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刘毅工学专栏:汽车覆盖件拉深模的制造方法

作者:江苏天源    添加时间:2014/7/20 9:12:01    浏览量:

  摘要:汽车覆盖件具有形状复杂、表面质量要求高等特点,常采用拉深成形。本文通过分析汽车覆盖件拉深模的制造特点和制造工艺,针对其调试时出现的问题,举实例提出了相应的解决方法。
  关键词:汽车覆盖件;拉深模;制造方法;调试 
  
  一、汽车覆盖件拉深模的制造特点
  汽车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、结构尺寸较大、表面质量高等特点。为了满足覆盖件表面质量高,尺寸、形状准确,刚性好的要求,多数覆盖件的成形都采用拉深模进行。汽车覆盖件拉深模有如下特点:
  
  (一)轮廓尺寸大。汽车覆盖件拉深模的轮廓尺寸(长与宽之和)一般都在2500mm以上,重量一般都在5吨以上。制造这样的模具,需要龙门刨床、龙门铣床、仿形铣床,研配压床等大型设备。
  
  (二)制造工艺复杂。汽车覆盖件拉深模的工作部分形状大多是由复杂的空间曲面构成的,而且精度和粗糙度的要求都很高。加工时一般需要配备模型、样架、样板等专用工具。
  
  (三)试冲与调试复杂。拉深模由于其形状复杂,拉深时各部分材料变形不均匀,经常伴随着起皱和拉裂,这些都给拉深模的调试带来困难。
  
  (四)生产技术准备工作复杂。汽车覆盖件拉深模的零件毛坯形式一般为铸件、锻件,在制造时需要大型设备和专用工具,且相互之间协调性要求较高,这样在生产技术准备过程中必须考虑周全,微小的疏忽都可能对模具的质量、生产进度产生很大的影响。   二、汽车覆盖件拉深模的制造工艺
  
  (一)制造方法
  根据形状、结构和加工设备的不同,可采用以下三种加工方法:
  1、分别仿形加工
  不需投影样板,加工工作量大,加工精度低。
  2、组装后仿形加工
  需投影样板,加工轮廓复杂,但节约仿形工时,精度较高。
  3、按断面样板加工
  不需仿形加工,但需多个断面样板,钳工工作量较大,加工精度较低。
  
  (二)制造过程
  现以常用的组装后仿形加工方法为例,其加工过程阐述如下:
  1、检查毛坯的加工余量,划底平面线(基准面)。有些毛坯需制作起重孔。
  2、按线刨底面及侧面(加工基准面)。
  3、划冲模中心线,按投影样板划出内、外轮廓形状及导板台面线。
  4、按线铣内、外轮廓形状,导板台面线(有的内、外轮廓形状按投影样板仿形加工)。
  5、组装上模、下模,保证内、外轮廓间隙,测量导板底座间隙。
  6、按导板底座间隙,配制导板。
  7、按导板孔配制螺孔,装上导板。
  8、组装上、下模,将顶件器装入凹模,凸模装入压边圈,并固定于工艺板上。
  9、凸模、压边圈组件按工艺主模型1:1仿形加工,留研修量;凹模、顶出器组件按样架去料厚仿形加工,留研修量。
  10、凸模、压边圈组件按样架修配,然后垫料厚修研凹模、项出器组件。
  11、修锉棱线,制排气孔。
  12、以凹模安装槽为基准划压边圈、凸模固定板安装槽。
  13、铣安装槽。
  14、装配。
  15、调试。
  16、凸筋处及压料面处表面火焰淬火。
  17、打光。
  
  (三)装配要求
  汽车覆盖件拉深模装配完毕后,应达到如下要求:
  1、上、下模底面的平行度误差≯0.2/300mm。
  2、模具闭合高度允差+5-7mm。
  3、凸模固定板、压边圈、凹模各安装槽位置相对误差≯±1mm。
  4、各导向面垂直度误差<0.15mm,导板间隙<0.3mm。
  5、上、下模应保持均匀料厚间隙。
  
  三、汽车覆盖件拉深模的试冲与调试
  
  拉深模的调试比较困难,这是因为毛坯在拉深过程中的变形较复杂。拉深模常见的缺陷就是拉深件的起皱和拉裂,进料阻力太小产生起皱,进料阻力太大产生拉裂,有的因皱而裂,有的因裂而皱。在保证不拉裂的情况下,应尽可能增加进料阻力以保证毛坯得到充分的塑性变形,从而保证拉深件的质量,所以拉深模的调试实质上就是调整进料阻力。
  常用的调整进料阻力的方法:
  1、调节压边力。
  2、调整压边面的松紧,达到里紧外松。
  3、调整压料筋凹槽半径、凸台高度。
  4、调整凹模圆角半径。
  5、改变毛坯形状和尺寸,必要时开工艺孔。
  6、适当的滑润。
  
  四、实例
  
  图1所示为一汽车覆盖件拉深模示意图,图2为工序件示意图。根据前述原则,我们选用组装后仿形加工的加工方法,具体过程如下:
  
  (一)生产技术准备
  1、消化图纸,确定制造基准(底平面)、制造依据(工装图、工艺主模型),编制工艺规程,提出材料清单、专用工具和加工设备。
  2、毛坯准备。
  3、专用工具的准备。
  1,工艺主模型。
  2,翻制样架。
  3,按工艺主模型轮廓放大1mm取凸模外轮廓投影样板,
  4,取a—a、b--b断面样板两块,同相配件协调。
  
  (二)模具加工
  根据工艺规程、工装图纸、专用工具等制造依据进行加工,加工过程如前述。现就以凸模为例列举出其加工过程:
  1、按图检查铸件加工余量,划出底面线,制起重孔。
  2、按线刨底面。
  3、按图划出冲中线及导板安装面。
  4、按线铣出导板安装面。
  5、按投影样板对正冲中线1:1仿形凸模外轮廓。
  6、按导板配制导板安装面上的螺孔后,保证同压边圈轮廓均匀间隙,测量导板安装面与滑配面间隙,配制导板后,一起装于工艺板上。
  7、配制导板。
  8、同压边圈一起以冲中线找正,基准点对好高度,按靠模铣模型1:1靠铣出型面,留修研量0.2mm。
  9、按样架修研凸模、压边圈,着色率>80%,并按断面样板精修a—a、b—b断面。
  10、装配调试后,表面淬、回火56~60HRC。
  11、打光。
  
  (三)试冲与调试
  该模具加工、装配完毕后装于1000T双动压力机上试冲,拉深件出现如下问题:
  1、四周拉裂,并且四角起皱。
  2、中间20mm凸台掉底。
  经过分析,我们认为:四周开裂是因为进料阻力太大,具体说在平直部分是因为压边力大,拉深筋半径及凹模半径太小:角部则因为无拉深筋,压料面先起皱后拉裂。中间凸模属于反拉深,材料难以流动以致超过塑性变形极限而破裂。
  针对以上分析,我们对该模具采用了如下措施:
  1、四角添加拉深筋。
  2、调整拉深筋及凹模半径。
  3、调整凸、凹模间隙。
  4、添加润滑剂。
  5、毛坯做展开形状。
  6、打光压料面。
  7、毛坯上五个开设工艺孔,如图2所不。
  通过采取以上措施,有效地解决了拉深件出现的所有问题,圆满完成了该模具的调试,得到了合格的拉深件。