第一篇：工具钳工技师论文-圆管弯曲成型回弹的工艺及模具改进
控制圆管弯曲成型回弹的工艺及模具改进
摘要：通过对控制汽车发动机前悬置横梁圆管弯曲成型回弹的工艺及模具改进的介绍，探讨了对于圆管弯曲成型中回弹的解决办法中的一种思路或经验。实践证明：通过改进，弯曲成型后的零件尺寸有了较好的保证。关键词：圆管 弯曲成型 回弹 控制 模具改进 引言
图1所示为汽车发动机前悬置横梁的产品图示例：该产品材料为冷拔钢管20—34×3，由于材料回弹及各批次材料回弹量有差异，造成零件U型开口的中心距尺寸430㎜偏大。原模具设计中该零件采用二道冲压工艺完成：第一道为弯曲成U型;第二道为成型,压制出32㎜尺寸的斜坡。由于材料的回弹，第一道弯曲后各批次零件开口中心距尺寸430㎜为443㎜～454㎜，需通过校正后再进行第二道工序的冲压。发动机前悬置横梁的工艺分析 由于材料的弹性变形及各批次材料弹性变形的大小不一致，第一道弯曲模具难以完全保证其开口中心距430㎜。故考虑能否在第二道成型模具中增加整形结构，以取代校正工序。通过对原模具试模过程中零件弯曲成型的动态观察及分析，认为此工艺可行，分析如下：
2.1 在第一道弯曲模具中，考虑到零件的回弹，故在零件下部122㎜尺寸处设计有回弹圆弧用于解决回弹的问题。但在第一道弯曲后，回弹圆弧并没有完全反弹回复平整，存在一定的塑性变形(见图示2所示点划线)。如果在第二道成型模具中能消除这一塑性变形，不但零件底部尺寸能符合图纸要求，且可使零件两边向中心收拢，而使开口尺寸(430㎜处)收小。
2.2 在第二道成型模具中，如果从零件开口的两边向中心部挤压 使其产生一定的塑性变形并注意控制变形量，则也可使开口尺寸达到图纸所要求的430㎜(见图示2所示：F为挤压力)。3 模具型块结构分析
3.1 图示3所示是第二道成型工艺的模具型腔示意图。从图中可以看出：件号3是托料型块，弹簧托起后与件号1高度一致，使件号3起托料定位作用。在冲压过程中，首先受力的就是此托料型块。托料型块的型腔是一条直的半圆槽(R=17),而上一道模具压出的零件在这一段是弧形，在冲压中将会在零件A部位(见图2)压出压印或拉伤。所以可考虑对此型腔做一些小的改进,使其减小压印或拉伤，并能顺利的校直回弹圆弧。
3.2 模具型腔中，从托料型块型腔中心到件号1外侧面为260㎜(见图示3)，小于产品零件305㎜，所以冲压过程中零件开口两端各有45㎜伸出模腔外面，加大了零件的回弹可能性。4 模具型块整型结构改进 4.1 回弹圆弧的校正
在图示3中的件号3托料型块及上模相应部位的半圆槽的口部,适当的增大零件入模圆角(如图示4a所示)。这样就可减少零件压印，并且由于型腔是直槽，也可消除回弹圆弧使零件开口尺寸减小。
4.2 零件开口处的校正整型
可先在上、下模相应部位铣出B面做整形机构安装面(见图示3中的标注面B面)，B面应与件号1外侧面接平。宽度比整形块要大，为160㎜(整形块为100㎜)，主要是为了方便安装调整。安装整形块的螺纹孔为每块4个M16的孔，并保证整形块的型槽与件号1及上模型腔槽接平。
其次，如图示4b所示加工两组共4件型块，上、下模各两件且左右对称。零件开口处两端各安装一组，校正整形块的型腔槽与模具型块件号1及上模相应部位衔接，螺栓过孔应加工成腰孔，方便材料回弹量不一致时调整整型块。型腔应加工成斜槽，由两边向内倾斜，并带斜角，其目的是为了产生使零件两边向中心的挤压力F。整型机构整形过程及相关的力学分析
5.1 在零件底部的回弹圆弧的校正整型中，当上模压到零件时，迫使弯曲过的零件压入直槽，使零件底部的回弹圆弧受三个挤压力的作用(如图示5所示)而使圆弧变直，从而零件两端的开口尺寸自然向内减小。5.2 通过上、下模的冲压合模，在零件两端头由整形块产生的合力F(如图示5所示)，会使零件由两端向中间挤压产生变形而使零件开口收小。调整整形块左右的位置，可调整出整型后零件的开口尺寸至430㎜。6 结束语
经过改进，使该零件开口尺寸达到了图纸要求，其余尺寸也符合了图纸，满足了使用要求，说明该改进是成功有效的，也对今后类似问题的解决提供了一种思路或方法。但该改进也存在如下问题：
1.由于各批次材料回弹量不一致，所以每批次都得对模具进行调整，增加了装模时的调整时间。
2.第一道工序弯曲后的开口尺寸不能过大，否则将影响第二道的整形。
3.尽管加大了入模圆角，压印(或变形)也有所减少，但压印(或变形)仍存在。
参考文献: [1]金属工艺学.机械工业出版社.1982.5.[2]工程力学.机械工业出版社.1980.7.
