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1、第二章 汽车覆盖件冲模第一节 汽车覆盖件特点与要求一、汽车覆盖件的特点汽车覆盖件（简称覆盖件）是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄钢板展开体的表面零件和内部零件而言。凸头载重车的车前板和驾驶室、桥车的车前板和车身等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。覆盖件和一般冲压件相比较，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。在覆盖件冲压工艺、冲模设计和冲模制造工艺上也具有独自的特点，因此对覆盖件及其冲模须作为一类特殊的问题来研究。覆盖件按作用和要求可分为三类：外覆盖件、内覆盖件和骨架件。外、内覆盖件是由厚度为0.7、0.8、0.9、1.0、 1.5mm 的08或09Mn钢板冲
2、压而成，多数骨架件是由厚茺为1.1 、1.2、1.5、2.5mm 的08或09Mn钢板冲压而成。二、对覆盖件的要求（一） 表面质量覆盖件表面不允许波纹、皱纹、凹痕、边缘拉痕、擦伤以及其他破坏表面完美的缺陷。覆盖件上的装饰棱线、装饰盘条要求清晰、平滑、左右对称以及过渡均匀。覆盖件之间的装饰棱线衔接处应吻合，不允许参差不齐。表面上一些微小缺陷都会在涂漆后引起光的漫反射而损坏外观。（二） 尺寸和形状应符合覆盖件图和汽车主模型覆盖件间的装配多用点焊，间用螺钉连接。装配连装处的两个覆盖件的空间曲面必须一致，衔接处也是如此。覆盖件图只能表示一些投影的主要尺寸。标注出外形以及孔、窗孔、局部凸包和其他类似部分
3、的尺寸、过渡部分的尺寸则均依据主模型。主模型是根据定型后的主图板制造的。制造主模型的材料有木质和玻璃钢两种。个体主模型经装配后成为整体汽车主模型。由于覆盖件形状复杂、空间曲面多，覆盖件图是无法完全表示出来的，只能依赖于主模型。因此，主模型是覆盖件图必要的补充，真正能表示覆盖件的不是覆盖件图而是主模型。主模型的用途是覆盖件冲模，焊装夹具和检验夹具制造的标准。（三） 刚性在拉延过程中，由于材料的塑性变形不够而使覆盖件的一些部位刚性差，造成覆盖件受振动后就会产生空洞声。这种现象表现为敲击拉延件其音频不一，用手按时并发生“乒乓”声。用这样的覆盖件装车，在汽车行驰中要发生振动，造成覆盖件的早期损坏。这种
4、情况多产生在曲面平滑的覆盖件上。（四）工艺性覆盖件的工艺性关键在于拉延的可能性和可靠性，即拉延的工艺性。而拉延工艺性的好坏主要取决于覆盖件的形状。如果覆盖件能进行拉延，对于拉延以后的工序仅是确定工序数和安排工序间的先后次序问题。覆盖件一般都是一道工序拉延。为了实现拉延或造成良好的拉延条件，将翻边展开，窗口补满再加添补充部分构成一个拉延件。工艺补充部分是拉延件必不可少的组成部分。拉延以后要将工艺补充部分修掉，所以工艺补充部分也是冲压工艺上必要的材料消耗。工艺补充部分的多少首先取决于覆盖件结构。覆盖件结构对于材料的性能也有很大的关系，拉延深度深的，形状复杂的覆盖件要用08ZF刚板进行拉延。三、覆盖
5、件的工艺分类为了便于编制冲压工艺和设计冲模，按覆盖件的拉延复杂程度和其本身所具有的特点，对覆盖件进行工艺分类。拉延复杂程序是指拉延的深度和形状的复杂性。其具有的特点是指覆盖件本身有无对称面。根据对已有的覆盖件归纳和分析可做如下分类：1、对称一个平面的覆盖件。诸如水箱罩、散热器罩、前围板、后围板、发动机罩、行李箱罩、顶盖等。这类覆盖件又可分为深度浅、成凹形弯曲形状的，深度无效、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。诸如车门外板、翼子板、侧围外板等。这类覆盖件又可分为深度浅且平坦的，深度均匀、形状比较复杂的和深度深的几种。3、可以成双冲压的覆盖件。第二节 拉延件
