汽车车门拉延模具设计解析
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车门冲压模具设计前言近几年来,我国轿车市场发展十分迅猛,2002年在轿车销售超过100万辆的基础上,2003年则向200万辆大关迈进,达到了197万辆。
然而,在轿车热迅速升温的同时,不得不尴尬地面对这样的现实—市场上热销的绝大多数车型是直接从国外引进的。
由于国内轿车汽车门模具设计制造能力从总体上看还比较薄弱,为了生产这些车型,各大汽车公司不得不耗资几亿、十几亿元采购海外模具。
与国外汽车公司相比,由于生产规模比较小,这就造成单车均摊的模具成本远高于国外车,这也是造成国产车整车制造成本居高不下的主要原因之一。
目前,国外人汽车公司为了降低模具开发、制造成本,缩短生产周期,将除轿车外覆盖件之外的人部分轿车冲压件的模具都交由专业模具公司设计和制造,这些公司都有很强的开发能力,并在某些零件的模具制造方面拥有独到的优势。
但作为整车厂,考虑到新车型开发过程中的保密,对诸如翼子板、行李箱盖、车门、侧围、车顶、前盖等敏感零部件的模具,则都由自己的模具制造部门来设计和制造。
1.冲压的概念、特点及应用1.1 冲压概述冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。
冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经验方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下(1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。
型面修复修改相关理论研究1、汽车覆盖件型面特点汽车覆盖件是车身内外表面的主要零部件,与一般的冲压件相比由于其形状更复杂,对外观的要求比较严格,不允许表面有影响外观的缺陷存在,以免产生光线的漫反射影响美观,基于汽车覆盖件的特点和要求,覆盖件模具在冲压设计过程中CAD模型型面的特点如下:(1)型面形状复杂。
没有办法用简单的数学方程来表述其空间曲面。
(2)一个覆盖件CAD 模型型面常常是由成百上千个自由曲面拼合而成的,各个面之间的情况十分复杂(3)由于覆盖件对外观要求十分高,因此覆盖件CAD 模型型面对各个自由曲面和曲面之间的光顺程度有较高要求,需要兼顾功能和美观两个方面进行设计。
(4)由于汽车覆盖件形状复杂,在冲压过程中的变形情况和规律不容易掌握,还需要通过试模或通过分析软件来分析设计方案,再将结果反馈给设计人员并做相应的修改。
2、曲面连续性鉴于实际物体外形的复杂性,试图用一张曲面去描述是不可能实现的,人们往往会使用一些参数面共同对其进行拟合,因此就有科学家尝试对曲面片之间光滑度进行描述。
最先从数学的角度上进行定义,若曲面在公共边上到n 阶导数都相等,则可定义是n 阶连续,用算式描述是Cn。
后来人们发现,在这种方式的定义下,曲面间连续性与选取的参数挂钩,与物体的光滑性是物体本身的性质相矛盾。
后来定义以n 阶切触原理为判断的几何连续性Gn 逐渐取代了参数连续性,而工程上常用的G0,G1,G2 连续性来描述曲面间平滑度。
G0连续,又称为位置连续或点连续,它是指曲线无断点,或者是任意平面与曲面的交线无断点。
特点是曲线连续无断点,但是有尖角,曲面没有缝隙,但是相接处有棱,这种连续性表面是连续性中级别最低的一种。
G1 连续,又称为相切连续,是指在G0 连续的基础上,所有相连的线段或是曲面片之间为相切关系。
数学描述是曲线或任意平面与该曲面的交线处处连续,并且一阶导连续。
这种连续性的表面不会有尖锐的棱,但是由于曲面在连接处的曲率过度不平滑,所以在视觉上有表面中断的感觉。
覆盖件的分类平的或基本平的底,或是小台阶的底
变形、应力比较均匀,成形表面塑性变形程度较大,只要材料合格或模具技术状态良好,一般不会破裂
制件各处应力,变形很不均匀,大部分区域已充分个别区域尚有变形不足的状态
大台阶的(如油底壳等);
部位材料较均匀地向凹模内流入
凸模展开长度>压料面展开长度
10-3. 工艺补充部分的设计
二、工艺补充设计原则
2.简化拉深件结构形状原则
3-7. 工艺补充部分的设计
10-3. 工艺补充部分的设计
二、工艺补充设计原则
2.简化拉深件结构形状原则
3-6. 工艺补充部分的设计
二、工艺补充设计原则
3.保证良好的塑性变形条件
4.外工艺补充部分尽量小
5.对后工序有利原则
6.双件拉伸工艺补充
3-6. 工艺补充部分的设计
3-6. 工艺补充部分的设计
四、常见工艺补充各部分的作用和尺寸
A:底面,从工件的修边线到凸模圆角
、拉深筋的布置原则
其中,
R2=2.5
预冲工艺孔拉延车门外板
3-7. 工艺孔及工艺切口
(2)工艺切口。
工艺切口一
般在拉延过程中切出,
废料不分离,和拉延件
一起退出模具。
工艺切
口的最佳冲制时间是在
反拉延成型到最深,即
将产生破裂的时刻,这
样可以充分利用材料的
塑性,使反拉延成型最
需要材料补充的时候能
够获得所需要的材料(
见图1-14)。
工艺切口
也要由试冲决定。
窗口反拉延、切两个工艺孔。