汽车卧铺盖板拉延模设计有cad图+文献翻译.docx
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汽车卧铺盖板拉延模设计有cad图+文献翻译
摘要
本次设计做的是汽车车身覆盖件冲压模设计中的第一序拉延模的设计。
汽车模具在中国因为发展的时间比较短所以在很多方面现在比起一些机械工业发达的国家还有很大的差距。
但我国近年来在汽车模具方面也取得不少的发展与进步。
本次设计我做的是汽车盖板的拉延模设计。
在模具设计中主要是根据设计好的板件来用UG软件进行三维造型设计来完成模具的结构设计然后进行模具加工调试来最终生产出合格的模具。
在三维造型方面主要可以分为压边圈设计、上模设计、凸模设计和下模本体设计。
在进行各部分设计时要严格按照模具结构设计规范来进行设计。
在本次设计中我严格按照冲压模设计标准来进行模具设计，其中有一部分技术规范属于企业内部规范。
本设计经过反复检查没有发现大的纰漏，完全符合模具设计的要求。
关键词：
汽车模具UG拉延模设计标准
Abstract
Thedesigndoisautobodypanelstampingdiedesignsequenceinthefirstdrawingdiedesign.AutomotivedieinChinaduetothedevelopmentofacomparativelyshorttimeitisinmanywaysthansomemechanicalindustrialdevelopedcountriesthereisagreatgap.However,inrecentyears,Chinahasalsomadethecaralotofmolddevelopmentandprogress.ThedesignofthecarIdidthecoverdrawingdiedesign.InthediedesignaremainlybasedonpanelsdesignedtousetheUGsoftwaredesigntocompletethethree-dimensionalstructureofthemoldandthenmolddesigntofinalproductionofqualifiedcommissioningofthemold.Mainaspectsofthree-dimensionalmodelingcanbedividedintotheblankholderdesign,themolddesign,designandlowerdiepunchbodydesign.Duringthedesignofvariouspartsofthestructuretobeinstrictaccordancewithdesignspecificationstothemolddesign.
InthisdesignIstrictlyinaccordancewithdesignstandardsforstampingdiemolddesign,includingtechnicalspecificationsarepartoftheinternalspecification.Afterrepeatedcheckingofthedesignfoundnomajorflaws,infullcompliancewiththemolddesign.
Keywords:
carmolddrawingdiedesignstandardsUG
前言1
1设计前的准备工作5
1.1技术协议5
1.1.1模具的材料及热处理5
1.1.2、模具结构5
1.1.3.工艺、设计、制造要求7
1.2查看工法图8
1.3查验对比9
1.4结构选择9
1.5材质选择9
2处理数模及分模线17
2.1片体缝合17
2.2拉伸实体17
2.3设计凸模退刀面18
2.4设计凸模主筋19
2.5压边圈退刀面的设计19
2.6压边圈主筋的设计20
2.7确定压边圈导向20
2.8导滑面的设计21
2.9导板数量的确定21
3压边圈的设计24
3.1压边圈强度24
3.2压边圈压力确定25
3.2压边圈让位及补强26
3.3气顶杆的设计27
3.4压边圈镶块设计28
3.5调压垫块与墩死垫块的设计28
3.6弹顶销的设计30
4上模的设计31
4.1上模型面及主筋31
4.2上模法兰面和辅筋31
4.3上模调压凸台的设计31
4.4上模起吊和反转结构的设计32
4.5压板槽的设计32
4.6导腿的设计32
4.7安全平台的设计32
4.8设计中心键槽及压板槽加强筋33
4.9上模弹顶销的设计33
4.10设计减轻空、流水孔及排气孔33
4.11定位板地设计34