6、的确定一、确定拉延方向确定拉延方向是确定拉延方案首先遇到的问题。它不但决定能否拉深出满意的覆盖件来，而且影响到工艺补充部分的多少，以及拉延后各个工序（如整形、修边、翻边）的方案。因此，必须慎重考虑拉延方向。覆盖件本身有对称面的，其拉延方向是以垂直于对称面的轴进行旋转来确定。这类覆盖件平行于对称面的坐标线是不改变的，拉延方向也较易确定。不对称的覆盖件是绕汽车位置相互垂直的两个坐标面进行旋转来确定拉延方向的。这类覆盖件的拉延方向确定后，其投影关系改变较大。经过确定拉延方向，其坐标相互关系完全不改变的拉延方向称为处于汽车位置；其坐标关系有改变的拉延方向称为处于非汽车位置。确定拉延方向时必须考虑以下几
7、点：（一） 保证凸模能够进入凹模确定拉延方向首先应保证凸模能够进入凹模，这类问题主要出现在某些覆盖件的某一部位或局部形状成凹形或有反拉延。为了使凹形或反拉延的凸模能够进入凹模，只能使拉延方向满足上述要求，因此覆盖件本身的凹形或反拉延的要求决定了拉延方向。但有时满足上述要求时，还会出现其他问题，而对拉延条件有较大的影响。如凸模开始拉延时与材料接触面积小，或过多地增加了工艺补充部分而使材料的消耗增加，这时就应从整个形状的拉延条件考虑。在可能条件下，将凸模不能进入凹模的凹形和反拉延部分给予恰当的改变而使凸模能够进入凹模，在拉延以后的适当工序中再整回来，使之符合覆盖件的要求。改变部分与整回来部分的材料
8、应是相等的。整回时最好是简单的压弯或成形。（二） 凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触状态开始拉延时凸模与拉延毛坯的接触状态应保持接触面大，接触面位于冲模中心。（1）凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触面积要大。由于接触面积小，接触面与水平面夹角a大，应力集中容易产生破裂，所以凸模顶部最好是平的，并成水平面。为了达到这种要求，在保证凸模能进入凹模的先决条件下，则需改变拉延方向。也可使工艺补充部分的压料面开头造成与凸模顶部形状相似，这样压料圈首先将拉延毛坯压紧在凹模压料面上而形成形状，也就造成了凸模开始拉延时与拉延毛坯大面积接触。（2）凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触地方应接近中间，这样凸模在拉延过程中使材料
9、均匀拉入凹模内。如果接触地方不接近中间，则在拉延过程中拉延毛坯可能经凸模顶部窜动，使凸模顶部磨损快并影响覆盖件表面质量。（3）凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触地方要多，要分散，有两个或两个以上的接触地方，最好同时接触。如果不同时接触，则在拉延过程中拉延毛坯可能经凸模顶部窜动而影响表面质量，所以要改变拉延方向，改善接触状态。（4）凸模开始拉延时与拉延毛坯在两个地方接触，同时又满足了凹形的凸模能进入凹模。首先由于凹形的要求决定了拉延方向，为了满足凸模开始拉延时与拉延毛坯接触地方要多、要分散的要求，只好在工艺补充部分想办法，即改变压料面形状使两个地方同时接触。还应指出拉延凹模里的凸包形状必须低于压料面
10、形状。凸包高于压料面，凸模开始拉延时凹模里的凸包形状先与凸模接触，凸包上的拉延毛坯处于自由状态而引起了弯曲变形，致使拉延件的内部形成大皱纹甚至材料重迭。（三） 压料面各部位进料阻力要均匀拉延深度均匀是保证压料面各部分进料阻力均匀的主要条件。进料阻力不一样，在拉延过程中拉延毛坯可能经凸模顶部窜动，影响表面质量，严重的产生破裂。二、工艺补充部分为了实现拉延或造成良好的拉延条件，除了慎重确定拉延方向外，还应考虑工艺补充部分，以满足拉延、压料面和修边工序等要求。图12-6所示为工艺补充部分可能采用的几种情况。图12-6a所示的修边线在拉延件的压料面上，垂直修边，压料面本身就是覆盖件的凸缘面。在拉延模的
11、使用中由于压料面要经常调整以及由于压料筋的磨损而需打磨压料筋槽。为了不致因上述两点而影响到修边线，因此修边线距压料箱的距离A应有一定数值，一般取25mm。图12-6b所示的修边线在拉延件的底面上，垂直修边。修边线距凸模圆角半径R凸的距离B应保证在使用中不致因凸模圆角的磨损而影响到修边线。B值一般取35mm。凸模圆角半径R凸应根据拉延深度和形状来确定，一般取310mm。对于拉延深度浅的和直线部分，取下限；对于拉延深度深的和形状部分，取上限。凹模圆角半径R凹对拉延毛坯的进料阻力影响极大，因此，其半径大小必须适当。一般凹模圆角半径也是工艺补充的组成部分，R凹取810mm。如果压料面本身就是覆盖件凸缘
