汽车覆盖件冲压成型64116.pptx

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1、第一章 概述1.1 汽车车身设计1.2 汽车覆盖件冲压成型特点1.3 汽车覆盖件冲压生产设备1.4 汽车覆盖件冲压技术发展方向概述随着社会的快速发展，汽车已成为人类社会活动中不可缺少的工具，汽车工业已成为许多工业发达国家的支柱产业。汽车覆盖件的生产是汽车制造的一个重要生产过程。在板材冲压成形技术中，以汽车覆盖件为主要代表的大型薄板零件的冲压成形技术已发展成为一个很重要的组成部分。1.1 汽车车身制造过程1.1.1 汽车车身制造过程1.1.2 汽车覆盖件在车身上的位置1.1.3 汽车覆盖件冲压是冲压技术的重要组成部分1.1.1 汽车车身制造过程在汽车构成中，车身和底盘、发动机一起被称为汽车的三大

2、部件，已越来越受到人们的重视。从汽车发展趋势来看，人们对汽车的安全性、舒适性、新颖性以及豪华档次等特色的要求将越来越高，而这些特色很多要通过汽车车身来体现。汽车车身是一个形状复杂的空间薄壁壳体。1.1.1 汽车车身制造过程轿车、微型车、小型客车以及载货汽车的驾驶室等都属于无骨架车身。它是以冲压成某种形状的冲压件或几个冲压件焊接后具有某种截面形式而作为骨架，以增加车身刚性和强度。无骨架车身的生产流程如图1-11.1.2 汽车覆盖件在车身上的位置汽车覆盖件主要是指构成驾驶室和车身的表面零件，也包括覆盖发动机和底盘的某些表面零件。包括外覆盖件和内覆盖件。外覆盖件是指人们能直接看到的汽车车身外部的裸露

3、件。内覆盖件是指车身内部的覆盖件，它们被覆盖上内饰件或被车身的其它零件所挡住而一般不能被直接看到。1.1.2 汽车覆盖件在车身上的位置图1-2就是轿车白车身结构及覆盖件示意图。1.1.2 汽车覆盖件在车身上的位置在汽车覆盖件图上，为了表示其在汽车上的位置和便于标注尺寸，通常每隔100mm或200mm画出三个方向的坐标线，三个坐标的基准为：前后方向 以前轮中心为零，前后方向向后为正，向前为负；上下方向对于轿车：以前轮中心为零，向上为正，向下 为负；对于载货车：以纵梁上表面为零，向上为正，向下为负；左右方向以汽车对称中心为零，左右不分正负。1.1.3 汽车覆盖件冲压是冲压技术的重要组成部分汽车覆盖

4、件多是尺寸大、形状复杂的三维曲面，生产汽车覆盖件所用的冲压设备、模具和原材料都与一般冲压件生产有所不同。汽车覆盖件冲压成形技术在冲压成形领域中占有重要地位。汽车工业的发展还大大促进了钢板制造技术的发展。1.2 汽车覆盖件冲压成型特点1.2.1 汽车覆盖件的质量要求1.2.2 汽车覆盖件结构特点1.2.3 汽车覆盖件成形特点1.2.1 汽车覆盖件的质量要求一般来说，汽车覆盖件应满足以下要求：1）尺寸精度2）形状精度3）表面质量4）刚性好5）良好的工艺性1.2.2 汽车覆盖件结构特点典型汽车覆盖件从结构形状及尺寸上看，这类零件的主要特点有：1）总体尺寸大2）相对厚度小3）形状复杂4）轮廓内部带有局

5、部形状1.2.3 汽车覆盖件成形特点汽车覆盖件的要求和结构特点决定了其冲汽车覆盖件的要求和结构特点决定了其冲压成形特点。压成形特点。（1）一次拉深成形 对于汽车覆盖件来说，由于其结构复杂、变形复杂，都是采用一次拉深成形的方法。（2）拉胀复合成形汽车覆盖件的成形过程中的毛坯变形不是简单的拉深变形，而是拉深和胀形变形同时存在的复合成形。1.2.3 汽车覆盖件成形特点（3）局部成形轮廓内部有局部形状的零件冲压成形时，压料面上的毛坯受到压边圈的压力，随着凸模的下行而首先产生变形并向凹模内流动，当凸模下行到一定深度时，局部形状开始成形，并在成形过程的最终时刻全部贴模。所以，局部形状外部的毛坯难以向该部位