5下模的设计41
5.1下模座的设计42
5.2设计墩死垫块42
5.3设计凸模安装固定法兰43
5.4设计安全螺钉43
5.5设计安全护板44
5.6运输连接的设计44
5.7导柱导向设计44
5.8下模导板窥视孔的设计44
5.9设计完成45
致谢46
参考文献47
前言
汽车模具最主要的组成部分就是覆盖件模具。
这类模具主要是冷冲模。
广义上的“汽车模具”是制造汽车上所有零件的模具总称。
例如，冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。
汽车车身上的的冲压件大体上分为覆盖件、梁架件和一般冲压件。
能够明显表示汽车形象特征的冲压件是汽车覆盖件。
因此，更加特指的汽车模具可以说成是“汽车覆盖件冲压模具”。
简称汽车覆盖件冲模。
例如，前车门外板修边模、前车门内板冲孔模等。
当然汽车上的不只车身上有冲压件。
汽车上所有冲压件的模具都称为“汽车冲压模具”。
归纳起来就是：
1.汽车模具是制造汽车上所有零件的模具总称。
2.汽车冲压模具是冲制汽车上所有冲压件的模具。
3.汽车车身冲压模具是冲制汽车车身上所有冲压件的模具。
4.汽车覆盖件冲压模具是冲制汽车车身上所有覆盖件的模具。
现在我们这个板块一说汽车模具好像都指的是汽车覆盖件冲模。
为了不和广义的汽车冲模混淆，在发帖时最好用汽车覆盖件冲模不用汽车冲模。
冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。
一般可按以下几个主要特征分类：
１．根据工艺性质分类
a.冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。
如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。
b.弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。
c.拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。
d.成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。
如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
２．根据工序组合程度分类
a.单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。
b.复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。
c.级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。
3、依产品的加工方法分类
依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。
a.冲剪模具：
是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。
b.弯曲模具：
是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。
c.抽制模具：
抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。
d.成形模具：
指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。
e.压缩模具：
是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。
从20世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展。
提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。
我国制造业加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高。
人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。
目前，我国模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国，其中，汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场份额的80％以上。
以汽车行业为例，一种车型的轿车共需模具约4000副，价值达2--3亿元；单台电冰箱需要模具生产的零件约150个，共需模具约350副，价值约400万元。
