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2.2.2成形可能性分析
该汽车覆盖件是拉延件，通过拉深得到。单件形状类似弯曲件，在弯曲的部分由半径为4mm和5mm圆弧来过渡，在弯曲的地方有变形区，变形不大，但是该零件不能用弯曲变形来得到，因为其不只是简单的弯曲变形得到的。因为该零件左右前后不对称，如果在拉深时采用单件式生产的话，毛料会由于受力不均匀产生侧向移动，有可能使拉延工序无法进行或是拉延模具过早的损坏，不经济。因此，在做工艺补充时采用一模两件变形成形，最后在做得的工艺补充的压料件如下图2.2-1。由图2.2-1中可以看得出来做完工艺补充后的拉延件类似于半封闭“U”形件的拉深。其中红色部分为所需零件，其余部分均为工艺补充部分，毛坯经过拉延模拉深成形后再用冲孔修边模冲孔及切边便可得到完全相同的左右件零件。
正面
反面
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图2.2-1
汽车覆盖件成形可能性分析不能简单地利用简单的冲压工序的工艺参数或零件尺寸参数加以确定。因此要采用分析方法来确定一次成形可能性。 分析方法有下面几种形式：
1、类比法 即参考以往冲压过的类似零件的工艺资料，进行分析比较，以判断一次成形的可能性。这种类比只是近似的。
2、应力应变分析法 覆盖件能否顺利成形取决于两方面：一是转力区的承载能力，即专力区是否有足够的抗拉强度；二是变形区的变形方式及可能产生的问题。覆盖件的成形一般是伸长与压缩两种变形的组合，以伸长类为主或以压缩类为主，或两种变形差不多。伸长变形可能产生过量边薄和破裂；压缩变形可能产生失稳起皱。 3、成形度判断法 成形度α按下面的公式计算：
Lα=（-1）X 100%
L0式中L是成形后零件纵截面的长度；L0是成形前相应截面的胚料长度。
下面以成形度判断法莱分析覆盖件的成形性能：由所作的工艺补充用UG量出La=980mm，La0=928mm；Lb=160mm，Lb0=137mm。将所得数据代入上式有αa=5.6%，αb=16.7%，α平均=11.15%；La代表毛料的长度方向的长，Lb代表宽度方向的长。αa代表长度方向的成形度，αb代表宽度方向的成形度。当α平均≧5%或α最大≧10%时，不能只靠胀形成形，必须使胚料以拉深方式从凸模边缘拉入凹模。通过以上分析可知该汽车覆盖件可以经过一次拉深成形；汽车覆盖件上的凹下部分也可认为是浅形圆筒拉深件，也可一次拉深成型。可以判断该覆盖件能够一次成型。
2.3冲压工艺性分析及方案的选择
2.3.1冲压工艺性分析
该零件料厚t=1.2mm，材料为低碳钢，含碳量≤0.08，伸长率≥34％（标距l0=80mm），可见材料塑性好，冲压加工性能良好。屈服强度≤240MPa，抗拉强度为270～370MPa，弹性模量E=2.07E5MPa，塑性硬化指数n=0.237，厚向异性指数r=2.295，硬化指数在钢材中是比较高的，材料成形极限较大。
由于整个零件为半封闭“U”形，而且没有急剧突变的形状，取有代表性的某截面分析，凸缘与侧壁之间、侧壁与顶部间有R5的圆角，顶部有R4的凹槽，半径皆大于2t，凸缘与顶部落差不大，成形工艺性好，零件中段截面形状如图2.3.1-1所示。
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图2.3.1-1零件截面图
零件边线简单，都是由规则的圆弧和直线组成，两直边在铅垂方向上投影平行，水平方向落差不大，零件上没有尖角，凸缘边缘圆角半径为R5，在转折处可以避免应力集中的出现，而且圆弧过渡可以使冲压工艺性能更好；该零件上有3个半径为4mm孔，相邻孔之间的距离分别为150mm和200mm，，由于孔径和间距适中，所以可以在冲孔模上同时将3个空冲出，冲裁工艺性能良好。零件左右件完全对称。若左右件单独成形，就要有各自的工艺补充，这势必造成材料利用率低，且需要制造两套模具，单件成本高。考虑到左右件完全对称的特点，把两件合为一件冲压成形，这样周边材料受力均匀，便于成形；且压力中心易于确定，模具结构左右对称，为模具设计制造提供了极大的方便。下图所示为零件的边线及内孔的形状，如图2.3.1-2.所示。
