《轿车中高强度板冲压工艺分析及模具设计与调试new》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轿车中高强度板冲压工艺分析及模具设计与调试new（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轿车中高强度板冲压工艺分析及模具设计与调试Automobiles Stamping Technological Analysis of the high intensity plankwith 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
2、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
3、 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 littl
4、e, 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 elabo
5、rates 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 desig
6、ning.前言：零件形状特点：料厚：0.7 mm 长917 mm宽311 mm高35 mm材料：B340/590 DP,零件净重0.7 kg。根据产品零件材料牌号，可以判断确定出是双相高强钢板。零件形状是 双向曲面,由此可确定为拉延、成型类零件。一、工艺分析：根据零件形状初步确定为拉延成型,按照常规的工艺 做法,将零件补充为合型零件有便于拉延状态,见图二。 但是,客户要求节省材料为原则,材料利用率在 60%以上。 且要保证产品的质量状态,因此将零件的工艺补充改为浅 合状态,见图三。在材料的利用率上对前后方案计算结果：图二为方案 一,图三为方案二。（图二）方案一（图三）方案二方案一：需要材料大小
7、1200X260X0.7, 材料的消耗是1.7 kg。按零件净重0.7 kg进行计算本件材料利用率0.7 一 1.7X100%=41.17%。方案二：需要材料大小1000 X 200 X0.7, 材料的消耗是1.01 kg。按零件净重0.7 kg进行计算本件材料利用率0.7 一 1.01X100%=64.2%。由此,方案二可以满足客户节省材料要求,但 此类补充零件可进行,拉延和成型两种形式进行。1 、成型分析 我们再对零件进行成型性工艺计算分析：图四中, 截取两个断面线分别是曲线一 158 mm,曲线二，142 mm。按照理论公式： =(L1-L)/L*100% 式中：L-变形后沿截面的材料长
8、度mm；L1-变形前材料原有长度mm；6 延伸率； 按照一次起伏成形延伸率 , 不能超过材料拉伸率6 的 70-75%.既 (70-75%)6 . 曲线一处延伸率： =(L1-L)/L*100%=(190-158)/158X100%=20%1图五曲线二处延伸率： =(L1-L)/L*100%=(190-142)/142X 100%=33. 8% 零件最大的变型处的延伸率 =33.8%根据 Q/BQB418-2003 标准，B340/590 DP 材料的6 =12%(0.6(70-75%)6的数倍，因此会造成曲线二处以及曲线一处严重破裂，采用成型工艺方法不成 立，2、拉延分析应力方向图众所周知在
9、拉延中材料的三种变型方式。见应力应变 图，图中表明在经向拉应力作用下产生伸长变形引起垂直位 移同时也有一定会产生纬向上的压缩变形。虽然该零件材料 的只有 %=12%(0.61.0) 伸长率，零件在变形过程中主要 通过拉压变形和双拉变形过程，来获得产品零件变形。由此 原理理论；得出本零件采取拉延可以成立。在拉延成立的基础 上,本零件材料是B340/590 DP双相高强钢板，其机械性能： 屈服强度z s =340500MP a、抗拉强度z b=590MP a。与其 它普通材料：(如ST14屈服强度z s =120210M P a、抗拉强度z b=270350 Pa)。在对其机械性能进行各个指标比较