12、面，其拉延凹模圆角半径要根据具体情况考虑确定。由于覆盖件要求的圆角半径一般都是比较小的，采用它作拉延凹模圆角半径是不可能的，必须加大，利用以后的工序进行整压圆角。R凹以外的压料面部分D按一根压料筋或一根半压料筋来选取。图12-6c所示的修边线在拉延件翻边展开斜面上，垂直修边。修边线距凸模圆角半径R凸的距离E和图12-6b中的B值相似.修边方向和修边表面的夹角a应小于50因a角过小采用垂直修边，刃口变钝修边处容易产生毛刺并切面过尖。图12-6d所示的修边线在拉延件的斜面上垂直修边。修边线是按覆盖件翻边轮廓展开的，而翻边轮廓外形复杂，如果拉延件轮成规则形状，因此修边线距凸模圆角半径R凸的距离F是变
13、化的，一般只控制几个最小尺寸。图12-6e所示的修边线在侧壁上，水平修边或倾斜修边。修边线距凹模圆角半径R凹的距离G（侧壁深度）应根据压料面形状的需要确定，不可能和修边线完全平行。局部地方可能很大，一般也只能控制几个最小尺寸，这个尺寸由修边凹模镶块的强度来决定。采取倾斜修边时，一般侧壁上都有孔存在，修边和冲孔同时完成。凸模对拉延毛坯的拉延条件（材料贴紧凸模）主要取决于拉延件条件。图12-7所示为不同形状的拉延件其凸模对拉延毛坯的拉延条件不同的示意图。图12-7a所示的拉延件没有直壁，因此凸模1的A点一直到下极点才和拉延毛坯接触。如果由于压料面上的进料阻力小，在拉延过程中斜壁部分已经形成了波纹，
14、虽然凸模1与凹模2最后镦死的，也不可能将波纹压平。这时可采用图12-7b所示的凹模结构，这样可以减少凹模打磨和研配的工作量。图12-7c所示的拉延件形状加了一段直壁AB，这样凸模1上的A点进入凹模以后就将拉延毛坯开始拉入凸模1与凹模2之间所形成的垂直间隙中一直到B点。在拉延直壁AB的过程中，由于凸模1对拉延毛坯的拉延，C部分所形成的波纹则可能被消除掉，这对拉延件的刚性也有很大的好处。直壁AB一般取1020mm。表面质量要求高的拉延件应采取这种拉延件形状。还应指出：采用这种拉延件结构其形状应是对称的。三、压料面形状的确定压料面是工艺补充部分组成的一个部分，即凹模圆角半径R凹以外的那一部分。凸模对
15、拉延毛坯开始拉延前，压料圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上。压料面的形状不但要保证压料面上的材料不皱而且应尽量造成凸模下的材料能下凹以降低拉延深度，更重要的是要保证拉入凹模里的材料不皱不裂。压料面有两种，一种是压料面就是覆盖件本身的凸缘面，这种拉延件的压料面形状是即定的，为了便于拉延，虽然也能做局部修改，但必须在以后工序中进行整形以达到覆盖件凸缘面的要求。另一种压料面形状由工艺补充部分补充而成，压料面形状多数是曲面的。对压料面形状的要求是压料圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上，所形成的压料面形状应不形成皱纹和折痕，以保证凸模对拉延毛坯有良好的拉延条件，否则在拉延过程中会使拉延形成波纹和皱纹，产生破裂。
16、因此，要求压料面形状应由平面、圆柱面、圆锥面等组成。这种形状一般都可以用手工弯曲而成。确定压料面形状必须考虑以下几点：（一） 降低拉延深度如果压料面就是覆盖件本身的凸缘面，则压料面形状是既定的，也就不存在降低拉延深度的问题了。压料面成一定的弯曲形状，即拉延毛坯在压料圈降和凹模压料面压紧下成一定的弯曲形状是降低拉延深度的主要方法。为了降低拉延深度并使拉延毛坯服贴地压紧在压料面上，因此压料面的某些局部就形成了倾斜角。平的压料面其压料效果最好，但全部压料面全是平的在覆盖件上还鲜见，一般都是成锥形或碗形的压料面。倾斜角（与垂直方向的夹角）最好不大于60，夹角太小形成皱纹，太大会增加拉延深度，同时太小也会给压料圈强度带来一定的影响。在特殊情况下压料面向下倾斜，这是由覆盖件本身的凸缘面决定的。压料效果最差，并且不能做较深的拉延。（二） 凸模对拉延毛坯一定要有拉延作用这是确定压料面形状必须充分