图2.3.1-2零件边线及内孔形状
2.3.2拉延件的冲压方向
冲压方向的确定是汽车钣金件工艺设计的关键一步，是确定拉深件在模具中的空间
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位置，它不但决定能否拉出合格的拉延件，而且影响到工艺补充部分的多少和压料面的形状。不同的冲压方向会带来不同形状的工艺补充，直接涉及到产品拉深工序的最终成形条件，以及后续成形条件。合理的冲压方向应既满足冲压形状的要求又要适应工艺补充、压料面形状的规范。
确定拉延冲压方向，应满足如下几方面的要求： 延的部位要在一次冲压中完成。
（2）拉延开始时，凸模和坯料的接触面积要大，避免点接触，接触部位应处于冲模中心，以保证成型时材料不致窜动。
（3）压料应尽量保证毛料平放，压料面各部位进料阻力应均匀。拉延深度均匀，拉入角相等，才能有效地保证进料阻力均匀。[2]
本设计用JQ36-400压力机，属于单动压力机，因此拉延类型为单动拉延，单动拉延时，上模是凹模，因此零件在拉延模中应如图2.3.2-1所示放置，分析零件数模可知，冲压方向平行于-Z方向最佳，此时凸模两侧的拉入角能够基本保持一致，这使得两侧进料阻力也可以保持均衡。拉延开始时凸模与坯料表面接触为面接触，接触面积大，且分布均匀，不会出现因应力集中造成局部破裂现象，而且零件顶部凹槽的反拉延也能满足如上要求。
（1）保证拉延凸模能够顺利进入拉延凹模，不应出现凸模接触不到的死区，所有需拉
图2.3.2-1 冲压方向从上垂直往下
2.3.3工艺补充部分设计
为了给覆盖件创造一个良好的拉延条件，需要将覆盖件上的窗口填平，开口部分连接成封闭形状,有凸缘的需要平顺改造使之成为有利成型的压料面，无凸缘的需要增补压料面，这些增添的部分称为工艺补充部分。工艺补充是拉延工艺不可缺少的部分，拉延后又需要将它们修切掉，所以工艺补充部分应尽量减少，以提高材料的利用率。工艺补充部分除考虑拉延工艺和压料面的需要外，还要考虑修边和翻边工序的要求、修边方向应尽量采取垂直修边。根据模具设计需要，该覆盖件采取的修边线在拉延件压料面上，为了在模具使用中打磨加强筋槽不致影响修边线，修边线至拉延筋的距离A一般取
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25mm，按具体工件尺寸形状而定。
由下面的零件形状图可以知道，覆盖件的上表面与下表面有一定的落差跟角度，不是在同一个平面上，落差的高度大概为20mm，角度大概为3度左右。覆盖件上有三个直径为8mm的孔，有以圆弧过渡的开口部分，零件前后左右不对称，因此在做工艺补充时要将开口部分连接成封闭形状，凸缘要用圆弧过渡使其光滑，三个直径为8mm的孔要填满。该覆盖件可以做成一模单件式，也可以做成一模两件式。经过观察分析知道，该覆盖件是不对称的，采用单件式时毛料受力不均匀，成型性能不好；采用两件式时零件左右对称，毛料在拉延时受力均匀，成型性能良好，而且模具不易顺坏，生产效率高等。我对该覆盖件的拉延工艺补充中使用一模两件式，以上表面做为压料面。工艺补充部分在三维图中已经给出。其尺寸根据理论设计经验得出。 本次毕业设计零件及工艺补充图如下：
2.3.3-1 零件形状
2..3.3-2 工艺补充图
2.3.4 建立压料面
压料面对于非轴对称曲面零件的成形起着重要作用。其位置、形状及尺寸直接影响到成形阻力及变形力的大小与分布，从而影响整个坯料成形时各处塑性变形状态。
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