汽车覆盖件模具设计2-第2章 顶盖前横梁工法设计-思考题参考答案
车顶盖汽车覆盖件模具设计
多目标优化的汽车覆盖件的设计——汽车顶盖模具设计本文以建模软件Pro/E和冲压仿真分析软件Dynaform为工具，以典型汽车覆盖件（车顶盖）为例，应用计算机对产品进行三维建模及仿真计算冲压模具工作过程，通过分析结果，验证模具设计是否合理，防止起皱、拉裂等不良现象。
实践证明，采用冲压仿真分析软件DYNAFORM对汽车覆盖件成形过程进行模拟，并根据仿真结果进行冲压工艺规划和模具的设计，可以降低成本，缩短生产周期，提高模具的设计质量。
主要讲述仿真分析技术在汽车覆盖件模具制造中的实际应用。
探讨了虚拟制造技术在汽车模具制造中的重要性和优势，提出了虚拟制造技术在汽车模具开发领域的应用。
在简单介绍了虚拟制造的原理及其组成部分后，对其在汽车覆盖件模具制造中的应用给出了详细说明，重点介绍了在汽车覆盖件模具制造中如何使用虚拟制造技术，给出了应用的一般流程，并对其中的关键技术和难点技术给予了详细说明。
1绪论1.1汽车覆盖件的概念与特点1.1.1汽车覆盖件的概念汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。
轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。
覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。
覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。
覆盖件的分类：（1）按功能和部位分类：可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。
外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复杂。
（2）按工艺特征分类：（a）对称于一个平面的覆盖件。
诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。
这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。
（b）不对称的覆盖件。
诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。
这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。
毕业论文(设计)：汽车覆盖件模具的加工
毕业论文论文题目：汽车覆盖件模具的加工汽车覆盖件模具的加工摘要本文综述了汽车覆盖件模具的加工工艺过程。
介绍了覆盖件模具的加工特点，以及加工过程中加工工艺的选择；通过分析一个拉延件模具的加工全过程，加深了对刀具的选择、以及在加工过程中遇到问题和解决问题的意识。
讨论了加工过程中加工方法的选择，通过对上述的总结得到了以下一些经验：1．加工方法要选择合理；2．刀具要选择正确；3．加工时一定要采用大刀开粗、小刀清根、大刀光刀、小刀光刀的加工原则；4．操作机床过程中不能大意，遇到问题了更不能紧X、急噪，要清醒、冷静的去对待问题、解决问题。
关键词：覆盖件；模具加工；加工方法；加工工艺；刀具选择目录第一章汽车覆盖件及其模具的概述１．汽车覆盖件的定义和分类 (1)２．覆盖件的特点及其模具的加工要求 (1)３．覆盖件模具数控加工特点 (2)第二章汽车覆盖件模具的加工工艺第一节刀具及加工参数的选择原则 (3)第二节汽车覆盖件模具的加工工艺 (3)１．粗加工 (4)２．半精加工和精加工 (5)３．清根加工 (5)４．后处理 (6)５．对加工程序的验证 (6)6.数控加工NC代码的生成 (6)第三章加工实例第一节模具 UG／CAD 建模 (7)第二节模具数控加工与编程 (9)1．坐标系的确定 (9)2．刀具选择 (9)3．粗加工 (9)4．做底面加工的基准面 (9)5．底面加工 (10)6．正面结构面加工 (10)7．清根加工 (11)第三节加工过程中出现的主要问题及解决方法 (11)１．加工过程中出现的问题 (11)２．改善刀具的加工角度的两种方法 (11)致谢 (13)参考文献 (14)第一章汽车覆盖件及其模具的概述一．汽车覆盖件的定义和分类汽车覆盖件是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。
覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。
汽车覆盖件模具基础知识2
