汽車頂窗蓋上體成形分析及模具設(shè)計
1 成形分析
1.1成形工藝分析
該沖壓件的結(jié)構(gòu)特點:平面法蘭、斜面?zhèn)缺凇⒕匦屋喞⒌撞坑芯植啃螤畲┨遥赐廨喞且粋€大盒形件器谦,其內(nèi)輪廓有四個向外凸起的小盒形件形狀。故該沖壓件可分為大盒形件與小盒形件兩個變形分析單元來分析其變形情況痰哨。
該沖壓件的貼模過程是:毛坯置于壓邊圈上凹模下行與毛坯接觸壓住毛坯后法蘭上的毛坯開始產(chǎn)生塑性變形胶果,大盒開始拉深成形,此時成形小盒部分的毛坯受壓斤斧,而大盒底部處于懸空狀態(tài)早抠,當(dāng)凹模下行到H-入深度時,小盒開始成形撬讽。之后蕊连,大盒底面與小盒同時作用成形,直至凹模下行至最低位置游昼,成形過程結(jié)束甘苍。
大盒屬于拉深變形。其變形區(qū)是壓料面上的毛坯烘豌,屬于基本形狀零件中盒形件拉深成形特點载庭,可根據(jù)盒形件拉深成形規(guī)律矩形盒轉(zhuǎn)角部位R/矩形盒寬度B(矩形盒寬度B<矩形盒長度A)、矩形盒高度H/ R等參數(shù)來判斷變形分布和成形難度廊佩。對大盒內(nèi)的小盒部分囚聚,由于它是在大盒成形到一定深度才開始成形,故不可能依靠外部流入材料痴坦,而主要靠該部位材料的變薄實現(xiàn)成形乃倔,即產(chǎn)生脹形。而凸包轉(zhuǎn)角:區(qū)域的脹形變形量最大遏谭,可視為1/4的圓筒件脹形艾抠。由于小盒是在大盒基本成形后成形的,故對大盒的成形基本沒有什影響凝顿。小盒成形屬脹形變形惑妒,大盒成形對它的影響也很小射传。
綜合分析該沖壓件可能出現(xiàn)法蘭轉(zhuǎn)角部位的起皺、Rp處強(qiáng)度破裂及小盒脹形時塑性破裂等問題泛驰。
1.2 成形受力分析
由于小盒成形屬脹形成形域曼,在成形過程中,變形區(qū)的材料在平面方向擴(kuò)張寺帽、厚度方向減薄俱篡。是坯料在雙向拉應(yīng)力作用下的一種成形工藝。
2 模具設(shè)計及模具工作過程
2.1 壓形拉深模設(shè)計
基于上述變形分析及受力分析凸协,由于該零件H較小颤枪,而成形圓角R較大即H/ R值較小故法蘭轉(zhuǎn)角部位不會出現(xiàn)起皺問題。為避免小盒脹形時產(chǎn)生塑性破裂及R'p處的強(qiáng)度破裂淑际,該套模具增加了預(yù)成形工序畏纲。目的是為了減小外部金屬向內(nèi)變形的阻力,形成以脹形為主體的成形又兼有拉深因素的介入緩解了脹形部位的拉薄程度春缕。該套模具采用彈簧彈壓頂出器使四個外凸小包處預(yù)成形一定形狀以期從外部獲得少量金屬盗胀。
預(yù)成形的原理是:按預(yù)成形力設(shè)計頂出器彈簧剛度使頂出器在接觸到板料后依靠頂出彈簧的力成形出四個小包,但體積比最終成形的尺寸大锄贼,最終小包成形由鑲塊成形票灰。待凹模下行至最低點,壓至成形宅荤。由于四個小包采用了預(yù)成形屑迂,減小了最終小包成形時的變形時工件不易破裂。另外冯键,為防止薄板拉深成形中因氣室作用而產(chǎn)生局部變形(鼓起屈糊、凹進(jìn)、小皺紋)故在凸凹模中安排了出氣孔琼了。該套模具采用彈性擋料銷定位的定位方式潦故。
2.2 模具工作過程
初始狀態(tài)在氣墊作用下壓邊圈與凸模頂面平齊便于擺放工件和壓形,當(dāng)凹模隨機(jī)床滑塊下行键切,與壓邊圈接觸時壓住材料庐穴,同時,凸模頂面毛坯由于頂出器壓力作用產(chǎn)生一定的變形當(dāng)滑塊繼續(xù)下行時龙喂,壓邊圈在凹模的壓力下向下移動蝇硅,凹模與凸模產(chǎn)生相對運(yùn)動,形成拉深秧梨,拉深到H-入高度時翁漠,隨著凹模繼續(xù)下行,外凸小包及拉深件底面成形妻行,凹模下行到最低位置舆焕,拉深成形按任。
3 模具主要零件的特點
3.1 凸模及凹模結(jié)構(gòu)
除預(yù)成形設(shè)計之外,對于凸模及凹模的設(shè)計棍详,針對易破裂處的圓角半徑的取值杠滓。
這樣就從圓角半徑方面避免了塑性破裂問題。另外冒萄,考慮工藝性臊岸,若作成整體式,成形小包處加工困難故該套模具采用鑲塊式結(jié)構(gòu)對成形小包處作成鑲塊鑲?cè)胝w式結(jié)構(gòu)壓配入凸尊流、凹模內(nèi)并用螺釘緊固后帅戒,并修型,保證整個型面光滑過度崖技。
3.2 卸料裝置
卸料裝置采用彈性卸料逻住。主要零件有頂出器、壓邊圈响疚,兼作壓、卸料作用瞪醋。頂出器在彈簧壓力作用下壓住毛坯忿晕,開始成形時,毛坯底面懸空银受,產(chǎn)生一定的預(yù)成形狀践盼。從而減輕了凸包處的塑性變形,保證了順利成形宾巍。待成形結(jié)束后因摸,頂出器在彈簧回復(fù)力作用下卸料。壓邊圈在托桿作用下頂料叭蜂,實現(xiàn)卸料侦滩。
4 結(jié)束語
通過對頂窗蓋上體成形工藝及受力分析,提出了此套拉深模的結(jié)構(gòu)唬研,采用了預(yù)成形的方法假祝,解決了小包的成形問題解決了小包成形時的破裂問題。實踐證明該套模具結(jié)構(gòu)合理尼削。
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