汽车高强板零件冲压工艺及模具结构设计-1.

汽车冲压零件的设计及制造摘要:在冲压塑料加工模具领域,通常都会使用一个产品的技术质量水平来直接衡量整个冲击冲压加工模具行业的技术发展创新水平。

冲压加工模具的结构设计的合理与否以及产品加工精细与否直接的会影响着整个冲压加工部件的生产质量。

关键词:冲压加工;冲压模具;冲压部件1 汽车冲压模具的设计分析在立体模型设计图纸的加工设计绘制过程中,应对设计技术上的切入点以及实际应用需求情况做出全面的分析考量,以此对立体模具的制造工艺设计排样和立体模具成型进行十分合理的加工设计。

以上几个步骤直接就会影响着最终产品批量生产最终设计得到的立体冲压成型模具产品质量。

1.1设定目标尺寸在最初确定最终设计一款产品冲头模具成型外形尺寸图纸的整个操作过程中,第一步就首先需要在对一款成型产品冲头模具外形图的各种外形尺寸公差设计量值分析的基本认识上和基础之上,对最终确定能够设计得到一款成型产品的模具外形尺寸设计量值公差进行正确性的设定。

具体一点说来在最终确定一款产品模具外形尺寸公差后的尺寸量值允许的测量精度要求范围之内,以一款产品模具冲头、凹模的美观外形以及磨损尺寸变化速度趋向等的情况来作为主要测量依据,决定最终的能够得到一款产品冲头凹模模具外形尺寸的一款产品设计量值。

1.2排样图设计以及力学计算产品力学测量计算与应用冲压工具模型最终产品能否安全完成批量生产,在最终客户自行使用产品生产工艺过程中产品主体压力能否完全正确承受力与使用冲压机械机的内部压力之间应该有着直接的密切相互联系,因此最终产品冲压力学模型测量综合计算的技术重要性和应用意义不言而喻。

1.3模具总装图绘制模具设备总装图的总体绘制设计过程一般应当以格式排样的绘图形式作为设计基准,在此基础之上不再进行总体设计绘制工作。

除此之外,需要详细结合各种冲压送料设备的需要合模高度、设备的需要安装模具尺寸以及各种送料加工装置的合模高度,最终可以绘制设计出各种冲压设备模具的详细总体结构。

高强度板冲压工艺及模具制造在汽车高强度板的冲压工艺设计过程中，科学地进行工艺补充造型以及变参数的拉延筋设计，削减了模具调试次数，缩短了模具制造周期和制造成本，保证了产品质量。

高强度板应用在车身结构中能够使车身减重达到25%左右，节约约15%的燃油。

因此，提高高强度板在车身结构件中的利用率，对于实现汽车质量轻量化、节省能源、爱护环境和平安性能等方面具有重要意义。

本文结合实际重点介绍了汽车掩盖件中高强度板材的冲压工艺设计与模具制造留意事项。

冲压工艺所示为我公司担当开发某模具项目的一个冲压件前防撞梁外板。

其材料为D340LA，料厚为1.2mm，形状尺寸：长为1290mm，宽为220mm，高为67mm。

前防撞梁外板依据产品的尺寸，我们可以看出，该产品外部外形并不简单，但却属于高强度钢板。

通常，对于高强度板材零件的冲压过程，会产生零件扭曲、回弹和翘曲等问题，必需加以解决。

因此，要在冲压工艺制定过程中留意以下事项：1. 拉延成形要充分高强度板材零件在冲压时，其外形要尽量全部拉延出来，不要靠后序的翻边、整形工序来实现，也就是说，要通过拉延成形，让板料产生充分的塑性变形，削减自身的回弹应力。

但如何才能让高强度板材产生充分的塑性变形，需要通过设计合理的工艺补充来实现，以往此类零件的拉延筋通常设计成圆形的，但对于此件，我们采纳了方筋.前防撞梁外板拉延数模前防撞梁外板拉延方筋尺寸2.进行CAE分析通过拉延成形工序做好数模后，必需要进行CAE分析，并依据分析的结果，判定零件回弹趋势大小，然后在数据上加以补偿，并用补偿后的数模作为加工依据。

零件的拉延工序回弹补偿。

3.冲孔模具型面加工数据的确定拉延工序后、翻边修整工序前的修边冲孔模具型面加工数据，肯定要以调试好的最终拉延件为准，而不能以经过CAE分析后作过回弹补偿的拉延数模数据为准。