汽车覆盖(fùgài)件模具基础 知识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特2．斜楔修边冲孔(chōnɡ
点
kǒnɡ)模
1-凸模
2-上底板
3-压料板
4-导板 5-导板
6-强制返楔
7-斜楔 8-衬套
9-导柱
10-导板
11-下底板
12-弹簧
13-斜楔
14-凹模
15-凸模 16-废料滑道
10.0
汽车覆盖(fùgài)件模具基础 知识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特点
(五)、两次修边的接刀
第三十四页，共50页。
汽车(qìchē)覆盖件模具基础知 识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特点
（六）、废料刀及废料的处理
1．基本事项 （1）废料的处理，根据操作高度的要求，原则上应使废料在压床一
模
1-压料圈 2-导板 3-安装板 4-排气管 5-防脱落块 6-凸模 7-导板 8-平衡块 9-凹模 第十七页，共50页。 10-气缸退料装置
汽车(qìchē)覆盖件模具基础知识
四、拉延模的结构(jiégòu)及其特点
3.多动拉延(lā
1
2
3
4 yán)模5
6
气孔
78
第十八页，共50页。
9 10
汽车覆盖(fùgài)件模具基础 知识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特点
（三）、刃口(rèn kǒu) 1．刃口(rèn kǒu)强度
第三十一页，共50页。
汽车(qìchē)覆盖件模具基础知 识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特 点
2．刃口的切入量 (1) 考虑(kǎolǜ)到制造误差，刃口切入量最大为6mm。 (2) 刃口切入量和废料刀切入量均在主断面内标出
汽车覆盖件成开工艺及模具设计方案
3
6.1.2覆盖件的成形特点
1.成形工序多：拉深为关键工序； 2.拉深是复合成形 ：常采用一次拉深； 3.拉深时变形不均匀：工艺补充、拉深筋； 4.大而稳定的压边力：双动压床； 5.高强度、高质量、抗腐蚀的钢板； 6. 覆盖件图样和主模型为依据。
4
6.1.3覆盖件的成形分类
汽车覆盖件的冲压成形分类以零件上易破裂或起皱 部位材料的主要变形方式为依据,并根据成形零件的外形 特征、变形量大小、变形特点以及对材料性能的不同要求
13
图6.1.5 拉深深度与拉深方向
14
a)
b)
c)
d)
图 6.1.6 凸模开始拉深时与拉深毛坯的接触状态示意图
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2.修边方向的确定及修边形式 (1)修边方向的确定 所谓修边就是将拉深件修边线以外的部分切掉。 理想的修边方向: 是修边刃口的运动方向和修边表面垂直。 (2)修边形式
修边形式可分为垂直修边、水平修边和倾斜修边三种，
③当拉深件的法兰面为复杂曲面形状时，还可以在法 兰面上标注上凸、凹模和压料圈型面按工艺模型仿制、配 研的技术要求。
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6.2.3 拉深、修边和翻边工序间的关系
覆盖件成形各工序间不是相互独立而是相互关联的， 在确定覆盖件冲压方向和加工艺补充部分时，还要考虑修 边、翻边时工序件的定位和各工序件的其它相互关系等问 题。
致局部大的胀形变形而开裂。 位置: 开裂主要发生在圆角部位，开裂部位的厚度变薄很大如
凸模与坯料的接触面积过小、拉深阻力过大等都有可能导致 材料局部胀形变形过大而开裂 。
防裂措施： 为了防止开裂，应从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设 计多方面采取相应的措施。
8
(1) 覆盖件的结构上，可采取的措施有： 各圆角半径最好大一些、曲面形状在拉深方向的实际深度 应浅一些、各处深度均匀一些、形状尽量简单且变化尽量平缓 一些等。 (2)拉深工艺方面，可采取的主要措施有： 拉深方向尽量使凸模与坯料的接触面积大、合理的压料面 形状和压边力使压料面各部位阻力均匀适度、降低拉延深度、 开工艺孔和工艺切口等 （如图6.1.3）。 (3)模具设计上 可采取设计合理的拉深筋、采用较大的模具圆角、使凸模 与凹模间隙合理等措施。
湖北汽车工业学院汽车覆盖件模具课后习题
第2章：1、简要说明落料模具与修边模具的区别。
落料模具冲裁冲出的是所需工序件，均为垂直冲裁。
修边模具是去除工艺废料，有垂直修边和侧修边。
2、覆盖件常用工序名及简称。