6、流动，该部位的成形主要靠毛坯在双向拉应力下的变薄来实现面积的增大。即这种内部局部成形为胀形成形。1.2.3 汽车覆盖件成形特点（4）变形路径变化汽车覆盖件冲压成形时，内部的毛坯不是同时贴模，而是随着冲压过程的进行而逐步贴模。毛坯在整个冲压过程中的变形路径不是一 成不变的，而是变路径的。1.3.1 汽车覆盖件冲压生产设备由汽车覆盖件的冲压生产特点所决由汽车覆盖件的冲压生产特点所决定，所用生产设备及其自动化也有定，所用生产设备及其自动化也有其特点。其特点。一、拉深工序多采用宽台面双动压力机二、广泛采用单动宽台面多点压力机三、广泛采用冲压生产线四、冲压生产线的自动化五、废料处理方式1.3.1 汽车覆

7、盖件冲压生产设备一、拉深工序多采用宽台面双动压力机 双动压力机有分别运动的内、外两个滑块，内滑块提供拉深成形力，外滑块提供很大而稳定的压边力，有利于拉深过程中压边力的控制。因此，汽车覆盖件的拉深工序广泛采用（10000-20000）N的双动压力机。二、广泛采用单动宽台面多点压力机由于汽车覆盖件轮廓尺寸大而材料厚度小，所需台面尺寸较大，在修边、校形、翻边、冲孔等工序的偏心力较大，因而广泛采用宽台面多点压力机。同时为了缩短换模时间，广泛采用带活动工作台面的压力机。1.3.1 汽车覆盖件冲压生产设备三、广泛采用冲压生产线汽车车身生产都是大批量生产，为提高生产效率、稳定质量，一般采用冲压生产线方式生产

8、。冲压生产线的设备一般按工艺流程，通常以双动压力机为首，加上4-5台单动宽台面压力机组成。排列方式多采取贯通式纵向排列，也有采用压力机横向排列的。四、冲压生产线的自动化 冲压生产的机械化和自动化主要表现在：（1）坯料准备，使用卷材、带料，实现卷材的开卷、校平、落料自动化；1.3.1 汽车覆盖件冲压生产设备（2）大型覆盖件，形成 不同型式的冲压自动线和机械化冲压生产线；（3）小型冲压件，大量采用连续或自动冲模，采用高速压力机实现冲压生产的高速化；（4）废料排除，采用废料处理的自动化系统。五、废料处理方式 废料处理的一般过程为：废料处理的一般过程为：1.3.1 汽车覆盖件冲压生产设备1）废料的收集

9、。从压力机冲模上顺序下来的废料通常都采用由冲压设备旁的斜槽自动经设在压力机前后地面上的废料洞口下的滑槽滑入地下输送带上；2）由地下输送带将废料送处理车间；3）用打包机打包成块；4）将压好的废料块由专用运输车送出。五、废料处理方式下图是为地下的冲压废料处理系统示意图1.4 汽车覆盖件冲压技术发展方向 目前，汽车覆盖件冲压理论和技术的发展方向主要有以下方面：1.汽车覆盖件冲压成形理论的研究2.新型汽车覆盖件冲压材料的研究3.计算机辅助设计与制造第二章 汽车覆盖件材料及性能汽车覆盖件所用材料除了要保证足够的强度和刚性以满足覆盖件的使用性能外，还要求必须满足冲压工艺的要求。一方面应通过产品设计提高冲压

10、件的结构工艺性来改善冲压过程中材料的变形条件，以降低对材料的质量要求。另一方面应选择具有适当冲压成形性能的材料，以适应冲压过程的变形要求，保证制件质量。第二章 汽车覆盖件材料及性能2.1 汽车覆盖件常用板材2.2 板材性能及实验方法2.3 板材性能参数与成形性的关系2.1 汽车覆盖件常用板材2.1.1 加磷铝镇静钢板2.1.2 加磷铝镇静烘烤硬化钢板2.1.3 超深冲IF冷轧钢板2.1.4 镀锌钢板2.1 汽车覆盖件常用板材冷轧钢板的分类A.按冲压级别分B.按强度级别分 最复杂拉深级（ZF）很复杂拉深级（HF）复杂拉深级（F）最深拉深级（Z）深拉深级（S）普通拉深级（P）普通强度 高强度 超高

