一.拉延工序工艺设计主要表达内容:注意:★制作工艺时数模不旋转,只旋转工作坐标;★基准点尽量选择制件的几何中心;★左右件共模设计时,为防止制件不对称,不要采用直接镜像的方法进行设计,而是将制件导入到一个文件进行设计;★到底标记要给出所在平面的法线;★CH孔要给出中心线及冲压方向线,各工序给出CH孔圆柱实体,放置于各工序数模层。二.拉延工序工艺造型设计标准:1、冲压方向的设定(1)保证能将拉深件的全部空间形状(包括棱线、筋条和鼓包等)一次拉深出来,不应有凸模接触不到的“死区”,即要保证凸模能全部入凹模。(2)尽量使拉深深度差最小,以减少材料流动和变形分布的不均匀性(3)保证凸模与毛坯具有良好的初始接触状态,以减少毛坯与凸模的相对滑动,有利于毛坯的变形,并提高冲压件的表面质量。①凸模与毛坯的接触面积应尽量大,保证较大的面接触,避免因点接触或线接触造成局部材料胀形变形太大而发生破裂②凸模两侧的包容角尽可能保持一致(α=β),即凸模的接触点处在冲模的中心附近,而不偏离一侧,这样有利于拉深过程中法兰上各部位材料较均匀地向凹模内流入。③凸模表面与毛坯的接触点要多而分散,且尽可能均匀分布,以防止局部变形过大,毛坯与凸模表面产生相对滑动。④在拉深方向没有选择余地,而凸模与毛坯接触状态又不理想时,应通过改变压料面来改善凸模于毛坯的接触状态。通过改变压料面,使凸模与毛坯的接触点增加,接触面积增大,能保证零件的成形质量。2、压料面的设计(1)压料面形状尽量简单化,以水平压料面为最好。在保证良好的拉深条件的前提下,为减少材料消耗,也可以设计成斜面、平滑曲面或平面曲面相结合等形状。但尽量不要设计成平面大角度交叉,高度变化剧烈的形状,这些形状的压料面会造成材料流动和塑性变形的极不均匀分布,在拉深时产生起皱,堆积,破裂等现象。下图是几种常见的压料面的形式:(2)水平压料面应用最多,其阻力变化相对容易控制,有利于调模时调整到最有利于拉深成形式所需要的最佳压料面阻力状态。向内倾斜的压料面,对材料的流动阻力较小,可以在塑性变形较大的深拉深件的拉深时采用。但为保证压边圈强度,一般控制压料面倾斜角α40°。(3)压料面任一断面的曲线长度要小于拉深件内部相应断面的曲线长度。一般认为,汽车覆盖件冲压成形时隔断面上的伸长变形量达到3%~5%时,才有较好的形状冻结性,最小伸长变形量应不小于2%。因此,合理的压料面要保证拉深件各断面上的伸长变形量达到3%以上。如果压料面的断面曲线长度lo不小于拉深件内部断面曲线长度lp,拉深件上就会出现余料、松弛、皱褶等。如图所示,要保证lo0.97lp。图中要保证压料面的仰角α大于凸模仰角β。若不能满足这一条件,要考虑改变压料面,或在拉深件的底部设置筋类或反成形形状吸收余料。(4)压料面应使成形深度小且各个部分深度接近一致。这种压料面可使材料流动和塑性变形趋于均匀,减小成形难度。同时,用压边圈压住毛坯后,毛坯不产折皱、扭曲等现象。(5)压料面应使毛坯在拉深成形和修边工序中都有可靠的定位,并考虑送料和取件的方便。(6)当覆盖件的底部有反成形形状时,压料面必须高于反成形形状的最高点。否则,在拉深时,毛坯首先与反成形形状接触,定位不稳定,压料面不容易起到压料的作用,容易在成形过程中产生破裂、起皱等现象,不能保证得到合格零件。(7)不在某一方向产生很大的侧向力。在实际工作中,若上述各项原则不能同时达到,应根据具体情况决定取舍。3、拔模角的设计(1)拔模角度一般5~15度,局部视成形和和后序工艺需要而定,在保证产品品质的前提下,以拔模角尽量小,提高材料利用率为原则。角度按立切角度允许值确定,放置面宽度为20mm。注意:★拉延深度外板件一般35mm左右,内板件最小15mm左右,主要根据制件刚度要求及CAE分析结果,适当调整设定。★修边线距离凸模R角根部5mm,废料刀部位适当加大,保证废料刀强度。4、凸、凹模圆角的设计(1)凹模入口圆角:一般取R凹=(6~10)×t;(2)为了减少调试工作量,在设计阶段要作出准确的修边线,因此要求估计正确的凸、凹模圆角R,R大小尺寸标注在典型剖面中。[建立加工模型时,要考虑最小铣刀直径,R3以下由钳工清角]5、拉延筋的设计:拉延筋的作用:(1)增加进料阻力;(2)调节进料阻力的分布;(3)可以在较大范围内调节进料阻力的大小;(4)降低对压料面的要求;(5)由于拉深筋能够产生相当大的阻力,降低了对压边力的要求,容易调节到冲压成型所需的进料阻力分布,同时也降低了对模具刚度、设备吨位等的要求。(6)拉深筋外侧已经起皱的板料通过拉深筋时可得到一定程度的矫平。拉延筋的布置原则:5.4拉延筋的位置(1)压料面上有修边线时设置为拉延筋的末端在离修边线5mm远的地方最为妥当。比这个距离远材料利用率低,比这个距离近修边刃的强度不好。(2)凸模内有修边线的时候,在离分模线20mm远的地方设置拉延筋比较好,但是为了提高材料利用率,凸模内有修边线时大部分都适用拉延槛。(3)为了防止起皱或为了给制件增加强度有将拉延筋双重设置的情况。设置这种双拉延筋时,拉延筋之间的间距设为25mm比较好。5.5拉延筋形状选择方法(1)拉延侧壁接近直角时使用圆形拉延筋。(2)拉延侧壁倾斜,以工艺补充调整材料的拉入时,因为与胀出成型相近(主要是外板),所以主要使用方筋。(3)拉延深度低,没有工艺补充或较低,需要在前期给予均一的张力时使用拉延槛。(4)强度没有问题时,尽可能用拉延槛才能极大化材料利用。(5)拉延筋中心线的位置按照上述所说的基本值设计,但废料部分比较多的时候(特别是拐角处),为了防止在凹进去的部位发生开裂将凹模R角加大的情况比较多,所以要事先让拉延中心线离凸模分模线远一点,这样在加大凹模R时与拉延筋之间防止干涉。
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