这就需要对最终拉延件进行逆向建模，然后以逆向建模的数据作为加工修边冲孔模具的加工工艺数模依据。

丰田车身外部加强板汽车毕业设计冲压模具设计目录第1章前言。

(3)第2章冲压件工艺性分析 (4)2.1 冲压件工艺分析。

(5)2.2 冲压件工艺方案的确定 (5)2.3 级进模的设计流程 (6)第3章主要工艺参数计算3.1 主要问题及技术要求 (8)3.2 确定工序的合并与工序顺序 (9)3.3 冲压零件的排样方法 (10)3.4 相关尺寸计算 (11)3.4.1 材料的利用率 (11)3.4.2冲压力与压力中心，初选压力机 (12)3.4.3整形力的计算 (13)3.4.4凸模的长度 (14)3.4.5冲裁模的间隙确定 (14)3.4.6计算凸凹模刃口尺寸及公差 (14)第4章模具总体设计4.1 凸模、凹模的结构设计 (15)4.2 落料凹模的主要技术要求 (16)4.2.1定位零件的设计 (16)4.2.2 卸料装置的设计 (17)4.2.3 行程限位的设计 (18)4.3 模架的设计 (19)4.4 导向零件的设计 (20)第5章结论 (20)第6章参考文献 (21)总装图 (22)第一章前言模具工业可称之为「工业产品之母」，因为除了传统工业产品需借助「模具」，才能快速精确、或自动的生产外，目前的高科技产品也不例外。

我国模具标准化工作起步较晚，模具标准件生产、销售、推广和应用工作也比较落后，因此，模具标准件品种规格少、供应不及时、配套性差等问题长期存在，从而使模具标准件使用覆盖率一直较低。

近年来虽然由于外资企业的介入，比例已有较大提高，但总的来说还很低。

据初步估计，目前这一比例大致为40％～45％之间。

而国际上一般在70％以上，其中中小模具在80％以上。

由于我国模具企业的性质和所在的地区不同，模具标准件使用覆盖率存在很大差异。

三资企业要比其他企业高，南方的企业要比北方的企业高。

这在广东表现得最明显。

广东集中了大量的三资企业，他们带动了其他企业观念的转变和市场的发展，因而广东模具企业的模具标准件使用覆盖率要远远高于其他地区。

冲压模具工艺结构设计书一、冲压工艺与模具设计 1.冲压件工艺分析①材料：该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。

②零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。

③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

孔边距12mm 的公差为-0.11，属11级精度。

查公差表可得各尺寸公差为：零件外形：65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm零件内形：10 mm孔心距：37±0.31mm 结论：适合冲裁。

2.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个工序，可以采用以下三种工艺方案： ①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。

②落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。

③冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。

方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。

由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。

由于孔边距尺寸12 mm 有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定 用复合冲裁方式进行生产。

工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。

3.排样设计查《冲压模具设计与制造》表2.5.2，确定搭边值： 两工件间的搭边：a=2.2mm 工件边缘搭边：a1=2.5mm 步距为：32.2mm 条料宽度B=D+2a1=65+2*2.5 =70确定后排样图如2所示一个步距内的材料利用率η为： η=A/BS ×100%=1550÷（70×32.2）×100%0 -0.74 0 -0.52 0-0.520 -0.52 0 -0.52 +0.36-0.11=68.8%查板材标准，宜选900mm×1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（70mm×1000mm），每张条料可冲378个工件，则η为：η=nA1/LB×100%=378×1550/900×1000×100%=65.1%即每张板材的材料利用率为65.1%4.冲压力与压力中心计算⑴冲压力落料力F总=1.3Ltτ=1.3×215.96×2×450=252.67（KN）其中τ按非退火A3钢板计算。

2019年12月Dec. ,2019第35卷第6期Vol. 35, No. 6滨州学院学报Journal of Binzhou University汽车用第三代高强钢QP980冲压工艺设计邢进于素军赵华文2(1.滨州学院机电工程学院;2.滨州市公路事业发展中心，山东滨州256603)摘 要：通过Simufact. Forming 有限元软件建立了高强钢QP980热冲压有限元模型,对 W形件的成形以及保压淬火过程进行了模拟，模拟结果表明该工艺有效。

分析了热冲压过程中温 度和保压时间等工艺参数对工件应力应变的影响，通过合理选取热冲压模具材料及重新设计模 具结构，改善了高强钢在热成形过程中存在的问题，有效提高了冲压件质量。

关键词：高强钢QP980；有限元分析；数值模拟；热冲压模具中图分类号：TH 162 文献标识码：A DOI ： 10.13486/j. cnki. 1673 - 261& 2019. 06. 001为适应汽车工业在环保、安全性等方面的要求,汽车轻量化技术越来越受到汽车生产商的青睐。