11、强度 2.1.1 加磷铝镇静钢板 加磷铝镇静钢板的特点：（1）强度高（2）较好的塑性（3）板厚方向抗变形能力强（4）烘烤硬化性能2.1.1 加磷铝镇静钢板含磷冷轧钢板的冲压性能2.1.2 加磷铝镇静烘烤硬化钢板烘烤硬化钢板（BH钢板），在冲压成形前具有较低的屈服强度，经冲压成形中拉伸变形后，进行高温时效处理，钢板的屈服强度可以得到一定程度的提高。硬化机理：冷轧退火钢板中的碳、氮原子以间隙固溶状态存在，钢板经预变形，导致基体内位错密度增加，碳、氮原子向位错扩散的距离缩短。高温时效处理使碳、氮原子扩散的热激活能提高，并在位错处聚集，钉扎位错。2.1.2 加磷铝镇静烘烤硬化钢板常规拉伸试样在预变形7

12、.5%的屈服应力与随后100度加热30min后的屈服应力的差值称为时效指数，用AI表示。AI与BH存在线性关系，BH值越大，AI值越高。2.1.3 超深冲IF冷轧钢板在超低碳钢（C=0.005%，N=0.004%)中，加入足够量的元素钛和铌，使钢中的碳、氮原子完全被固定成碳、氮化合物Ti(C、N)，Nb（C、N），钢中无间隙固溶原子存在，这种钢称为“无间隙原子钢”，即IF钢。IF冷轧钢板的优点：1.杂质元素（Si、Mn、P、S）少 2.屈服点低和低屈强比。3.塑性伸长率大。4.硬化指数n值和厚向异性系数r值高 使其具有很优异的深冲性能。5.无失效性（时效指数AI=0）2.1.4 镀锌钢板 为提

13、高覆盖件的耐腐蚀性能，镀锌钢板在轿车上得到越来越多的应用。镀锌钢板 电镀锌钢板（含一般电镀锌钢板和 合金电镀锌钢板）热镀锌钢板（含一般热镀锌钢板和 合金热镀锌钢板）2.2板材性能及试验方法板材冲压性能是指板材对各种冲压加工方法的适应能力，如便于加工，容易得到高质量和高精度的冲压件，生产率高，不易产生废品等。2.2板材性能及试验方法板材冲压性能 实验方法直接试验中，板材的应力状态与真实冲压时基本相同，所得结果也比较准确；间接试验时板材的受力情况与变形特点都与实际冲压时有一定的差别。所以，所得的结果也只能间接地反映板材的冲压性能，有时还要借助于一定的分析方法才能做到。直接实验 间接实验2.2板材性

14、能及试验方法常用的方法为：直接试验中的模拟试验和间接试验中的拉伸试验。2.2.1 拉伸试验拉伸试验是在拉伸试验机上对板材试样进行拉伸变形的试验以上左图是标准拉伸试样，右图是试样的拉伸曲线。2.2.1 拉伸试验拉伸试样性能参数 衡量汽车覆盖件板材性能时常用的有以下几种参数：1）屈服点s 2）抗拉强度b 3）屈强比s/b 4)均匀伸长率u和均匀应变j 5）总伸长率和总应变k。6）硬化指数n。7）厚向异性系数r。8）板面内方向异性系数 r。2.2.1 拉伸试验1）屈服点s是指板材在由弹性变形开始进入塑性变形时的应力，其数值为拉伸曲线上屈服平台的力Fs与试样原始截面积A0之比。2）抗拉强度b是指板材试

15、样拉伸时的拉伸力达到最大值时的应力，其数值为最大拉伸力Fmax与试样原始截面积A0之比。3）屈强比s/b是指屈服强度与抗拉强度的比值。它是一个无量纲参数。2.2.1 拉伸试验4)均匀伸长率u和均匀应变j是指板材试样在产生局部塑性变形（缩颈）时的延伸长率和真实应变。在拉伸曲线上，对应抗拉强度的取点。其值为：5）总伸长率和总应变k。是指板材试样在被拉断时的伸长率和应变。2.2.1 拉伸试验 6）硬化指数n。表示在塑性变值形中材料硬化的强度。7）厚向异性系数r。它是板材拉伸试样在拉伸试验中宽度方向应变与厚度之比。2.2.1 拉伸试验厚向异性系数的平均值8）板面内方向异性系数 r。2.2.2 拉深成形

