【2017年整理】汽车覆盖件模具工艺设计

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1、惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 1 页共 51 页二DL 图的制作1. 认识 DL 图2.1 DL 图的简介一个汽车覆盖件的冲压成形完成，需要一步或者多步完成，这样的“每一步”我们称为零件完成的一道工序，在结构中我们已经介绍，比如拉延工序，修边冲孔工序等等。那么这些内容会在哪里体现出来呢？就是在 DL 图中体现出来，所以在模具的结构设计之前，必须先完成 DL 图的设计。这个完成 DL 图设计的过程，我们称为汽车覆盖件模具的工艺设计。DL 图，英文名称为 Die Layout，又称工艺图、工法图、工艺流程图等等。2.2 DL 图

2、在模具设计中的作用和地位这样来打个比方吧，设计师在设计完一个产品的外观后，需要有人把他做出来，而如何做出它，把这个外观合理的分解成几个小块，并且在实际冲压过程中，机器可以把它做出来，然后将它整合成设计要求的外观式样！这时，需要一个教人如何把它一步步做出来的工艺流程图，这个就是 DL 图。DL 图的要求非常高，除了正常的构件尺寸、角度、工序内容、冲压方向等等细致的一步步工艺流程外，还要附有顶杆分布图，废料排向示意图，废料刀刃入状态图等等，如果做了 CAE 分析，最好将拉延完成，材料收缩的状态表达一下。因为通过 DL 图,任何一家有硬件条件的工厂，都可以通过 DL 图的步骤，调整生产线，生产指定的

3、构件。DL 图现在国内主要用于在汽车覆盖件模具，一般采用 UG 软件进行绘制。由此我们可以总结下 DL 图对于后续整个模具设计的作用：完整表达零件的工艺流程、各工序内容、冲压方向、冲压设备等等，为模具结构设计人员提供设计信息，指导设计；为零件的制作提供可行性分析，其中包括 CAE 成型分析，回弹分析等等；以及为后续设计提供所有要求和技术保证。除此之外，DL 图还有以下作用： 检奇训论成形性、加工性，将其结果具体以图来表现。 工序间的加工内容及加工范围明确化，以防止设计及后工序失误 明确加工基准及制件基准。 实型时制作时基准点的指示，以及冲压转角的转角基点及转角方法指示 作为各工序工序图的制成依

4、据及 Nc 编程的基准。 制件公差的折入及回弹折入指示。整个模具设计流程如图 2.1 所示。我们可以看出 DL 图在其中的指导作用。惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 2 页共 51 页图 2.1 流程图2.3 DL 图上应表达的信息A工序划分及冲压内容在设计人员拿到零件后，对零件进行工艺分析，大致制定出零件的工序划分。比如一个零件，先制定出零件的工序分别为 拉延- 修边冲孔-翻边-整形 四道工序完成，则在DL 图绘制中，需要在 DL 图清楚准确表示出四道工序的顺序，冲压名称等等。模具的工序名称可以分为两类-成形类和切边类成形类一

5、般有 拉延，成形，翻边，整形等等。切边类一般有 修边，冲孔，侧修侧冲等等两种类型的模具之间的区别为 是否有废料。成形类模具一般不产生废料，是针对零件形状进行的冲压过程，这个过程往往需要很大的冲压力，而切边类模具会产生废料，如修边废料或者冲孔废料等，所以在后续结构设计中，对于切边类模具我们一般要考虑废料的排出。所有工序在 DL 图上的表示一般用英文缩写，如图 2.2 所示。对零件进行工艺分析，初步确定冲压工艺方案（制定工序）制定 DL 图其他工艺部分设计，如修边、翻边、斜楔部分综合 CAE 仿真分析，设计拉延工艺型面严格按照 DL 要求和指导，设计模具结构参照 DL 图对模具数控加工模具安装，调

6、试完成惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 3 页共 51 页图 2.2 工序英文缩写B工艺流程图及冲压设备图 2.3 工序流程及设备介绍设计人员会根据技术协议（客户提供） ，制定出每道工序的模具所对应的冲压设备，机床参数，后续设计人员会严格按照这些数据设计模具结构，其中包括机床类型，闭合高度，顶杆位置，压板槽位置等等。工序流程图如上图 2.3 所示，一般在 DL 图的右侧做出。惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 4 页共 51 页C各工序冲压、送料方向及斜楔加工方向往

7、往一个零件，在考虑冲压负角，模具刀口强度等等因素后，各个工序的冲压方向都不一样，所以我们要在 DL 图中标识出每个工序的冲压方向，送料方向，如果涉及到斜楔，还要把斜楔的加工方向和加工角度标识清楚，一般用箭头和坐标系表示。如图 2.4 所示。图 2.4 冲压方向，送料方向的表示D各工序加工内容视图表示及示意简图 E基准定位孔 C/H 型面检查点 C/PF基准点与冲压中心的关系（绝对坐标与工作坐标）G拉延工艺补充形状（分模线、板料线） 如图 2.5 所示图 2.5 板料线，分模线的表示惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 5 页共 51

8、 页H修边位置，废料刀布置及废料流向I制件变形预测及应对措施J其他需要说明的事项（左右件，技术要求等）参照提供的 DL 图范例，按照要求在 DL 图上找到以上 A-J 的相应位置2.4 工序符号的规定在汽车模具中，DL 图中，为了简化表示各个工序内容名称我们把各个工序的称呼用英文表示举例如下：一个零件完成分四道工序 拉延 修边冲孔 翻边整形- 斜楔冲孔 则我们可以称这个零件的工序划分分别为：Op10 拉延 op20 修边冲孔 - op30 翻边整形 - op40 斜楔冲孔 - 。 。 。 。 （类推）opN0也可以称为 1/4 拉延工序 2/4 修边冲孔工序 等等，4 代表工序总数，前面代表工