汽车 轻量化技术是在保证汽车安全性能要求的情况下，采用新型加工方法或者高强度、低密度的新材料制造车 身零部件,降低零件厚度，从而降低车身重量口」。

目前采用高强钢是实现汽车轻量化最具经济效益的方 法。

汽车用第三代高强钢QP980采用Q&P 热处理工艺生产,微观组织是由板条马氏体和残留奥氏体交 错存在的复相组织図，在力学性能方面兼具高强度和优良的可塑性，且相对于第一代和第二代高强钢更具 经济性。

采用第三代高强钢制造的车身构件对碰撞产生的冲击力具有良好的吸收性，同时能减轻车身重 量。

但由于生产过程中含氢量过高，造成金属晶格扭曲，降低了材料的抗拉强度和韧性，导致零件成形性 能差，成形件存在诸多质量问题，限制了其在汽车行业的广泛应用间。

1冲压工艺分析与方案确定1.1冲压零件的结构设计作为典型的热冲压实验零件,W 型件在结构上相对于其他零件具有结构对称的特点，在加工零件时 也相对于其他零件较易成形。

汽车冲压工艺及模具设计1汽车用支架件工艺性分析该汽车支架的冲压件形状见图1，材料为08F钢;精度为IT12;料厚为1．2mm，结构对称，表面平整，表面要求无划痕、毛刺等，孔不允许有严重的变形，且大批量生产．对该冲压件工艺性分析，主要考虑以下几个方面:(1)冲压件的形状和尺寸;(2)冲压件的精度、粗糙度及材料;(3)冲压件的技术要求及生产批量;(4)弯曲工艺条件．通过该零件图观察分析可知，该工件精度等级为IT12，因此该工件对精度要求不高，普通冲裁即可实现，从零件形状上看，结构对称，工件在冲裁后弯曲过程中不会产生偏移现象．直角弯曲时的最小孔边距为Lmin=r+2t［2］=0．6+2×1．2=3mm，而实际工件孔边距为4mm，大于最小弯曲孔边距，因此，在制件的弯曲过程中，不会使底孔发生变形，可采用先冲孔后弯曲方案进行成型．另外材料选用08F钢，属于低碳钢，因此材料塑性好，便于成形．从以上分析中可看出，该支架件的冲压工艺性良好，可通过冲压成形的方法进行生产．符合普通弯曲件经济精度要求．2冲压工艺方案确定通过对该零件的结构工艺性分析可知，其基本成形工序为:落料、冲孔、弯曲．其可采用的冲压工艺方案如下:方案1:采用单工序模具冲裁．即落料模、冲孔模、弯曲模3副模具来完成．虽然模具结构简单，制造方便，但各工序间不容易保证尺寸精度，很难满足生产技术要求，模具制造费用较大，占用设备多，操作不便，生产效率低，难以满足大批量生产的要求．方案2:采用复合模冲裁．即落料、冲孔复合模，单工序弯曲模．由于该件结构不复杂而且对称，适用于形状较复杂、精度要求高的大中型件的大批量生产，制造难度不大，易保证尺寸的精度，操作方便，与单工序模相比，减少单工序模数量，提高生产效率．方案3:采用级进模冲裁．即落料、冲孔、弯曲级进模冲压．虽然冲压生产效率高，易实现机械化、自动化，操作安全简单，制件质量高，但级进模设计和制造过程费用成本高，对技术经验的依赖性较强［1-6］．通过上述三个工艺方案在产品质量、生产效率、设备条件、模具的制造和经济效益等方面进行对比分析，可明显看出，方案3为最佳冲裁工艺．3主要零部件结构设计与计算3．1排样设计．排样的合理与否，会直接影响材料的利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等．因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项重要工作．查《冲压工艺与模具设计》［2］可知:工件之间搭边值a1=2mm，工件与侧边之间搭边值a=2．5mm．根据板料规格和厚度公差表，经过计算，板料1250×1500mm的利用率高，故选择用1．2×1250×1500的08F钢板料．经计算，纵排排样利用率高，排样方式如图2所示．图2纵排排样图利用率计算如下:查《冲压工艺与模具设计》［2］知，b=112．4mm，s=55mm，利用CAD绘图软件求得A=3922．