第二篇：工具钳工技师论文-浅谈纵梁落料冲孔模具的调试
浅谈纵梁落料冲孔模具的调试
摘 要:纵梁又有零件大、孔位多、模具制造复杂、模具调试困难等特点。且纵梁在货车生产当中又占有至关重要的作用，它决定着货车存活的生命力、市场竟争力和市场占有率。所以，在本论文中，我主要介绍货车纵梁落料冲孔模在调试过程中经常出现的故障及排除方法。以减少模具在实际生产中的修模次数，提高模具的工作质量和稳定性。
关键词: 纵梁落料冲孔模 调试
一、纵梁调试前的准备：
1．认真检查已装配好的模具。如：冲裁刃口部份是否锋利，波纹拼块之间连接是否完好等。
2．导柱、导套有无拉毛现象，是否加了润滑油，上下模座沿导柱上下运动是否平稳、有无障碍和卡阻现象。
3．重点检查废料是否能顺利落下，托料板和冲头、凹模是否干涉。
4．检查模具间隙。通过切纸或切塑料板来判断模具的间隙切口有无毛刺。切口有局部毛刺或未断的，则说明间隙不均，局部过大，应对间隙进行调整，保证合理的间隙。
二、调试中常出现的故障及排除方法：
1．把认真检查好的纵梁模具安装在冲床上，便可以开始试模。试压前冲压机床应在无工件的前提下空运行3—5次，再次认真检查有无异常。发现异常应及时分析原因。
(1)调试纵梁模具时，如果出现异常。须做到细心、耐心、按作业指导书程序做，切忌盲目行事。
(2)根据故障原因,决定是否拆模处理还是直接在压力机上处理。
(3)必须打开模具时，应保证上模平衡升降,防止上模过度倾斜而导致导套破裂。
(4)装、拆卸弹性卸料板时,应交替拧紧或放松卸料螺钉,保证卸料板平衡升降,防止卸料板过度倾斜与凸模、凹模干涉，导致凸模折断或挤伤凹模刃口。
(5)模具打开后,要留意原有的状况,认真检查异常情况，如有异常应及时做出相应的对策，方可试模。
2．在试模时，如果发现退料困难，应做到以下几点：（1）.在工件上刷机油，增加润滑，减少退料阻力，方便退料。（2）.检查打料杆是否拆断和弯曲。
（3）.检查打料杆与上气垫是否在一条线上（如图1）。
（4）.检查卸料板与凸模之间的配合间隙，卸料板的装配是否适当，如发现问题，应修整卸料板，重新调配有问题部分。
3．纵梁模具调试中小批量试压常见故障的原因及解决办法：
冲压毛刺过大，应仔细检查模具和工件，分析原因，并根据不同的原因采取相应的对策。
(1)刃口磨损或崩刃，可刃磨刃口,研磨量应以磨锋利为准。当局部地方需要研磨且研磨量较多时,可采用加垫片的方法将这部分垫高后再磨刃口。
（2）发现工件断面光亮带太宽，有齿状毛刺，证明间隙太小，对修边落料的地方，应研磨凸模，对于冲孔的地方，应研磨凹模，保证合理的间隙。
（3）出现工件断面粗糙，圆角大，光亮带小，有拉长的毛刺，证明间隙太大，对于冲孔要更换冲头，修边落料的部位可调整凹模的 间隙，保证合理的间隙。
(4).工件出现断面光亮不均匀或边有带斜边的毛刺，证明模具冲裁间隙不均匀，应研磨凸凹模保证间隙均匀适当。
（5）冲裁搭边过小或切边材料过少时,材料被拉入模具间隙内成为毛边。可通告适当加大冲裁搭边或加大切边余量来解决，并注意要及时调整定位。在试模时发生凸模折断或弯曲。因为导致凸模失效的原因较多,应仔细检查模具和制件,分析原因,并根据不同的原因采取相应的对策。
废料阻塞、卡料、模内有异物、冲孔间隙过小或间隙不匀、卸料板导向不良或与凸模配合不良、凸模结构不良或选用材质、热处理不当、卸料挤压小凸模等因素均可导致凸模断裂或弯曲。以下是常用的解决办法
（1）凸模冲小孔的间隙应适当放大, 凸模刃口高度适当降低,凹模刃口2mm以下,研磨成2°~3°锥度，凸模固定部分适当加大或加保护套，工作部分与固定部分之间采用大圆角过渡，避免应力集中。
（2）冲大孔的间隙应适当放大，凸模刃口适当增加高度，凹模刃口5mm以下，研磨成2°~3°锥度。凸模刃口研磨成中间高、两边低的形状，其优点是减小凸模冲裁力量，废料变形后容易落下。
