汽車剎車片背板沖壓加工及模具設計

1、文 章 編 號 ： 1 6 7 2 — 01 2 1 ( 2 0 0 7) 0 5 — 0 0 7 4 — 0 2汽 車 剎 車 片 背 板 沖 壓 加 工 與 模 具 設 計 張 社 就 ，楊 曉 紅 ( 廣 東 水 利 電 力 職 業(yè)技 術 學 院 ， 廣 東 廣 州 5 1 0 6 3 5 )摘 要 ： 汽 車 剎 車 片 背 板 是 汽 車 上 易 損 零 件 ， 生 產 批 量 大 。零 件 厚 5 mm， 精 度 要 求 很

2、 高 ， 大 多采 用 精 沖 工 藝 生 產 。 本 文 通 過 對 汽 車 剎 車 片 背 板 的 工 藝 分 析 ， 采 用 普 通 沖 孔 落 料 、 斜 面 成 形 和 修 整 等 工 序 ) 中壓 生 產 ， 并 設 計 了相 應 各 工 序 的模 具 ， 在 模 具 結 構 設 計 中解 決 了 諸 如 零 件 定 位 、 圓 弧 斜 面 定 位 和 模 具 偏 載 等 問 題 ， 最 終 生 產 出 了滿 足 要 求 的

3、 零 件 。 實 踐 證 明 ： 背 板 生 產 工 藝 可 靠 ， 質 量 穩(wěn) 定 。 解 決 了用 普 通 沖 壓 工 藝 和 設 備 生 產 精 沖 零 件 的 問 題 ， 提 高 了 企 業(yè) 的 經 濟 效 益 。關 鍵 詞 ： 機 械 制 造 ； 沖 壓 加 工 ； 剎 車 片 背 板 ； 模 具 中 圖 分 類 號 ： T G3 8 6 ． 2文 獻 標 識 碼 ： B1引 言 汽 車 剎 車 片 背 板 ( 圖 1 ) 是

4、 汽 車 上 的 易 損 零 件 ，采 用 板 厚 5 mm 的 熱 軋 板 ， 主 要 尺 寸 精 度 為 ± 0 ． 1 mm，平 面 度 為 0 ． 0 8 mm，還 要 求 沖 裁 斷 面 6 0 ％的 光 亮 帶 。由于 形 狀 復 雜 ， 精 度 要 求 較 高 ， 且 批 量 大 ， 此 前 常 用 精 沖工 藝 生 產 。圖 l 剎車片背板 2 工 藝 分 析 前 述 可 知 ， 用 精 沖 模 具 和 專

5、門 的精 沖 設 備 加 工 ，將 涉 及 到 較 高 的 設 備 成 本 問 題 。 從 零 件 的 結 構 和 精 度 要 求 來 看 ， 除 用 復 合 精 沖 加 工 外 ， 也 可 以 分 成 多 個 工 序 普 通 沖壓 和 最 終 整 修 來 達 到 要 求 。 經 工 藝 分 析 ，采 用 普 通 沖 壓 加 工 ， 需 沖孔 落 料 沖 裁 、 斜 面 成 形 和 整 修 等 3個 工 序 才 能 完 成 零 件 加

6、工 。 由 于 零 件 厚 5 mm， 沖 孔 落 料 沖 裁 力 較 大 ， 單 邊 圓 弧 邊 斜 面 成 形 偏 藝 、 模具 設 根 據(jù) 背 板 零 件 的 技 術 要 求 ， 材 料 采 用 3 5 GB6 9 9 — 8 8鋼 ， 板 厚 t = 5 + 0 ． 2 mm。 力 學 性 能 ： 抗 剪 強 度 , ／ - b = 5 0 0 MP a ， 退 火 狀 態(tài) 硬 度 1 9 7 HBS 。 沖 裁 力 按 下 式

7、 計 算 ：W =I ． 3 L~ ' b t( 1 )式 中 ：— — 沖 裁 力 ；— — 沖 裁 件 內外 輪 廓 周 長 ， mm ；r I _ 板 料 的剪 切 強 度 ， 5 0 0 MP a ；— — 板 料 厚 度 ， mm。將 相 關 數(shù) 值 代 入 式 ( 1 ) ， 經 計 算 得 W = I 3 5 0 k N。頂 件 力 為 ：P頂 ： K 頂( 2 )式 中 ： P頂 — — 頂 件 力 ， k N；

8、K 頂 — — 系 數(shù) ， 取 K= 0 ． 0 6 。計 算 得 ： P頂 ： 8 1 k N。由 上 可 知 ， 總 沖 裁 工 藝 力 為 W+ P=1 4 3 l k N。沖 壓 斜 面 所 需 要 的 沖 壓 力 ：P 壓：式 中 ： 卜 一 斜 面 部 位 的投 影 面 積 ， mm ；口 — — 壓 斜 面 所 需 的 單 位 壓 力 ， MP a ?？谥?可 按 材 料 3 5 G B6 9 9 — 8 8的 屈 服

9、極 限 取 值 ， 即 q == 3 1 4 MP a ， 代 入 上 式 得 ： P = 1 0 8 k N。整 修 沖 裁 力 ：P ：( B - t - k t n ) r6式 中 ： 三 — — 整 修 周 邊 長 度 ， mm；總 的 切 除余 量 ， mm；— — 推 件 力 系 數(shù) ， k = 0 ． 1 ～ 0 ． 2；n — — 同 時 卡 在 凹模 內 的 沖 件 數(shù) 量 ；— — 沖件 材 料 厚 度 ， mm；維

