顶盖外板拉延模结构设计

辽宁曙光汽车集团股份有限公司 王 玲



技术交流

顶盖外板拉延模结构设计

辽宁曙光汽车集团股份有限公司 王 玲

【摘要】本文对汽车顶盖外板进行拉延模结构设计，利用CATIA软件建立拉延模的三维实体模型，对提高汽车顶盖外板的质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本有一定的应用价值。

【关键词】覆盖件；拉延模结构设计；CATIA

1　冲压件的特点

该零件是某车型覆盖件—顶盖外板，材料为DC04 T0.8（普通钢板），料厚1.2mm。经过分析，确定冲裁方案为：拉延—切边冲孔侧校型—切边冲孔侧校型—切边侧冲孔翻边校型。

1.1拉延方向的确定

冲压方向的选择要求应满足以下原则：

a.保证凸模能够顺利进入凹模，不会出现凸模接触不到的死区。

b.拉延开始时，凸模和毛坯的接触面积要尽量大，接触部位应处于冲模的中心。

c.压料面各部位进料阻力要均匀。

d.尽可能地减小拉延深度，且要使各部位的深度均匀，防止深度过深导致开裂。

1.2工艺补充部分的设计

工艺补充部分是汽车覆盖件拉延设计的主要内容，该部分设计的优劣决定了拉延件的质量。在确定其工艺补充部分时应遵循以下的设计原则：

a.使拉伸深度尽量浅；

b.尽量有利于垂直修边；

c.工艺补充部分应尽量小。

2　模具主结构的设计

2.1压力机选择

根据顶盖外板工艺补加，计算模具成形力及压料力选择冲压机床为1600T冲压机床

2.2模具中心确定

根据零件特性及平衡性，设定模具中心与机床中心保持一致。

2.3压边圈结构的设计

压边圈材质根据板料厚度选择MoCr铸铁，同时进行表面火焰淬火，要求硬度可达到HRC55以上，根据工艺提供凸模轮廓线确定压边圈型腔，型腔与凸模轮廓线留3mm的间隙，根据零件尺寸满足强度要求设定主筋为50mm，辅助筋为40mm，结合冲压气顶杆位置及零件性状确定压边圈顶杆二级台位置，根据零件成形深度确定顶杆行程为130mm，确定二级台高度，同时为保证强度选择标准转接顶杆垫块。

压边圈压料面宽度根据板料尺寸单边增加20mm，同时设置模具合模限位块，设定调整块直径为ф60，调整块安装面直径为ф70，此模具设置20个直径70mm的调整块安装台，调整块安装台中心距离压料面外端为100mm，确定压边圈宽度。长度方向增加模具外导向，确定压边圈长度。

压边圈导滑板设置：按照模具行程，要求模具顶起时导滑板至少导入80mm以上，确定导滑面大小，根据零件长度确定导滑面宽度为200mm，共8块导滑板。

定位板的设置：为防止板料在成形之前的串动，在模具设计时，应在前、后、侧设置定位板。根据定位板设置原则及厂家要求设置宽度为70mm的定位板8个，长度相距1400mm，宽度相距700mm。同时选择2个感应定位板。

2.4分体式下模设置

根据成型要求下模材料选择MoCr铸铁，为节约材质，下模选用分体结构，凸模用MoCr铸铁，下模座选用HT300。

下模立筋间距取300-350mm，宽度方向根据冲压机床参数设定U型槽，设定沿型筋为50mm，外圈筋为40mm，辅助筋为30mm。同时下模座筋条必须避开顶杆过孔，下模调整垫块下增加至少30mm到底筋支撑。

凸模按照凸模分模线设置凸模轮廓，设置凸模外圈沿型筋为50mm，在凸模内腔设置距离为300*300的筋，在沿型筋外部设置与压边圈导滑板，要求导滑板必须突出凸模轮廓线，便于模具加工。凸模底部设计出凸台用于与下模座的固定。图一为下模实体结构。

图一 下模实体图

2.5上模座的设计

上模型腔按照零件型面设定模具型面，凸模轮廓线下设置50mm的沿型筋，根据压力机参数设置5组 U形槽，用于上模与压力机上滑块的固定。上模具及压边圈采用整体背靠式导向结构，用以低销成型侧向力，延长模具使用寿命。

拉深加工时，应使凹模与压边圈同步，随着凹模的下降，板料拉深成形，直至下死点，由于凸模与板料之间存在空气，使板料不能按要求成形，从下死点开始，板料与凹模一起上升，由于板料贴在凸模上，此时也可能发生变形，为防止变形，须开通气孔，通气孔一般为尼龙管。外板件通气孔径取φ4，内板件孔径取φ6。

图二 上模实体图

3　结束语

现在，随着计算机技术的发展，Catia，AUTOform等软件已经在模具设计中得到广泛的应用。这些软件的应用，使得设计人员可以结合自己的经验直接在计算机上设计出产品的型面，并使用AUTOform对设计出的型面进行拉深过程的模拟，结合模拟的情形，反过来优化产品的型面设计，得到最优的产品型面。大大提高拉延成型性。

参考文献

［1］翁其金，徐新成.冲压工艺及冲模设计［M］.机械工业出版社，2008.

［2］中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典［M］.江西科学技术出版社，2009.

［3］M.F.oct， Design of Machines Elements， China MachinePress，2008.

［4］ASTME，Die Design Handbook，McGRAW-HILL BookCo，2005.

作者简介：

王玲（1984—），女，黑龙江哈尔滨人，工学学士，助理工程师，现供职于辽宁曙光汽车集团股份有限公司，主要从事汽车模具研发及模具生产过程跟踪。