（3）凸模折断或弯曲应及时更换凸模,凹模涨裂的可局部镶补或更换凹模。对于大凹模中间仅裂开一条缝的情况,可通过线切割加工，再换上凹模套。（4）.废料阻塞原由：漏料孔不光滑的可研磨光滑,漏料孔上下错位的,可将漏料孔从上至下逐级钻大或修磨错位处至排料顺畅。漏料孔偏小,特别是细小突出部位,可适当放大。漏料孔过大时,废料易翻滚象滚雪球样形成堵塞,需缩小漏料孔。刃口磨损时,废料毛边相互勾挂,也可能胀裂凹模,需及时修磨刃口,凹模在磨床上磨削后未退磁而带磁,也可能导致废料阻塞,因此模具磨刃口后应退磁,坯料带油太多或油的粘度过高,也可能导致废料塞模,可控制坯料的带油量及油的种类。凹模刃口表面粗糙或有倒锥时,使废料排出阻力加大,需对凹模直刃部分进行修整研磨。废料阻塞后，可用电（气）钻钻出废料，折下凹模，分析原因，并根据不同的原因采取相应的对策。5废料上浮压伤工件
纵梁模具冲裁间隙偏大、凸模表面紧贴坯料时，易产生真空、冲压速度高、凸模磨损、凸模带磁性、冲头进入凹模深度偏小、材料表面油过多、过粘、小而轻的废料容易被真空吸附，这些因素均可导致废料上浮,将工件压伤。防止废料上浮的措施主要有:(1)小孔废料上浮可通过对凸模顶面中间磨V形小缺口,避免真空吸附来防止,对冲翻孔凸模冲预孔的细小冲头特别适用。(2)小孔废料上浮可通过对凹模真空抽吸的办法来防止。(3)凸模顶端装有活动顶料杆,避免废料随凸模上升。
(4)凸模采用斜刃口或中间磨凹,利用材料变形来防止材料紧贴凸模表面产生真空吸附。
(5)小凸模顶面中间留一小凸点,防止材料紧贴凸模表面产生真空 吸附。
(6)修改模具间隙,使用较小的冲裁间隙。
(7)保持凸模刃口锋利,适当增加进入凹凸模的长度,减少润滑油的使用,凸模充分消磁。
(8)在冲孔凸模上锉出0.05mm×0.05mm的凹痕,使冲孔废料产生较大毛刺,以增大其在凹模中的摩擦力。
(9)在凹模刃口直壁用合金锉出15°~30°、0.01mm深的斜纹,以增大废料在凹模中的摩擦力。
以上是我在纵梁落料冲孔模具安装调试过程中发现的容易出现的问题，以及对具体问题的排除方法的工作经验，有其它更好的对策或者不正确的地方请各位考评员给予指正。谢谢！
参考资料：
1.实用冲压工艺及模具设计手册杨玉英主编机械工业出版社，2004.7 2.模具设计与制造简明手册冯炳尧上海科学技术出版社，1998.2
第三篇：工具钳工技师论文-拉延筋对汽车覆盖件成型的影响
拉延筋对汽车覆盖件成型的影响
摘要：大型汽车覆盖件成型中，拉延筋的位置与大小对零件质量的影响致关重要。
关键词：汽车覆盖件，拉延筋，局部凸筋。
在汽车和模具工业中，CAE技术已被广泛应用，为提高汽车和模具的设计水平，缩短新产品的开发周期发挥着越来越重要的作用。在模具及冲压领域，板料冲压成形CAE技术的应用可以大大提高模具精度，缩短模具新产品的开发周期，有效提高冲压件质量，在模具和汽车新产品开发中应用越来越多，应用水平也不断提高。
有限元无法克服的矛盾：
目前国内、外的有限元仿真软件都是基于弹塑性有限变形理论开发的，按算法的不同可分为隐式和显式两大类，这两类软件各有特点。隐式算法要求解联立方程组，常常会遇到难以收敛的难题，但由于接触力的计算采用了拉格朗日乘子法，可以精确满足边界条件，因此计算结果的应力场比较精确，对于回弹的计算比较有利；显式算法无须求解联立方程组，因此无条件收敛，但受稳定性限制，有最小时间步长的要求，计算中常常要花费较多时间，为了减少计算时间，一般采取加大冲压速度和板料质量密度的方法。尽管显式软件有一些先天性缺陷，但是由于它没有收敛性问题，在工程中应用越来越广泛。
使用有限元仿真软件模拟实际冲压成形过程，要想得到满意的结果，必须处理好计算精度和速度这一对矛盾，而这恰恰是仿真软件所无法克服的，其原因是：
1.通常板料划分的网格越密，有限元仿真计算的精度就越高，但是花费的计算时间就越长，特别是对于大型汽车覆盖件，为了使计算时间不至于太长，必须控制单元总数，导致对冲压件形状拟合的精度降低；