国家统计局数据（统计范围包括全部国有企业和年销售收入500万元以上的非国有企业，以下同）显示，2008年1--5月，全国模具行业工业总产值已经超过360亿元，与2007年同期相比保持平稳上升趋势。
随着我国模具行业的产品细分化、专业化的发展，汽车模具行业迅速发展起来，但汽车模具是在最近几年才发展成为一个行业。
我国汽车模具业的建立可以追溯到国内汽车工业发展之初。
诸如一汽、东风等整车企业当时都设有配套的模具厂。
生产的模具仅仅为了企业能自给自足。
随着市场需求逐年增大。
在原有大型国有企业基础上，一些民营、合资甚至外商独资企业也纷纷涌入这一市场，这也使得汽车模具行业竞争愈发激烈。
目前，具有一定规模的国内汽车车身模具制造企业有100多家。
其中产值超过1亿元的就有20家。
国内大型数控机床数量已经超过800台，与德国、美国、日本的大型数控机床数量相近。
总的来说，中国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小；而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应经济发展的需要，精密、复杂的冲模、轿车覆盖件模等高档模具仍有很大发展空间。
中国汽车模具行业今后的发展方向应该注重产品结构的调整和定位。
进一步提升模具的制造技术水平，占领结构复杂、精度高、技术含量高的高档模具市场。
1设计前的准备工作
1.1技术协议
每一个项目都会与客户签定技术协义（或其它类似的文件），技术协义中包涵了客户对模具要求的所有相关信息。
在进行模具设计之前必须仔细阅读技术协议严格按照里面的要求来进行设计。
1.1.1模具的材料及热处理
当冲压件的材料为高强度板（抗拉强度大于等于340MPa）或板厚>1.2mm时。
压边圈采用HT300+Cr12MoV镶件结构；凹模采用基体部分HT300+压料面及模口部分Cr12MoV+内型面部分MoCr镶件结构；凹模也可采用基体部分MoCr+压料面及模口部分Cr12MoV镶件结构；凹模采用基体部分HT300+型面压料面Cr12MoV镶件结构；料厚小于等于1.2mm的凸模可采用（GGG70L）,MoCr铸铁。
表面淬火硬度不低于HRc50；凸模采用基体部分HT300+成型部分Cr12MoV结构；凸模采用基体MoCr+变形剧烈部分Cr12MoV结构（具体在图纸会签时确定）Cr12moV（SKD11韩国）。
表面淬火硬度不低于HRc55~58。
1.1.2、模具结构
模具结构形式，原则上按甲方提供的或甲方认定的乙方提供的结构设计。
模具的闭合高度，根据模具的结构、操作要求、压机参数而定。
一个零件系列模具的闭合高度应考虑一致性。
中型模具考虑联合安装式。
（会签时根据具体情况商定）。
上下模之间要设置四块等高的平衡垫块。
模具的标准件及结构性外购件原则上选用三住、三协标准，超出范围的标准均需甲方的认可。
（国内模具供应商标准件要选用上海三住、北京世贸、大连盘起的产品，氮气缸要求选用美国Hysow或瑞典Kaller或天津大石机械的产品或韩国TOSS的产品，顶料汽缸要求选用SMC的产品）。
氮气缸选用原则为：
氮气缸达到最大压缩量时应留有5mm余量，注入基准压力为12MPa。
平衡用氮气缸的顶出力应在相应上模总重量的（1.5—2）倍以上。
所有模具必须采用12.9级的螺钉（栓）。
拉延模自动化生产线用模具压料圈采用内置式结构，上、下模互为导向体，压料圈与凸模互为导向体。
模具尽可能考虑送料高度合理一致。
自动化冲压生产线用模具应考虑机械人送料高度（参见模具设计标准-《一般设计》）。
模具定位采用四点快速定位。
上下模四周铸出“V”型中心线槽。
两侧铸出方向“→”箭头示前方。
铸件加强筋间距≤300mm（封闭间距≤600mm），型面厚度≥50mm，筋厚按甲方标准。
本体为实型铸铁，应保证铸件的强度、刚度和外观质量。
铸件的相关部位壁厚按甲方标准铸造.铸件本体带联体验棒（模具交付时至少保留两个验棒,验棒规格为¢30×200mm），联体位置适当，不能有干涉或隐含干涉。
模具安装采用U型槽，数量为：
模具长度L≥1500mm时，上下模6－8个U行槽;L<1500mm时，上下模各4—6个U行槽，U型槽厚度H＝60mm（底板厚度H=50mm、压板台高度h=10mm）.压板槽距模具端头小于500mm.模具要求定位准确，不易松动，操作方便、安全。
拉伸件应考虑后续工位定位问题。
拉延、成形类模具，要求有合模到底的压印标记，标记深度为0.3mm以内。
拉延模应在适当位置合理设置¢6的排气孔，并加防尘软管。
模具要设置安全平台。