92mm，一个步距的材料利用率:η=Ab×S×100%=3922．92112．4×55×100%=63．46%其中，A为一个步距内冲裁件的实际面积;b为条料宽度;S为步距．η总=NALB×100%其中，N为一张板料上所冲裁零件的总数量;A为一个冲裁件的实际面积;L为板料的长度;B为板料的宽度．n1=Bb=1250112．4=11．12，取n1=11，n2=LS=150055=27．27，取n2=27η总=11×27×3922．921250×1500×100%=62．14%3．2凸、凹模刃口与结构设计．由于该支架零件轮廓结构复杂，落料凸、凹模采用配合加工法．先加工好凸模作为基准件，然后配做凹模，使它们保持最小双面间隙Zmin．其公差不再受凸、凹模间隙大小限制，制造容易，并容易保证凸、凹模间的间隙．冲裁凸、凹模刃口尺寸与结构如图3(a)～(d)所示．(a)凸模配合加工刃口尺寸计算分为以下三类:第一类磨损后增大的尺寸，公式为Ad=(A－xΔ)+δd0．其对应第一类尺寸的凹模刃口尺寸为51．175+0．0170mm，20．84+0．0120mm，5．88+0．0100mm，2．9+0．0100mm．第二类磨损后减小的尺寸，公式为Bd=(B+x Δ)0－δd．其对应第二类尺寸的凹模刃口尺寸为48．590～0．012mm，3．10～0．010mm．第三类磨损后基本不变的尺寸，公式为Cd=C±18Δ．其对应第三类尺寸的凹模刃口尺寸为28±0．0225mm，16±0．026mm．落料凸模的刃口基本公称尺寸与凹模相同，分别是51．175mm，20．84mm，5．88mm，2．9mm，48．59mm，3．1mm，28mm，16mm，但要在技术要求中注明:凸模刃口尺寸按照落料凹模刃口实际尺寸配合，以保证最小双面合理间隙值为0．1mm．3．3冲孔部分凸凹模刃口尺寸的计算．以凸模为基准来计算冲孔部分的凸、凹模的刃口尺寸，冲孔凸模刃口的基本尺寸采用分别加工，按《冲压工艺与模具设计》中表3-26公式ap=(a+xΔ)0－δp．经过计算可得冲孔凸模冲裁分别为ap1=(6+1×0．12)0－0．007=6．120－0．007mm，ap2=(7．5+1×0．15)0－0．007=7．650－0．007mm，ap3=(7．8+1×0．15)0－0．007=7．950－0．007mm．4模具其他零部件设计选用4．1凸模固定板设计．凸模固定板上需要开设4个阶梯形圆孔，与冲孔凸模进行配制，由于冲孔凸模与上模座之间没有销钉、螺钉的连接，为了使冲孔凸模固定在上模座上，因此采用凸模固定板来实现．(1)凸模固定板的厚度一般取落料凹模厚度的0．6～0．8倍，其平面尺寸可与落料凹模、卸料板的外形尺寸相同，但是还应该考虑紧固螺钉、销钉的位置;(2)凸模固定板上的冲孔凸模的安装孔与凸模采用H7/m6过渡配合，压入后端面要磨平;(3)凸模固定板的上下表面应磨平，与凸模安装孔的轴线垂直粗糙度1．6～0．8μm;(4)凸模固定板的材料一般采取45#钢［3，7-9］．4．2推件块设计．根据《冲压工艺及模具设计》图3-116可知，材料选用45#钢，热处理硬度为43～48H ＲC．推件块与冲孔凸模采用间隙配合H8/f8．4．3模具结构设计该模具采用复合冲裁模，其结构设计如下:(1)采用倒装式复合模．凸凹模装在下模，冲孔凸模和落料凹模安装在上模，便于落料，冲孔废料则通过凸凹模的内孔从压力机台面的孔漏下，且有利于安全操作．(2)上模座采用了刚性推件装置．当上模座向上回程时，压力机通过打杆、推杆和推件块将冲裁件从落料凹模中推出．(3)卸料时，下模采用了弹性卸料的装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料板螺钉和橡胶组成．通过橡胶产生的压缩回弹力使条料从凸凹模周围脱出，进而实现卸料功能．5模具结构及工作过程图4为落料-冲孔复合模总装图。