16、试验拉深成形试验最常用的是Swift杯形试验，简称Swift试验。极限拉深比确定出不发生破裂所能拉深成杯形件的最大毛坯直径与凸模直径 之比，此比值称为极限拉深比。通常用LDR 来表示。2.2.3 胀形成形试验艾里克森试验（杯突试验）：进行 试验时，将备好的试样放在凹模平面上，并用压边圈压住，球形凸模以0.10.3mm/s的速度压下，压至材料开始产生能透光的裂缝时，测量凸模压入的深度。如图;2.2.4 拉胀复合性能试验福井锥杯成形试验：进行试验时，将试样水平地放入试验模具的凹模内，不加压边力，凸模下行进行成形试验。当试样发生破裂时（表现为成形力开始下降），停止试验并取出试样。测量其锥杯口的最大直

17、径和最小直径。取平均值作为锥形件成形值，称CCV值。2.2.5 成形极限图成形极线图（简称FLD）表示板材在不同的应力状态下的变形极限。制作FLD的试验方法 半球形凸模胀型法 圆柱形凸模胀型法2.2.6 起皱试验1.方板对角拉伸试验 YBT-1试验简单方便，所得到的皱高hb可以表示板材抗不均匀拉力起皱的能力，hb 越小，板材的抗不均匀拉力起皱的能力越强。YBT-2主要用来研究加载方式、加载路径等对板材起皱的影响，需要专用的试验设备。2.切应力起皱实验切应力起皱试验模拟毛胚某些区域受拉力不仅不均匀而且不能同轴平衡的情况。A.单向对角拉伸（YBT-1）B.双向对角拉伸（YBT-2）2.3 板材性能

18、参数与成形性的关系一、拉伸试验性能参数与冲压成形的关系1.屈服点s 屈服点越小，越易屈服，变形抗力小，贴模性能和形状冻结性能好，有利于提高形状精度。2.屈强比s/b屈强比小，变形区较容易进入塑性变形状态，而传力区却不容易产生破裂，从而可以提高成形极限。3.均匀伸长率uu与板材的艾利克森值也成正比例关系。所以，具有很大胀形成分的汽车覆盖件钢板要求具有较高的u值。2.3 板材性能参数与成形性的关系4.硬化指数nN越大，应变均化能力强，局部变薄减弱，极限变形参数增大。5.厚向异性系数r r值越大，板材抵抗变薄的能力越强。6.板面内方向异性系数RR越大性能差异越大。7.X1和X0.05值 x1和x0.

19、05值表示材料在不同的应力状态下的抗拉强度的变化。2.3 板材性能参数与成形性的关系二、LDR、IE和CCV值与冲压成形性的关系LDR反映了板材在拉深时的冲压性能，LDR越大，拉深性能越好。IE值反映了板材在胀形成形时的冲压性能，IE越大，胀型性能越好。CCV反映了板材在拉深-胀型复合成形时的冲压性能，CCV越大，拉深-胀形性能越好。三、冲压成形类别与板材性能指标 不同变形性质的冲压成形对板材的冲压性能的不同参数的相关程度也不同。硬化指数n和厚向异性系数r等材料性能参数对极限拉深深度都有不同程度的影响。第三章 汽车覆盖件冲压变形分析3.1 汽车覆盖件的结构特征3.2 覆盖件冲压成形的变形特点3

20、.3 变形分析方法3.4 汽车覆盖件变形趋向性控制3.5 变形过程计算机数值模拟3.1 汽车覆盖件的结构特征汽车覆盖件的结构特征：结构特征 法兰形状 轮廓形状 侧壁形状 底部形状 A、平面法兰 B、上凸形法兰 C、下凹形法兰 D、多平面法兰 E、综合性法兰 F、圆形轮廓 G、椭圆形轮廓 H、长圆形轮廓 J、矩形轮廓 I、局部内凹形轮廓3.2 覆盖件冲压成形的变形特点变形特点：1.冲压件的法兰形状a 平面法兰：毛坯的流动速度、变形量、变形分布等随着内轮廓的变化而变化。b上凸形法兰：压料面上的材料在向凹模内流动时，流动速度不均匀，且流动方向不垂直于凹模口。c 多平面法兰：材料容易流入凹模，但不易产