10、普資訊 http://www.cqvip.com 文 章 編 號 ： 1 6 7 2 — 01 2 1 ( 2 0 0 7) 0 5 — 0 0 7 6 — 0 4拼焊板自由彎曲中的動能與回彈預測精度分析 朱 元 右 ( 南 京 工 程 學 院 機 械 工 程 系 ， 江 蘇 南 京 2 1 1 1 0 0 )摘 要 ： 拼 焊 板 具 有 焊 縫 、 焊 接 應 力 、 板 厚 差 等 一 系 列 特 征 ， 拼 焊 板 回 彈 模

11、擬 計 算 準 確 程 度 受 成 形 過 程 和 回 彈模 擬 的 影 響 ， 如 何 解 決 拼 焊 板 回 彈 模 擬 的 準 確 性 和 收 斂 性 是 拼 焊 板 回 彈 數(shù) 值 模 擬 的 重 要 問 題 。 分 析 認 為 ， 聯(lián) 合 動 態(tài) 顯 式 算 法 求 解 和 靜 態(tài) 隱 式 算 法 充 分 發(fā) 揮 了 二 者 的 優(yōu) 點 ； 動 力 顯 式 解 法 分 析 時 每 步 時 間增 量 必 須 小 于 由 系 統(tǒng)

12、最 高 固 有 頻 率 所 確 定 的 臨 界 時 間 步 長 ； 提 高 工 具 虛 擬 運 動 速 度 時 應 避 免 引 起 慣 性 效 應 ； 模 具 凹模 圓 角 半 徑 參 數(shù) 較 大 時 ， 其 動 能 相 對 要 小 ， 可 提 高 回彈 模 擬 精 度 ； 應 考 慮 焊 接 應 力 場 和 拼 焊 板 特 有 的 力 學 行 為 和 規(guī) 律 ， 提 高 對 成 形 應 力 與 殘 余 應 力 預 測 結 果 的 精

13、度 ； 此 外 ， 網絡 劃 分 的 質 量 、 單 元 類 型 、 模 具 的 幾 何 輪 廓 形 狀 的 描 述 、 板 材 網格 尺 寸 及 處 理 技 術 等 等 都 對 拼 焊 板 回彈 產 生 影 響 。關 鍵 詞 ： 機 械 制 造 ； 彎 曲 回 彈 ； 拼 焊 板 ； 數(shù) 值 模 擬 中 圖 分 類 號 ：r G 3 8 6 - 31文 獻 標 識 碼 ： B1引 言 拼 焊 板 技 術 指 將 兩 塊 或 兩 塊

14、以上 的 板 料 ， 采 用 焊 接 方 法 拼 在 一 起 ， 然 后 進 行 沖 壓 成 形 。 拼 焊 板 技 術 在 汽 車 制 造 中具 有 降 低 車 重 、 降低 油 耗 、 提 高 整 車 性 能 及 保 護 環(huán) 境 等 優(yōu) 勢 f l 1 ， 應 用 前 景 廣 闊 。 然 而 ， 由 于 拼 焊 板 二 基 板 強 度 性 能 和 厚 度 差 的 存 在 ，易 于 造 成 板 料 起 皺 、 破 裂 、 焊 縫 移

15、動 和 回 彈 等 問 題 】 。 目前 ， 對 拼 焊 板 回 彈 的研 究 還 較 少 ， 主 要 集 中 在 破 裂 、 起 皺 和 焊 縫 移 動 等 方 面 。收稿 日期 ： 2 0 0 7 — 0 7 — 3 0作者 簡介 ： 朱元 右( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 副教授 ， 從事工程材料 及模具 C A D ／C A M ／ C A E教 學科研拼 焊 板 回 彈 則 可 能 來 源 于 不 規(guī) 則 的 彈 性

16、 恢 復 和 拼 焊 板 板 型 的 特 殊 性 等 。拼 焊 基 板 的厚 度 差 造 成 彎 曲 成 形 更 多 的 非 線 性 和 非 對 稱 ，從 而 導 致 變 形 的 嚴 重 不 均 勻 分 布 等 等 ?；?彈 過 程 和 成 形 過 程 在 應 力 應 變 的 變 化 狀 態(tài) 上 有 所 不 同 ，所 以 在 對 回 彈 問 題 進 行 分 析 時 所 采 用 數(shù) 值 模 擬 技 術 也 與 成 形 過 程 的 有 所

17、不 同 。 回 彈 模 擬 計 算 準 確 程 度 既 受 成 形 過 程 模 擬 精 度 的 制 約 ，也 與 回 彈 的模 擬 方 法 有 重 要 關 系 。 準 確 性 和 收 斂 性 一 直 是 回 彈數(shù) 值 模 擬 難 以達 到 滿 意 的 主 要 問 題 。本 文 從 成 形 過 程 模 擬 和 回 彈模 擬 兩 方 面 分 析 影 響 回 彈模 擬 精 度 的 主要 因 素 ，從 而 闡 述 拼 焊 板 回 彈 研 究 數(shù)

18、 值 模 擬 中 的 一 些 主要 關 鍵 技 術 。Fi n eBl a n k i n gTe c h n o l o g y＆ Di eDe s i g nf o rt h eB a c kP l a t eo fBr a k eZ HANGS h e j i u， YANG Xi a o h o n g( Gu a n g d o n gT e c h n i c a lC o l l e g eo fW a t e rRe