大型模具安全平台尺寸为200mm×200mm；中型模具安全平台尺寸不小于150mm×150mm；小型模具安全平台尺寸为100mm×100mm。
上下模安全平台之间高度为120mm或170mm。
（压机安全棒高度800mm）废料对角线长度不大于500mm，如超出范围须与甲方协商确定。
小型模具修边废料，要能滑出模具外。
中、大型模具要求滑出压机台外。
采用折叠式废料滑板使废料排出压机台外。
一级废料滑板的设置不得超出模具的外轮廓线。
废料滑板的料厚t取2mm-2.5mm。
（具体会签时确认）废料滑道的倾斜角度需大于等于25度，如果倾斜角度小于25度，废料滑板必须采用网纹板（滤油网板）。
非自动化线冲孔类模具废料原则用废料盒接存，尽量集中接存，废料在模体内滑动要顺畅，不得泄露在压机工作台上。
废料盒尽量少；废料盒抽出方向设置在模具前后向、方便取放倒废料，定位要可靠，且能够自锁。
（具体会签时确认）模具采用铸入式或铸造式起重臂或插销式吊耳，插销式起重吊耳应配有自锁功能起重棒。
对于重量大于5吨的模具必须采用插销式吊耳形式。
铸入式起重棒设置在模具左右方向。
退料（压料）板原则上采用导板或导柱导向、侧销限位结构，要求设有安全块或安全螺钉。
板料厚度小于1.2mm的冲裁工序的压料器要在适当位置设置锥形限位块（四点）－（六点）,且锥形限位块必须等高，板料厚度大于等于1.2mm的冲裁工序是否采用锥形限位块在模具图纸会签时确定。
压料面在有效的范围以外全部空开深度H=1mm。
压料、退料装置要设有缓冲装置。
压料器溢出凹腔部位以下50mm需要布设斑马线标识,并在相应位置设置参照标记。
1.1.3.工艺、设计、制造要求
模具设计、制造及预验收在乙方工厂进行。
乙方依据双方确认的冲压工艺为基础，制定工艺方案，绘制DL图并经甲方工艺确认后，方能进行模具设计。
会签后发生的模具套数增减需由甲方工艺人员确认，增减费用另行商议。
甲方不对冲压工艺及模具结构产生的不良后果负责。
冲压工艺过程图、模具设计图，应满足甲方生产方式和压力机技术参数要求。
模具在设计上必须考虑铸造工艺性、加工工艺性、和维修过程中的方便性。
模具设计完成后需经甲方会签确认，会签后双方签署《会签纪要》依此来进行下一步工作。
甲方产品发生设变，给乙方提供说明文件包括：
设变内容说明与设变后数模；乙方接到设变后，以书面形式进行可行性及风险分析，并提供产品变更的费用及制造周期，经甲方确认后方可实施，如果乙方提出产品设计变更要求，乙方向甲方提出书面的设变申请（工艺分析报告），以甲方确认为准。
制造中如有模具修改必须同时修改模具图。
设计和制造依据双方确认的有关模具设计、制造、验收以及冲压件检查的相关标准。
模具要设置方便排除清洗模具时污水的槽或孔。
模具的刚度、强度和质量要求以连续生产一批次冲压件不出现质量缺陷为准（300件）。
外表面件压印不得留在A面上。
1.2查看工法图
拿到设计题目时，首先应该查看工法图，了解相关信息，包括件名、产品的材质、料厚、坯料尺寸、生产线以及本序所使用的机台、模具闭合高度等信息。
根据产品材质的力学性能和料厚从技术协义中查寻模具是否采用壤块结构以及模具本体及壤块的材质，如就果材质为锻件需采用壤块结构，铸件则为整体结构。
生产线分为手工生产线和自动生产线，自动生产线又分为普通自动线和高速线，自动线上的模具要设计相应的感应装置即感应开关，感应开关有直流和交流之分，具体视生产线而定。
手工生产线工序件在两台机床之间的传递是通过人工完成的，而自动生产线则是能过机器人或机械手来完成。
高速线与普通自动线最本质的区别体现在生产速度上。
通常情况下，拉廷模安排在生产线的第一台机床上生产（有些需要落料的产品则不是），该机床根据生产线的不同有单动和双动之分，相应的模具结构也对应单动结构和双动结构。
工法图上会指示出每一序的模具闭合高度，对应的机床有最大闭合高度和闭合高度调节量（可从机床参数中查取），机床的最大闭合高度减去闭合高度调节量为机床的最小闭合度。
一般情况下手工线模具的闭合高度为参考值，结构设计人员可做适当调整，但必须在机床的最大闭合高度-20MM与最小闭合高度+20MM之间调整。
自动线的模具工法除了指示闭合高度外还会指示模具的基准点高度，都必须按照工法指示值设计，不可调整，若结设计无法满足则向工法设计人员反馈。
1.3查验对比
查看完以上信息后检查工艺数模，对比工艺数模上的工艺内容是否与工法图指示的工艺内容一致，包括是否需要日期标记、件号标记、左右件标记、到底标记及位置指示、CH孔位置、是否有切角、是否需要刺破刀等，若不一致应该向工法设计人员反馈确认。
1.4结构选择
拉延模的设计主要有单动和多动结构，根据客户技术协议要求和工厂机床本设计采用单动结构。
单动结构如下图1-1所示：
图1-1单动结构图
1.5材质选择