9、序数注意：落料工序强制规定为 op05 2.5 DL 图图层的分类一个零件往往有多道工序完成，为了使各个工序内容表示的独立，完整，清晰，我们把每道工序的工作内容、工序数模、冲压送料方向等等布置在 DL 对应的图层中，图层分类如下。在 UG 中有 256 个图层，每个图层的含义不同，一般来说，1 层： 原始产品层 （工艺数模层）如果后期工艺数模改变，则把改变的工艺数模放在接下图层中，标上日期，以便区分5 层： 落料工序内容，即落料线10 层： op10 工艺数模层 11 层： op10 冲压方向 送料方向11 至 19 层：若 op10 为拉延工序，则 11-19 层中对应放置 分模线、板料线、

10、板料收缩线、CH 孔等拉延工艺信息20 层： op20 工艺数模层（将此工序要冲的孔德中心点及冲孔的大小做出） ，在此层做三条线，起点为基准点，延+X 轴，+Y 轴， +Z 轴个一条线， X 轴线为红色，Y 轴线为绿色，Z 轴线为蓝色，+Y 表示送料方向，Z 表示冲压方向，层名 为 OP20；）21 层： op20 冲压方向 送料方向30 层： op30 工艺数模层（将此工序要冲的孔的中心点及冲孔的大小作出） ，将上工序已经冲过的孔和修过的边用白色的惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 6 页共 51 页双点划线做出，在此层做三条线

11、，起点为基准点，延+X 轴、+Y 轴、+Z 轴各一条线，X 轴线为红色，Y 轴为绿色，Z 轴为蓝色，+Y 表示送料方向，-Z 表示冲压方向，层名 OP30；31 层： op30 冲压方向 送料方向40 层： op40 工艺数模层41 层： op40 冲压方向 送料方向类推第 N 0 层： opN0 的工艺数模内容第 N1 层： OPN0 的冲压方向，送料方向第 100 层： DL 图 2D 出图层第 256 层： 垃圾层之所以要把 DL 图图层分类，是因为在后续的模具设计中，我们可以通过控制图层的打开和关闭，来完成对单独工序内容的查看和修改。DL 图文件保存为“零件号_CY_完成日期. prt

12、”;2.6 DL 图上图示项目和符号DL 图上线条复杂，所以为了区分各个线条表示的意义，我们把特定内容的线条规定线型方式。A各个工序的线型表示规定惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 7 页共 51 页B 基准点的设定及标记符号C. 冲模冲压中心线表示符号多工位，自动冲压线，各工序基准点必须统一的产品和利用气垫拉延的产品冲压中心线与基准点之间的距离最小为 20m/m惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 8 页共 51 页D 冲压方向，送料方向，斜楔方向表示箭头必须注明冲压

13、方向与坐标系的角度，旋转角度时，必须同时表示旋转顺序。表示符号如图冲压方向斜楔方向制件送料方向2.7 学生作业学生根据老师留给的工序数模，完成 DL 图（2D 图）的初级制作要求1. 图层分类正确， 2. 2D 图中各个表示的信息完整，清晰3. 绝对坐标系，工作坐标系的转换和设置正确。惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 9 页共 51 页三 拉延工艺设计3.1 拉延工艺的概述拉延工序，就是把平板料经过拉伸成形为有形状的零件过程。拉延模的工作原理和结构特点我们在结构设计知识中已经介绍。针对拉延造型的设计主要有冲压方向的设计、压料面的

14、设计、工艺补充、拉延筋的设计等等3.2 冲压方向的设计确定冲压方向是确定拉延件首先要遇见的问题，它不但决定能否拉延出满意的拉延件来，而且影响到工艺补充部分的多少和压料面形状。有些形状复杂的拉延件往往会由于冲压方向确定不当，而拉不出满意的拉延件来，只好改变冲压方向，这样就需要修改拉延模，同时还必须相应的修改拉延以后的冲模，会造成很大的成本损失，所以，冲压方向必须慎重考虑确定之。a. 确定冲压方向能够顺利进入凹模，尽量避免负角；b. 凸模开始拉延时与拉延的毛坯的接触状态，接触面积尽量要大，尽量靠近中间，接触地方要多，要分散。c. 压料面各部分进料走料阻力要均匀。根据以上原则，零件拉延的冲压方向我们

15、就可以确定下来如图 2.2上图所示零件的冲压方向，该冲压方向考虑了零件的负角问题，也考虑了在拉延造型后压料面的平滑程度，压料面平滑，材料走料性好。凸模开始拉延时与毛坯的接触面积达并且都在零件的中间部分有利于拉延。惟楚 有才，于斯为盛 汽车覆盖件模具工艺设计有为模具教育中国(汽车)模具设计及仿真分析师的摇篮第- 10 页共 51 页注意：1. 设计时要注意零件的汽车绝对坐标系和冲压坐标系的区分。将冲压方向调整为坐标轴的-Z 方向（通过设定新的坐标系在导出成新的 PRT 文件） ，以便仿真分析（仿真分析自动以 -Z 方向为冲压方向） ；2 设计时要将汽车坐标系保留，以便在申请设变时替换数模。3. 零件冲压方向制定之前，可以以 AUTOFORM 仿真分析中的 TIP 自动冲压方向设定做为参考依据。3.3 压料面的设计板料在放置在压边圈上时，凹模往下运动，跟压边圈接触的部分，即负责压料的部分，我们称为压