10、，获的结果；均大于普通材料两倍以上，且有由于零件形状， 属多向曲面，压延过程在外部力量作用下，使零件材料屈服强度值受力不均匀，导致材料内部应力应变产生位移变化，拉 压、应力难以平衡。当取消外部作用力后，零件内存残留应力应变得到回复。使其零件出现新的问题，发生较大的回弹。 见图压延过程和脱模后状态图。应力fff反弹压制IJ头脱怏時-残留压延过程和脱模后状态图3、回弹分析首先我们按照脱模后状态图补偿状态来分析，不论在零件的那个部位进行断面剖切，获的效果类似，压延过程和脱模后 状态图。不难分析出见零件 A、B、C、D 面（图七），是应力残留集中的地方，针对产品两边 A、B 面，进行工艺扑充来消 除部
11、分应力。在设计时考虑产品件在模具的分型不同，对B面来讲在后序要进行二次成型，在此暂不作调整。仅对A面， 按照反弹量的大小给以一定量调整，零件局部进行工艺扑充，加深原有零件尺寸和改变形状，来满足零件内部应力变化。 按照板材屈服强度s低，零件卸栽后的回弹变形小的原则，使高屈服强度材料达到低屈服强度材料的效果。根据拉伸实 验拉伸曲线原理，应力=P/FO和6 =/L/LO形成的关系，既拉伸力与伸长值的关系曲线表明，在外力不变的形态下对零件 形状进行改变，并对在拉延过程中的应力改变。为此在零件数摸上截取断面线：近似计算出设计调整量；由此：6 =/L/LO6 伸长率ZIL 试样伸长L0-试样原始长度P-一
12、拉伸力F0一-拉伸面积。那么：本零件材料的伸长率6 =12%考虑到材料的各向异 向取6 X1/2进行计算拉伸曲线L01313. 213. 8141514/L0.780.790.820.840.90.84图七即6 /2=/L/L0 /L=6 /2XL0按照计算结果对 C 面型状进行延长改变原产品设计，使冲压件成型结束后零件由模内脱离并卸栽时，弹性恢复到理想 状态。其结果必须在调中进行修正。请继续观察零件，我们虽然对零件 A 面改变了形状及尺寸，要完成满足零件要求，还必须对零件的 B 面以后进行成型理论分析以及调整。在图六中不难看出，由第一次成型面到产品形状面是一个弯曲形式。按照弯曲变型理论：当工
13、件相对半径R/大于5-8倍时，在弯曲后，不仅回弹较 大，而且弯曲园角也有较大变化，在设计工艺时首先确定回 弹值，在试模中进行修正。凸模园角半径：R=l/ (l/r+3s/Et)凸模园弧所对中心角:Ra=a X r/R式中：R凸模园角半径r弯曲件半径s - 材料屈服强度E-弹性摸量t-材料厚度a-弯曲件中心角Ra 凸模园弧所对中心角在零件上做出纵向断面线，其测量出：a=30 r=6 mm t=0.7 mm 。零件材料屈服强度 s =340500MP a,由于资料限制弹性摸量E按照45#钢取值为200000 MP a。 那么凸模园角半径：R=1/ (l/r+3 s /Et) =1/ (1/6+3
14、X400/200000X 0.7)5.7 mm 回弹角 Ra=aXr/R=30X6/ 5.731.5 按照纵向取断面线：既标各个点的凸模园角半径和回弹角，进行3D片体制作。根据以上的理论分析论证，我们将本零件在进行工艺细划为； 落料拉延修边冲孔修边冲孔翻边整型冲孔检验二、模具结构确定：绘制出 DL 图：随着工艺方案确定，对模具结构设计要求更加明确。特定的工艺需要特定的设备参数和模具结构才能完成。 但由于模具使用单位，仅提供单动压力机设备参数。因此模具结构只有选择反拉延模具结构形式。 对本零件工艺的特殊需求，需要有一个与主压力方向反，且具备往复运动、压力相对稳定的外力来满足工 艺要求，即下顶油缸
15、或气垫结构。满足要求。 按照客提供技术参数和设备参数，确定出如图模具结构。图 l 工作原理：模具在机床内安装完成后，随着设备的滑块开启，上模凹模随之提升。下模上的压边圈在气顶杆作用下顶起。即模具打开。放入料板，模具凹模开始进行闭合运动，压边圈与凹模夹持料板向下运动，完成做功拉延。第二、三、五序紧接着是修边冲孔按照常规进 行设计在此不进行表述。对第四序模具结构设计要求：由于本序是翻边 整型工序，主要对翻边的压边力和整型力计算： 合 理选择弹性体。综前所述，以工艺分析中的理论为依据，此压 料外力必须大于零件材料在受拉应力、压应力状态 下产生的弹性变形、塑性变形。一般参照校平力进行估算：F-校平力既 F=A*pA-校平投影面积（mm2）p-单位校平（ Mpa）该零件内形投影面积为：A=93*985=91605 mm?查表：冷冲模设计基础校平和整型单位压力中弹性较大的 30#钢取值p=50Mpa1F=91605*50=4580250N 依据计算结果和模具结构的需要，在弹簧、聚氨脂弹性 体、气缸、氮气弹簧中，依照它们各自特点和模具体积结构 的紧凑性及其压力相对稳定性以及经济性。我