高强度板汽车零件的工艺设计和模具开发摘要：随着汽车保有量的不断增大，环境污染和能源短缺等问题也越来越严重。

人类为了可持续发展，必须高度重视环保和节能问题，而通过汽车轻量化，可以实现节能减排，其中高强度钢板一种常见的轻量化方法。

为此，本文对高强度板汽车零件的工艺设计和模具开发设计进行了相关的探究。

关键词：高强度板；工艺设计；模具开发现代汽车的结构、性能及技术方面正朝着减重、节能减排及安全方向发展。

而汽车的质量与能耗之间成线性关系，相关资料显示，每降低1%的汽车质量，则随之可降低0.6%～1.0%的燃耗，能耗也和尾气排放的关系十分密切。

所以，为了节能和环保，汽车可以适当轻量化。

为了可以满足现代汽车制造的要求，板料供应商设计开发了强度高、成型性好的高张力钢板。

而板料性能却是影响汽车零件成型性能和以及模具使用寿命的主要因素，同时板料强度的大幅提升也对冲压工艺与模具开发提出了更高的要求。

基于此，下文进行相关研究分析。

1 高强板汽车零件的冲压工艺设计1.1 拉延（1）拉伸深度应尽可能均匀。

针对断面深度不同的零件，相较于普通钢板，高强钢板采用的拉延深度应更深，使最深断面处的材料可以满足流动要求。

（2）高强度钢板的延伸率较低，针对某些材料/产品，可以采用压型成型，比如车门的防撞梁等。

虽然可能会减小回弹，但是却使制件的扭曲风险提高了。

对于高强度钢板零件，需要尽可能一次成型，否则，由于应力强化致使二拉或整形较易产生破裂、回弹或扭曲，进而使形状不理想。

（3）为了防止压边圈起皱、充分成型，在拉伸高强钢板时，应适当增大压边力。

若压边力过小则可能会使压边圈起皱，甚至顶起整个压边圈，进而消除流料约束力。

（4）锌铁合金不能作为钢板的软模材料，建议采用铸铁或45#钢板。

（5）针对地板横梁、顶盖加强梁、中柱加强板及前仓纵梁等零件，应考虑采用落料后成型工艺。

（6）如果高强钢板的形状变化严重或侧壁强度的均匀度不高，则应采用拉伸成型工艺，并配合修边工艺。

（汽车行业）汽车备轮架加固板冲压模设计1绪论1.1我国模具发展的过程振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。

“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。

在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。

用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高壹致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。

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。

目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。

模具生产技术水平的高低，已成为衡量壹个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

鉴于模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，把模具列为机械工业技术改造序列的第壹位、生产和基本建设序列的第二位。

1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》。

经国务院批准，从1997年到2000年，对80多家国有专业模具厂实行增值税返仍70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。

当下，应该引起我们特别注意的是，1999年8月20日党中央和国务院发布的《关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中，明确提出了高新技术产业领域。

《决定》指出：要在电子信息特别是集成电路设计和制造、网络及通信、计算机及软件、数字化电子产品等方面，加强技术创新，形成壹大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。

《决定》仍指出：要加强传统产业的技术升级，注重电子信息等技术和传统产业的嫁接，大幅度提高国产技术装备的水平。

1999年7月，国家计委和科学技术部发布了《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录)》，《指南》中列入了电子专用工模具、塑料成形新技术和新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等。

轿车中高强度板冲压工艺分析及模具设计与调试Automobile’s Stamping Technological Analysis of the high intensity plank with Die design and debugging.孔玉民KONG Yu-min河北隆泰模具有限公司Hebei Long Tai pattern limited company摘要：根据我国汽车工业的发展，以及国外各类车型，进入我国市场，汽车的新技术、新工艺、新材料更新加快。

原有车身材料不适应新时代的需求，逐渐被新的材料取代（通称：高强度板）。

该零件是轿车车顶内侧加强板，产品要求成型后，型面变型小，不扭曲等现象。

针对本零件材料是高强度板，具有较高的强度和韧性，塑性变形小，回弹大等特性。

分别对零件的成形、拉延进行工艺分析，阐述成形拉延的平衡应力、应变状态，制定出合理工艺方案及模具结构，制造出合格零件。

Abstract: According to the our country automobile industrial of development, and foreign each kind of car type, enter our country market, automobile of new technique, new craft, new the material renewal speed.The original carriage material is unwell at the request of modern ear, was gradually replace by the new material( general name for:High intensity plank).That spare parts is a seamy side of the car to strengthen the plank, after product request to model, the type faces to distort little, no distortion, etc. characteristic.Aim at this spare parts material is a high intensity plank, having the higher intensity and tenacities, plastic distortion little, elasticity big etc. Take shape, pull to postpone to carry on the craft analysis to the spare parts respectively, balance that elaborates to take shape to pull to postpone should dint, the contingency appearance, draw up a reasonable craft project and the molding tool structure, make a qualified spare parts.关键词：高强度板成形拉延应力、应变模具设计回弹Keywords: high intensity plank; plastic distortion; stress; strain; forming; drawing; die designing.前言：零件形状特点：料厚：0.7㎜长917㎜宽311㎜高35㎜材料：B340/590 DP，零件净重0.7㎏。