21、生塑性变形，对高平面法兰部分的材料有带动流动作用。材料内产生剪应力和剪应变。d 综合性法兰：由多个平面、曲面组合而成。2.冲压件的轮廓形状3.2 覆盖件冲压成形的变形特点a.圆形轮廓:若法兰和底部均为平面形状，且侧壁为轴对称，那么在同一圆周上，变形是均匀分布的，法兰上毛坯产生拉深变形；若法兰形状为非平面，则变形随着法兰的变化而变。b.椭圆形轮廓：曲率越大塑性变形越大。c.长圆形轮廓：圆形部分以拉深变形为主，直边部分以弯曲变形为主。d.矩形轮廓：直边部分以弯曲变形为主，转角部分以拉深变形为主。e.局部内凹轮廓：内凹部分为两向伸长变形，其它部分为拉深变形。3.2 覆盖件冲压成形的变形特点3.侧壁形

22、状a.直壁：传递变形力，一般不产生塑性变形。b.斜面侧壁：不同部位变形特点不完全相同。c.台阶侧壁：一般为胀形，利于提高表面质量。4.底部形状除平面底部一般不产生塑性变形，其余一般开始产生胀形变形。3.3 变形分析方法一、一、“分解综合分解综合”分析法分析法原理：把一“分解个汽车覆盖件“分解”成若干个基本形状，先分别分析这些基本形状的变形特点，然后把这些基本形状综合起来，并考虑各基本形状之间的相互影响，总结出该冲压件的冲压变形特点及各种因素对成形的影响。二、坐标网分析方法二、坐标网分析方法原理：一般都把板材冲压成形时的受力状态作为平面应力来处理，只要知道板材平面内的两个主应变方向的应变，就可以

23、计算出三个主应力通过测量坐标网随板材变形而变化的网目尺寸，并进行计算，可以获得有关板材变形和应力的大小、分布等重要信息，研究毛坯的变形状态、变形路径、破坏时的极限应变、起皱时毛坯变形的分布等3.4 汽车覆盖件变形趋向性控制冲压变形趋向性的基本规律：在同一冲模外力直接作用下毛坯的传力区与变形区都有产生某种方式的塑性变形的可能，即都具有某种塑性变形的趋向。但是，由于受模具外力作用的各区几何形状与受力方式的不同，在所有可能产生的变形方式中，需要变形力最小的部分以所需变形力最小的变形方式首先变形。3.4 汽车覆盖件变形趋向性控制 实现变形趋向性控制的措施：a.改变冲压件的结构形状及尺寸 b.改变工艺流

24、程顺序 措施 c.改变压料面作用力的大小及分布 d.改变毛坯的贴模过程 e.改变冲压成形条件3.5 变形过程计算机数值模拟 1.应用于板材成形过程模拟的有限元方法是大变形弹塑性有限元法。2.有限元法主要有准静态隐式算法和动态显式时间积分算法二种。由于冲压成形的压床速度较慢，成形过程属于准静态变形过程，运用隐式算法求解较为合理。第四章 拉深件设计4.1 拉深方向的设计4.2 压料面的设计4.3 工艺补充部分的设计4.1 拉深方向的设计一、拉深方向对拉深成形的影响拉深方向是否合理，将直接影响：a.凸模是否能进入凹模b.毛坯的最大变形程度c.是否能最大限度地减小拉深件各部分的深度差d.是否能使各部分

25、毛坯之间的流动方向和流动速度差比较小e.变形是否均匀f.是否能充分发挥材料的塑性变形能力g.是否有利于防止破裂和起皱等质量问题的产生。4.1 拉深方向的设计二、选择拉深方向的原则：1）保证能将拉深件的全部空间形状一次拉深出来，不应有凸模接触不到的“死区”，即要保证凸模能全部进入凹模。2）尽量使拉深深度差最小，以减小材料流动和变形分布的不均匀性。3)保证凸模与毛坯具有良好的初始接触状态，以减少毛坯与凸模的相对滑动，有利于毛坯的变形，并提高冲压件的表面质量。4)有利于防止表面缺陷。4.2 压料面的设计一、压料面的作用与对拉深成形的影响A.压料面的作用：通过压料面的变化，可以使拉深件的深度均匀，毛坯