成形工序：拉延（DR-平直板件变曲面，由凸模底部材料延伸形成）、成形（FO-变形工序总称）、整形（RST-改变局部形状尺寸达到指定精度）、翻边（FL）、翻孔（BUR）。
分离工序：落料（BL-平直毛坯沿着轮廓线分离）、冲孔（PC或PI-将工序件的废料沿着封闭轮廓线分离）、修边（TR-将成形工序件的工艺补充部分去除的工序）、分切（SEP-将一件工序件分成几对工序件）。
切断（CUT）、压弯（BND）、斜楔（CAM）、卷边（CU）、包边（HEM）、预备（PRE）、侧冲孔（CPI）、侧修边（CTR）、侧整形（CRST）、侧翻边（CFL）、级进模（PRO）、多工位（TRA）3、覆盖件片体UG-CATIA转换。
UG导出igs片体（step实体）CATIA直接打开，CATIA保存为igs UG新建prt后导入模型。
4、顶盖前横梁二维工法图包含的内容主要有哪些。
二维工法图包含各工序工作内容拆分，所有工序的具体冲压工艺。
图纸包含三视图、典型截面剖视图、各工序的工序简图、产品略图、修边废料流向图、拉延顶杆布置图、标题栏、加工基准、工程作用线、各工序工件旋转角度。
各工序内容：1）落料工序工艺排样，冲裁力大小，压力机选择，材料利用率，定位方式，送料方式。
2）拉延或成形工序冲压方向，送料、取料方向；定位方式；成形力大小和压力机选择；制件中心、模具中心、ＣＨ孔（合模基准孔）、ＣＰ点（模具检查点）的选择，到底标记（ＤＭ）或左右件标记；拉延模面的选择，压料面形状；拉延筋布置、尺寸、到修边线的距离；拉延高度选择，拔模斜度确认；顶杆孔布置与压力机的匹配；材料利用率。
3）修边冲孔或侧冲工序冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；冲裁力大小和压力机的选择；废料切断刀布置图及废料是否易落，废料切断刀是否需要偏移角度，废料切断刀的强度；修边轮廓线的标示；侧冲位置及方向的表示；冲孔角度的确认；废料切断刀工作示意图及尺寸标注。
汽车覆盖件模具结构设计
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图5－24
1——托杆 4——凹模
单动压力机上覆盖件拉延模
2——冲切口凹模 5——凸模 3——冲切口凸模 6——压边围
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图5—25 双动压力机上覆盖件拉延模
1——顶出座垫 2——背靠块(耐磨板) 3——通气孔 4——凸模座 5——凸模 6——压边圈 7—挡料块 8——压边圈底脚导板 9—行程控制块 10——凹模 11——排泄孔
30Βιβλιοθήκη 图5—35 压边圈导向的 单动拉延模
1——起落架轮叉孔 2——行程末端销 3——定位销 4——销子窝 5——上模本体 6——背靠块耐磨块 7——安全衬垫的安装面 8——下模本体 9、11——通气孔 10——起重棒 12——顶料垫板保持器
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1——起落架轮叉孔 2——背靠块耐磨块 3——箱式背靠块 4、11——压边圈 5——耐磨块 6——安全衬垫的安装面 7——U型槽 8——定位键槽 9——起重棒 10——保险板 12——缓冲销孔 13、14——通气孔
为了保证间隙，凸台或凹槽上应安装耐磨板，配合的另一 个表面槽加工，磨损后在耐磨板下垫薄片补偿间隙。耐磨 板究竟设置在凸台上还是装在凹槽上要视制造的难易程度 决定，而与使用无关。
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图5—34
导向块部分参数
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(一)单动拉延模
(1)压边圈的导向见图5—35。 (2)上、下模的导向见图5—36。
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模具结构设计时一般应考虑以下方面的问题：
(1)能否在现有冲压设备上稳定使用，或需另选新设 备? (2)模具结构能否满足处理冲压成形时所预料的故障 要求，即便于排除废料、维修和保管等。 (3)能否利用现有加工设备及工艺制造，结构上可否 减少制造工时，刃口间隙、制造公差是否合适? (4)模具零件装配部位承受偏心载荷的问题如何处理? (5)模具的材质是否适合强度和磨损的要求？ (6)是否符合安全要求？ (7)能否尽量采用已有的模具标准件和基本结构来减 少设计制造的工作量。
第2章汽车覆盖件冲压工艺设计
