能保证冲压件满足形状精度要求和刚度要求；外工艺补充部分尽量小；方便后续工序加工的原则。 1.3冲压件质量控制 冲压件一般满足表面质量良好、复合加工要求的几何尺寸和形状、足够的强度与刚度以及良好的工艺性等要求。保证冲压件冲压质量的方法有精度检验与外观检验两种。根据检验结果对冲压件采用如下方法进行修复：手工修整冲压零件、修补模具，改进模具的设计与制造方法等。 1.4汽车覆盖件冲压关键工艺 汽车覆盖件的冲压方向，如：拉延方向、修边方向、翻边方向、冲孔方向、非必要负角问题、空间曲线的修边线问题、非必要曲面孔问题、特征太密与结构突变问题、复杂曲面的圆角、转角、球面等问题。此外，翻孔的结构问题，正规孔和异型孔的翻孔结构的设计与冲压工艺有关，分为两序孔和三序孔，如没有功能要求应尽量采用拉延、冲孔的翻边结构。在覆盖件关键部位采用余料吸收结构设计，在一些容易起皱和拉裂的部位设计一些反向特征，减小由于起皱和拉裂引起的材料缺失等问题。最后，覆盖件的设计基准也影响模具的设计，模具通常根据设计基准保证基本拉延的拔模角。 2模具设计技术 2.1基于CAD/CAM的模具制造 冲压件冲压的质量不仅取决于冲压工艺和冲压材料，更重要的是冲压模具的设计。随着CAD/CAM技术的成熟，模具的设计水平得到了极大提升，且随着五轴联动数控加工中心加工精度的提高，冲压模具的加工精度和复杂程度也可满足冲压模具设计的要求。 一般来说，模具的制造工艺可分为粗加工、精加工、装配，其步骤如下：基准面切削加工；划线；机械加工（通用机床加工、仿形加工、特种加工）；精加工（曲面粗加工、模具研磨）；合模；模具装配。基于五轴加工中心的模具制造可实现复杂曲面的加工，通过CAD/CAM技术合理规划加工路径，结合数控加工中心的精密加工技术实现高精度模具的加工。经加工中心加工后的模具也必须通过磨削和抛光加工，最终保证模具表面的精度要求。通过高质量和高精度的模具降低后续模具制造的复杂程度，可以提高生产效率，促进冲压工艺的发展。 2.2模具表面磨损及寿命控制 模具表面磨损检测也是困扰技术人员的难题。目前国内检测模具磨损是根据冲压后成品表面的质量精度判断模具是否应该更换。但该方法不具有预测性，只能根据成品的质量判断模具的磨损情况，无法满足现场加工的要求。对于模具磨损及寿命控制，本文提出以下措施： （1）基于采集模具数据预测模具表面磨损和使用寿命。从新的模具安装完成后开始记录模具使用时间，在模具磨损超出使用范围时，记录模具的使用时间，通过对大量数据的记录，根据概率统计的方法统计分析模具磨损的规律，并在计算机中设置相应的阈值，超出阈值时，提示操作人员更换模具。 （2）基于模具检测的反馈，对模具结构的关键型面进行定时检测，若检测值超出正常值时，说明模具磨损过度。模具磨损检测与控制对企业节约成本、避免浪费具有重要的意义。 3汽车覆盖件冲压模具结构的优化措施 3.1汽车覆盖件冲压模具标准件设计优化