26、流动阻力的分布满足拉深成形的需要。B.对拉深件的影响：直接影响到压料面毛坯向凹模内流动的方向与速度，毛坯变形的分布与大小、破裂起皱等问题的产生。压料面设计不合理，还会在压边圈压料时就形成皱折、余料、松弛等。4.2 压料面的设计二、压料面设计原则1）压料面形状尽量简单化，以水平压料面为最好。2）水平压料面应用最多，其阻力变化相对容易控制，有利于调模时调整到最有利于拉深成形所需要的最佳压料面阻力状态。3）压料面任一断面的曲线长度要小于拉深件内部相应断面的曲线长度。4）压料面应使成形深度小且各部分深度接近一致。5）压料面应使毛坯在拉深成形和修边工序中都有可靠的定位，并考虑送料和取件的方便。6）当覆盖

27、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。7）不在某一方向产生很大的侧向力。4.3 工艺补充部分的设计工艺补充：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。一、工艺补充的作用与对拉深成形的影响工艺补充部分制定的合理与否，是冲压工艺设计先进与否的重要标志，它直接影响到拉深成形时工艺参数、毛坯的变形条件、变形量大小、变形分布、表面质量、破裂、起皱等质量问题的产生等 内工艺补充（不增加材料消耗）外工艺补充（增加了材料消耗）4.3 工艺补充部分的设计三、常见工艺补充类型其中尺寸应考虑：（1）在进行模具压料面或拉深筋鏪的的修理时不能影响到修边线（2）保证修边模的凸

28、模和凹模有足够强度。（3）凸模圆角和凹模圆角的大小要有利于毛坯的变形和塑性流动等。4.3 工艺补充部分的设计二、工艺补充设计原则 1.内孔封闭补充原则 2.简化拉深件结构形状原则 3.保证良好的塑性变形条件 4.外工艺补充部分尽量小 5.对后工序有利原则 6.双件拉深工艺补充第五章 拉深筋设计5.1 压料面作用力5.2 拉深筋在覆盖件拉深成形中的作用5.3 常用拉深筋5.4拉深筋设计第五章 拉深筋设计作用：在压料面上产生很大的阻力以满足毛胚塑性变形和塑性流动的要求。利用拉深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、面畸变等多种冲压质量问题的产生。实际冲压工艺设计时必

29、须考虑：1.是否需要布置拉深筋2.怎样布置拉深筋3.采用哪种形式的拉深筋5.1 压料面作用力压料面作用力：凹模和压边圈作用在毛坯上的力，就是凹模的上表面（即凹模压料面）和压边圈下表面（即压边圈压料面）作用在毛坯上的力。压料面作用力大小 成形过程中的流动速度的大小5.1 压料面作用力一、覆盖件结构形状对压料面作用力的要求1.覆盖件轮廓形状与压料面作用力2.侧壁形状与压料面作用力3.法兰形状与压料面作用力4.拉深深度与压料面作用力5.内部形状成形与压料面作用力1.覆盖件轮廓形状与压料面作用力直线轮廓部位压料面上的毛坯产生塑性变形和流动所需要的压料面作用力较小。外凸形轮廓产生拉深变形，曲率越大，所需

30、的塑性变形力也越大，故所需压料面上产生的压料面作用力随轮廓曲率的增大而增大内凹形轮廓产生胀形变形，曲率越大，所需塑性变形力越大，故所需压料面上产生压料面作用力随轮廓曲率的增大而增大5.1 压料面作用力2.侧壁形状与压料面作用力在其他条件相同时，直壁部分压料面上的毛坯流入凹模时的弯曲变形力比斜壁时要大，所需压料面作用力也大。具有直壁的部位不容易产生起皱。3.拉深深度与压料面作用力拉深深度较大时，所需毛坯也大，所需压料面作用力也随之增大。4.内部形状成形与压料面作用力当覆盖件上的内部形状在拉深一开始就产生变形时，要求模具压料面上的压料面作用力增大5.1 压料面作用力5.法兰形状与压料面作用力法兰为

31、平面时所需的压料面作用力比较适中，容易控制。冲压件的法兰为曲面时，在曲面压料面（上凸形和下凹形）上，毛坯在产生板面内的塑性变形的同时，还要产生一定程度的面外弯曲变形，并使毛坯在向凹模内流动时所需的变形力增大。这种压料面的压料面作用力也较大。冲压件的法兰在切向方向为倾斜面时，在倾斜的压料面上及不同类型的压料面的过渡区域，切向的流动阻力较小，毛坯容易向位置较低的部位产生切向流动，形成材料的集中或堆积，造成这些部位的压料面作用力突然增大，并可导致破裂产生。压料面倾斜对压料面作用力的影响5.1压料面作用力二、毛坯的材料性能对压料面作用力的要求材料的屈服极限越高，所需的变形力越大；材料的硬化指数越大，毛