2.为了减少计算时间，人为地加大冲压速度，由此也带来了不真实的惯性效应，降低了计算结果的可靠性；
3拉延筋是冲压模具上非常重要的工艺结构，它的尺寸较小、曲率较大，要想精确地描述它，就需要很密的网格单元，因此有限元仿真软件大都采用等效拉延筋模型，但这种模型忽略了沿拉延筋方向材料间的不均匀挤压作用，另外对于压边圈闭合时不能模拟出拉延筋的成型效果，在压料面形状起伏较大时失真较大，因而不能非常正确地反映实际情况。
因此，我们决定具体整改方法是：实现材料的塑性变形就得修整模具，改变拉延模拉延筋结构，以控制走料速度，形成内部走料大于外围，使中间材料产生胀形，增加制件表面刚性。
一．双筋结构的工艺改进： 1.拉延筋结构：
拉延筋在汽车覆盖件的拉延成形中占有非常重要的地位。这是由于在拉延成形过程中，毛坯的成形需要一定大小且沿周边适当分布的拉力，这种拉力来自冲压设备的作用力、法兰部分毛坯的变形抗力和压料面的作用力。压料面的作用力只靠在压边力作用下模具和材料之间的摩擦力往往是不够的，需要在压料面上设置能产生很大阻力的拉延筋以满足毛坯塑性变形和塑性流动的要求。同时，利用拉延筋可以在较大范围里控制变形区毛坯的变形大小和变形分布，抑制破裂、起皱和表面畸变等多种冲压质量问题的产生。
可以说，在很多情况下，拉延筋是否合理设置是板金件冲压成功的关键因素之一。圆筋用于材料流入量大时的拉延，修模容易，便于调节拉延筋的阻力。矩形筋用于材料流入量少时的拉延或胀形，与圆筋相比能提供更强的附加拉力。根据这些原因，决定在结构上我们选择用矩形筋来代替圆筋（图1）。
单筋示意（图1）
在压力参数稳定的情况下，增大进料阻力。拉延件的中间位置就更能充分发生塑性变形，有利于提高制件的强度（图2）。当然，这种情况更适合曲率比较小，而又要求制件的中部有一定的强度的零件，如发动机盖、顶盖等。
双矩形筋示意（图2）
2.拉延筋布置：
拉延筋的位置必须根据拉延件形状特点、拉延深度及材料流动特点等情况而定。根据所要达到的目的不同，拉延筋的布置也不同：
a.考虑到顶盖凹模内轮廓的曲率变化不大，直线比较多，只有两个角要求进料速度较快，所以在两角设置凸筋来分散进料。
b.为了调节压料面上各部位材料变形的差异，确保材料向凹模内流动的速度比较均匀，沿凹模口四周设置双筋，弯角处不设。在压力稳定的情况下，增大了阻力，减少材料流入量，中间部位发生塑性变形，增强了工件刚性。
二．局部凸筋的工艺改进：
在一些拉延较深的零件中，存在着这样的问题，在整个零件的成型中，似乎不存在问题，并且出来的零件一眼看上去还很不错，但细看其中的一些局部，却有些很难处理的问题，下图所示的汽车顶盖就是这样的一个零件：
如果把筋封闭，这样两个角处成型后出现开裂，达不到产品的要求，我们都知道，开裂是因为不进料，继续成型时没有足够的料来补充所致，这样一来，就要求把两角处的筋取消。
取消筋后再次成型，因为没有筋，材料的流入就快，在局部的两角处就出现皱纹，延伸到产品。加筋开裂，不加筋又起皱，在局部加上一小段凸筋，其主要是把起皱时多余的料用凸筋来补偿，增加的凸筋要放在修边线以外，以保证产品的要求，如下所示：
这样成型后，延伸到产品上的裂纹没有了，修边后产品达到了要求。
总之，覆盖件的成型是一个相当复杂的问题，它涉及的知识是多方面的，仅一个零件，它就要求考虑材料的纤维方向，同一牌号不同批次的微量元素的含量，成型时操作是否正确等等一系列的问题，这些就要求我们不断学习，不断的在实践中摸索，以求更高的技能为工厂出力，为公司甚至整个中国的汽车行业出力献策。
参考文献：
1.汽车工业出版社《冲压手册》………….王孝培主编 2.西北工业大学出版社《冲压工艺学》….吴诗惇主编
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