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计
6)当覆盖件的底部有反成形形状时，压料面必须高于反成形形状的最高点(图2-11)。 7)不在某一方向产生很大的侧向力。
2.3.4 工艺补充部分的设计
图2-11 底部有反成形形状时的压料面
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计 工艺补充是指为了顺利拉深成形出合格的制件，在冲压件的基础上添加的那部分材料。由于这部分材料是 成形需要而不是零件需要，故在拉深成形后的修边工序中要将工艺补充部分切除掉。工艺补充是拉深件设 计的主要内容，不仅对拉深成形起着重要影响，而且对后面的修边、整形、翻边等工序的方案设计也有影 响。 1.工艺补充的作用与对拉深成形的影响
2.2 工艺设计
当月产量大于10000件(货车)或30000件(轿车)，且小于100000件时，属于大批量生产。其特点是生产处于长 期稳定状态，工件形状改变的可能性小；工艺难易程度为困难。工艺方案要为流水线生产提供保证，每道 工序都要使用冲模，拉深、修边冲孔和翻边模同时安装在一条冲压线上。至于工序间的流转，20世纪50年 代基本是人工送料和取件，工业化国家实现机械化和自动化，60年代以后开始进入全自动化时期。多工位 压力机的出现，更加提高了生产效率和工件质量。
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计
2.3.1 拉深工艺特点 与简单零件相比，汽车覆盖件的拉深工艺特点有： 1)简单零件(形状对称、深度均匀)可用拉深系数研究拉深次数和工序尺寸；汽车覆盖件大多由复杂的空间曲 面组成，成形时坯料各部分的变形状态差别很大，而且甚为复杂，各处应力也很不均匀。 2)通常，简单零件的压边面积比其余部分面积大，只要压边力调节合适，便能防止起皱。
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计 拉深成形过程中的材料流动和塑性变形就越难控制。
图2-14 工艺补充简化拉深件结构形状的实例
汽车覆盖件模具试题-参考答案
考试题一．填空题: (每题2分)1.2.3.Cr12MoV/SKD114.5.6.冲压件常见的缺陷有：开裂、起皱、波浪不平、叠料、毛刺、塌角、拉伤、回弹、扭曲，形状不符、孔位变形及错位等。
7.8.拉延模工作部分材质及热处理要求:及料厚小于1.2mm1.2mm的高强度使用材料热处理9.修边模刀块材质及热处理要求：(1) 1.2mm的高强度使用材料为,(2) 及料厚料厚大于等于1.2mm的高强度使用材料,10.拉延模平衡块一般每11.拉延模压边圈与凸模初始导向,中小模具大于12.模具到底时导柱伸出导套10 mm以上.13.,其接触长度不能小于50 mm，冲压开始时，必须是整个导滑面长14.斜楔滑块导向部分长度L与滑块宽B的比为：L/B大于1/3。
15.当模具有导板和导柱导套导向时, 导板有效接20 mm以上时, 导柱导套才开始工作,16.模具存放时导板有效接触30mm左右, 导柱入导套效接接触不超过20mm。
17.18.加工时应预留装夹用的19.20.)高宽比修边,翻边镶块(钢件)高宽比21.22.23.如果孔的大小为Φ13±0.1，位置度公差要求为，那么检测销的大小为：Φ11.9。
24.零件与检具体的间隙一般都是留3mm间隙，如果差为通端大25.在汽车车身焊接过程中，比较常用的焊接方式有哪两种：二氧化碳气体保护焊和电阻焊（点焊）。
26.夹具气路图中的气源处理元件一般为三联件，他的作用是：调节气压，控制气缸的夹紧速度。
二.问答题:1.冲压工艺设计时要注意的重要方面？(7分) P120成形难度分析冲压方向的确定送料方向的确定工序间的定位拉深毛坯形状修边废料的分块成双冲压复合工序冲模联合安装2.工艺补充的设计原则？(7) P89内孔封补充原则简化拉深件结构形状原则保证良好的塑性变形条件外工艺补充部分尽量小对后工序有利原则3.冲压方向确定的原则？(5) P82保证凸模能全部进入凹模，不应有负角，拉伸件的全部空间形状尽量一次成形出来。
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第2章顶盖前横梁工法设计思考题
参考答案
1.简要说明落料模与修边模有什么区别。
答：落料模将平直的毛坯沿一定的轮廓线分离的冲压工序。
修边将拉延或成形工序件的工艺补充部分去除的冲压工序。
它有时为翻边和整形的前道工序，也称切边。
修边轮廓是复杂的三维曲线，落料轮廓是平面轮廓，另外一般修边模有侧向力，上下模要增加导板来导向，而全周落料模没有侧向力，不需增加导板来导向。