32、坯变形硬化越严重，所需的变形力就越大，所需的压料面作用力也大。三、模具结构参数与压料面作用力许多内部形状要求较大的压料面作用力。凹模圆角半径越小要求压料面作用力越大。四、冲压条件对压料面作用力的影响压边力越大压料面作用力越大。压料面与毛坯之间的摩擦系数越大，摩擦力越大，压料面作用力越大。5.2 拉深筋在覆盖件拉深成形中的作用 1.拉深筋的高度越高，毛坯变形越大，对拉深筋的包角越大，Qy越大，摩擦力Fy越大。2.拉深筋圆弧半径越小，Fw越大，Fy越大。3.拉深筋槽的圆角半径越小 摩擦力Fw1和Fw2越大。5.2拉深筋在覆盖件拉深成形中的作用拉深筋的存在使毛坯内受到的径向拉应力有很大增加。（如下图

33、所示）5.2拉深筋在覆盖件拉深成形中的作用二、拉深筋产生的附加拉力 弯曲变形使毛坯受到更大的压力，通过拉深筋时所必须克服的摩擦阻力增加，它对拉深筋外部的毛坯来说是一种变形和流动阻力，同时又是作用在拉深筋以内的毛坯上的附加拉力。5.2拉深筋在覆盖件拉深成形中的作用三、拉深筋的作用A、增大进料阻力B、调节进料阻力的分布C、可以在较大范围内调节进料阻力的大小D、可以在较大范围内调节进料阻力的大小E、降低了对压边力的要求，同时降低了对模具刚度、设备吨位等的要求F、拉深筋外侧已经起皱的板料通过拉深筋时可得到一 定程度的矫平5.2拉深筋在覆盖件拉深成形中的作用四、拉深筋对成形性的影响1.对拉深极限的影响设

34、置拉深筋可以在较小的压边力下提高起皱极限，而且能在较小的压边力下得到最大的成形极限。2.控制变形状态一般情况下，直接受拉深筋的附加拉力影响的部位，其厚度减薄量比没有拉深筋部位大。3.调节毛坯流入量4.预拉伸效果由于筋的形成基本上是靠胀形成形，故在压筋时毛坯内产生了一定的预拉伸变形。5.3 常用拉深筋一、拉深筋的种类及用途。5.3 常用拉深筋二、拉深筋的固定方式拉深筋的固定方式一般有下图所示的两种。5.3 常用拉深筋三、拉深槛结构拉深槛与圆形拉深筋相比，能提供更大的附加拉力，即具有更强的阻止法兰上的材料流入凹模的能力，且利用拉深槛可以减少工艺补充部分，节省材料，提高材料利用率。5.3 常用拉深筋

35、常用拉深槛结构图如下：5.4 拉深筋设计拉深筋设计需要考虑因素：1）一般情况下多选用单筋2）单筋使用寿命相对较短。3）重筋可相对降低压料面上其他部位的精度要求，单筋则不然，既要满足拉深筋的精度要求，也要满足压料面的精度要求。4）对表面质量要求较高的冲压件，多采用重筋。5）在毛坯变形不需要特别大的拉深阻力，且修边线不在压料面部位时，可在凹模口部设置拉深槛。5.4 拉深筋设计二、拉深筋几何参数的设计 几何参数的设计应考虑以下几个方面：确保冲压件成形所需的拉深筋阻力保证冲压件成形质量和表面质量提高拉深筋的使用寿命有利于拉深筋的加工和修整5.4 拉深筋设计三、拉深筋的布置布置原则布置原则：5.4 拉深筋设计布置拉深筋时考虑的因素：凹模内轮廓的曲率变化不大时可沿凹模口周边设置封闭的拉深筋。凹模内轮廓的曲率变化较大时可沿凹模口周边设置间断式的拉深筋若为了增加径向力，减小切向拉应力，防止毛坯起皱，可只在容易起皱的部位设置局部的短拉深筋。在材料流动速度快的部位设置拉深筋在浅的部位设拉深筋对于拉深深度大的园弧部位可以不设拉深筋第六章 覆盖件冲压成形工艺u6.1覆盖件冲压工艺设计u6.2冲压毛坯形状和尺寸的确定u6.3深拉成形u6.4拉深件修边u6.5修边件翻边成形u6.6内部形状成形u6.7冲孔