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前围加强板模具设计分析

1引言

随着汽车工业的快速发展,汽车行业的竞争日益激烈,新车型的开发时间越来越短,同时对板件的质量要求也是越来越高。对于汽车冲压模具来说,成形工艺方案的选择至关重要,不合理的成形方案不仅会增加生产成本,而且会影响到最终制件成形质量。因此模具成形工艺方案的确定是模具设计制造的首要关注点,它是一切后续工作开展的基础。此制件为内板件,外形如图1所示,材料为DC04,料厚为2mm,外形尺寸为:440×260×60mm。模具开发周期为1.5个月,周期较短。

2工艺分析

经过对制件进行分析,依据制件形状特点及成形精度要求确定成形方案:第1工序拉伸,第2工序修边冲孔,第3工序翻边整形,共3副模具。(1)第1工序OP10:拉伸。如图2所示,该工序为整个工艺方案中最为关键的工序,将制件上平面拉伸成形到位,为了能够成功的实现该工序,需要做拉伸补充面,并利用Dynaform软件模拟成形过程及成形质量,获取零件坯料的理论尺寸。(2)第2工序OP20:修边冲孔。如图4所示,该工序将制件上所有孔及周边废料全部冲裁到位;该工序修边线较为复杂,模具的设计重点是考虑废料的取料方式。(3)第3工序OP30:翻边整形。如图5所示,该工序将制件的侧翻边部分侧翻到位;该工序翻边角度接近90°,模具的设计重点是翻边镶块R角处的处理,以便消除R角处的压痕。

3模具结构设计

3.1拉伸模设计

拉伸模结构如图6所示,上模为实型铸造整体结构,上模设有排气孔,排气孔安装聚乙烯排气管以防尘。下模由下模座、压边圈、下凸模及其他辅助零部件组成,压边圈与下模板之间设有安全保护板,护板高度保证压边圈在上死点时有30mm的遮盖高度。上下模采用导板的导向机构。上模、下凸模、压边圈采用MoCr铸造,表面淬火硬度48~52HRC。拉伸模的工作过程:成形之初,坯料由4个定位支架定位,成形时上模与下模接触,材料开始流入,压料面与坯料间的静摩擦发展到动摩擦,凸模与凹模啮合,逐渐成形,最终成形充分。拉伸成形结束后,上模上行,顶杆顶起压边圈,取出制件,拉伸工序结束。

3.2修边冲孔模的设计

修边冲孔模结构如图7所示,上模由上模座、退料板、上模镶块及其他辅助零部件组成。下模由下模座、修边下模、废料刀、顶料汽缸及其他辅助零部件组成。上下模采用导板加导柱的导向机构。上模座、下模座、退料板采用HT300铸造;修边上模、修边下模、废料刀采用Cr12MoV锻造,淬火硬度56~60HRC。

3.3翻边整形模的设计

翻边整形模结构如图8所示,上模座、下模座采用HT300铸造;翻边上模、翻边下模、压料芯采用Cr12MoV锻造,淬火硬度56~60HRC。坯料由翻边下模型面定位,成形时翻边上模与翻边下模相互作用,制件周边同时成形。翻边整形结束后,顶料汽缸顶起制件,取出制件,翻边整形工序结束,最终制件成形。

4模具的验证

在模具的验证过程中,第2工序修边冲孔出现废料卡于废料刀之间不易取出的现象,如图9所示,此区域修边线为“几”字形,且有缺口,较为复杂,原设计为废料刀切断废料后分别取出废料,设计变更为取消废料刀,退料板整体退废料。

5结束语

实践证明,该零件冲压工艺方案确实可靠,能够满足此零件的生产需要,不仅避免了零件成型缺陷,在较短的周期内完成模具制造验证,降低了模具的制造成本,为以后此类零件的生产制造提供了宝贵的经验。

作者:高飞 王凯 单位:陕西重型汽车有限公司


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