2 .说出覆盖件常用工序的中文名称和简称。
3 .如何对覆盖件（片体）三维数据在UG和CA TIA软件之间进行转换？
答：
（1）UG转CATIA
把UG格式的文件打开后，用导出IGS（或STEP）格式命令生成一个IGS（或STEP）文件。
然后用CATIA软件直接打开此IGS（或STEP）文件，并命名存盘。
（2）CATIA转UG
把CATIA格式的文件打开后，用另存为IGS（或STEP）命令生成一个IGS（或STEP）格式的文件。
然后打开UG软件，新建文件并给出文件名，导入此IGS（或STEP）文件，保存文件。
4 .顶盖前横梁二维工法图中包含的内容主要有哪些？
答：顶盖前横梁二维工法图应表达的主要内容如下:
（1）拉延工序
冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；压机的选择；制件中心、模具中心、CH 孔、到底标记或左右标记；3D拉延模面的造型选择，压料面形状；拉延筋的布置及拉延筋尺寸以拉延筋到修边线的距离；拉顶杆孔的布置与压机的匹配等
（2）修边冲孔或侧冲工序
冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；冲压机的选择；废料刀布置图修边轮廓线的标识；废料刀工作示意图及尺寸标注等
5 .拉延筋在板件成形中起什么作用？
答：拉延筋对改变阻力、调整进料速度和防止起皱具有明显的效果:
（1）增加局部区域的进料阻力，使整个拉延件进料速度达到平衡状态。
（2）加大拉延成形的内应力数值，增大进料阻力，提高覆盖件的刚性。
（3）加大径向拉应力，减少切向压应力，延缓或防止起皱。
（4）降低压料要求，提高拉延稳定性。
在容易起皱的部位适当增大拉延筋，可以扩大调压范围，不受气垫压力波动的影响。
6 . CAE分析在覆盖件模具设计中有什么作用？
答：CAE分析在覆盖件模具设计的主要作用：
（1）冲压工艺性CAE分析，对产品提出设计变更。
（2）对可能发生皱纹、开裂、毛刺等缺陷部位提出建议。
（3）分析零部件的冲压方向、工序数、压力、落料尺寸、零件强度、R角等。
（4）冲压件回弹的分析处理。
（5）外板件的强度、刚度、滑移线等质量目标的确定。
7. 拉延工艺中压料面设计时应注意什么？
答：拉延工艺中压料面设计时应注意:
（1）压料面应尽量光滑平整
压料面的形状应尽量简单、平滑，防止毛坯在压料过程中就产生摺皱现象，并利于毛坯在拉深时材料向凹模内流动。
（2）拉延深度要小，且各处拉延深度不能相差太大。
为了降低拉延深度，压料面可以设计成一定的弯曲形状，使毛坯拉延前先弯成一定的形状，保证产品质量。
（3）压料面形状与覆盖件产品形状关联
压料面凸模的形状之间，应保持一定的几何关系，保证在拉深过程中毛坯处于张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹。
8. 覆盖件各工序的冲压方向确定时要注意什么？
答：覆盖件各工序的冲压方向确定时要注意:
（1）该工序的工作内容不能有负角，且工件定位可靠。
（2）要考虑后面工序的角度，如拉延之后有修边工序、冲孔工序、翻边工序，要考虑修边角度、冲孔角度、翻边角度，尽量不用斜楔结构。
（3）拉延工序各处拉延深度尽量小，各处拉延深度不能相差不大，还要保证坯料进入工作零件时接触面应尽量大。
（4）要求凸模中央先接触，慢慢向外扩展。
9 .顶杆布置图和废料流向图通常用在哪个工序？
答：顶杆布置图用在拉延工序。
废料流向图用在修边冲孔工序
10. 如何在UG或CA TIA建立与基准点、冲压方向一致的工作坐标系？
答：先确定基准点，再用坐标旋转命令得到，可以要旋转几次才能得到。
11. 如何在拉延工艺设计中提高板件的材料利用率？
答：拉延工艺设计中要注意分模线的位置、分模线处拉延立面的角度、工艺补充部分的圆角、拉延筋的位置等进行优化设计，才能提高材料利用率
12.覆盖件成形时常见的质量缺陷有哪些？
答：覆盖件成形时常见的质量缺陷有：
（1）起皱
主要原因：由于板料的厚度方向的尺寸和平面方向上的尺寸相差较大，造成厚度方向不稳定，当平面方向的应力达到一定程度时，厚度方向失稳，从而产生起皱现象。
（2）开裂
开裂的主要原因是由于材料在拉伸过程中，应变超过其极限，而形成失稳。
（3）回弹
零件在冲压成形后，材料由于弹性卸载，导致局部或整体发生变形。
（4）表面质量问题
覆盖件成形表面质量问题有冲击线、滑移线、塌陷、暗坑、表面扭曲等几种类型。
13.说出图2-28、图2-29、图2-30各工序的具体内容。
答：略
14.说出图2-42、图2-43、图2-44各工序的具体内容。
答：略
15.说出图2-49、图2-50、图2-51各工序的具体内容。
答：略。