材质的选择优先依客户技术协议为准，材质选择要求见表1-2所示：
表1-2材质选择表
t<1.5
1.5≦t&δs<340MPa
1.5≦t&340MPa≦δs
凸模（Punch）
GGG70L
MoCr
MoCr
Cr12MoV
凹模（Die）
GGG70L
MoCr
Cr12MoV
Cr12MoV
压边圈（Blankholder）
GGG70L
MoCr
Cr12MoV
Cr12MoV
下模本体（Lwrshoe）
HT300
HT300
HT300
上模本体（Uprshoe）
HT300
HT300
HT300
本设计凸模、凹模、压边圈的重量均大于1.5T所以选择Cr12Mov。
下模本体和上模本体也均大于1.5T选择HT300。
选用冲压模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。
对于冲压模具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。
常用冲压模具钢材耐磨性的劣优依次为碳素工具钢—合金工具钢—基体钢—高碳高铬钢—高速钢—钢结硬质合金—硬质合金。
此外还必须考虑工件的厚度、形状、尺寸大小、精度要求等因素对模具材料选择的影响。
1.传统模具用钢长期以来，国内薄板冲裁模用钢为T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12和Cr12MoV等。
其中T10A为碳素工具钢，有一定强度和韧性。
但耐磨性不高，淬火容易变形及开裂，淬透性差，只适用于工件形状简单、尺寸小、数量少的冲压模具。
T10A碳素工具钢的热处理工艺为：
760~810℃水或油淬，160~180℃回火，硬度59~62HRC。
CrWMn、9Mn2V是高碳低合金钢种，淬火操作简便，淬透性优于碳素工具钢，变形易控制。
但耐磨性和韧性仍较低，应用于中等批量、工件形状较复杂的冲裁模具。
CrWMn钢的热处理工艺为：
淬火温度820~840℃油冷，回火温度200℃，硬度60~62HRC。
9Mn2V钢的热处理工艺为：
淬火温度780~820℃油冷，回火温度150~200℃，空冷，硬度60~62HRC。
注意回火温度在200~300℃范围有回火脆性和显著体积膨胀，应予避开。
Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲压模。
但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。
其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。
Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Cr12为950~980℃淬火，150~200℃回火；Cr12MoV为1020~1050℃淬火，180~200℃回火）。
若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火（Cr12为1000~1100℃淬火，480~500℃回火；Cr12MoV为1110~1140℃淬火，500~520℃回火）。
高铬钢在275~375℃区域有回火脆性，应予避免。
2.常用模具新钢种
为了弥补传统模具钢种性能的不足，国内开发或引进了以下性能较好的冲压模具用钢：
（1）Cr12Mo1V1（代号D2）钢为仿美国ASTM标准中的D2钢引进的钢种，属Cr12型钢。
由于D2钢中Mo、V含量增加，细化了晶粒，改善了碳化物的分布状况，因此D2钢的强韧性（冲击韧度、抗弯强度、挠度）比Cr12MoV钢有所提高，耐磨性和抗回火稳定性也比Cr12MoV更高。
可用深冷处理，提高硬度并改善尺寸稳定性。
用D2钢制作的冲裁模具寿命要高于Cr12MoV钢模具。
D2钢的锻造性能和热塑成形性比Cr12MoV钢略差，机械加工性能和热处理工艺与Cr12型钢相似。
（2）Cr6WV钢为高耐磨微变形高碳中铬钢，碳、铬含量均低于Cr12型钢，碳化物的分布状态较Cr12MoV均匀，具有良好的淬透性。
热处理变形小，机械加工性能较好。
抗弯强度、冲击韧度优于Cr12MoV，只是耐磨性略低于Cr12型钢。
用于承受较大冲击力的高硬度、高耐磨板料冲裁模，其效果好于Cr12型钢。
钢的常用热处理工艺为：
淬火温度9701~000℃，一般可热油或硝盐分级淬火冷却，尺寸不大的部件可采取空冷。
淬火后应立即回火，回火温度160210~℃，硬度58~62HRC。
（3）Cr4W2MoV
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