CN101195140A - 一种板状制件的成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种板状制件的成形方法，该成形方法包括将一种板材拉延为上下错开的两个板面，沿两个板面的连接处形成凹槽，其中，沿两个板面的连接处形成凹槽的方法包括通过对所述板材的拉延在较低的板面上形成储料包，然后再对两个板面的连接处进行整形。由于在对位于板状制件的上板面与下板面的连接处进行侧整形以形成凹槽之前，通过拉延在较低的板面上形成储料包，因而，由于储料包的存在，从而克服了凹槽部分材料有限的缺陷，在侧整形时，储料包所包含的材料会随侧整形模块的运动而流向凹槽，从而即便形变较大，也不会出现漏孔而使制件报废。

Description

一种板状制件的成形方法

技术领域

本发明涉及一种板状制件的成形方法。

背景技术

板状制件在工业生产中具有广泛的应用，一般用作设备的外壳零件。在生产加工中，常常采用冲压或拉延的工艺方法，然而，在某些板状制件中，该板状制件具有上下错开的两个板面，而且在这两个板面的连接处还具有凹槽，由于该凹槽向内凹入，因而难以在对该制件的拉延或冲压工序中一次成形，一种典型板状制件的例子为汽车的顶盖，即汽车车厢顶部的盖板。

汽车的顶盖为汽车的重要部件。从设计角度来说，一方面，为安全起见，要求汽车顶盖具有一定的强度和刚度，尤其是当汽车翻滚时能足以保护汽车车厢内乘客的安全；另一方面，由于汽车顶盖与车身一起构成整个汽车的外部形状，在很大程度上对汽车的外形美观程度具有较大的影响，因而要求汽车顶盖与车身平滑过渡，以使汽车具有较佳的视觉感受并能尽量减少行驶时产生的空气阻力。

在两厢汽车的顶盖中，汽车顶盖常常为上下错开的两个板面，下板面一般与汽车的后尾门相配合，而且在该下板面上还具有凹槽，以避免开关后尾门时，后尾门与汽车顶盖产生干涉或碰撞。如图1、图2和图3所示，汽车顶盖具有上下错开的两个板面，即上板面1和下板面2，沿上板面1和下板面2的连接处有凹槽3，由于凹槽3向顶盖内部凹入，难以直接在拉延时一次成形。

传统的制造上述顶盖的成形工艺为：对于一块合适的板材制件，首先拉延，使该板材初步具有除凹槽3之外的基本形状，分为上板面1和下板面2；然后切边，将拉延后的板材裁减为正确的尺寸；再对上板面1与下板面2之间的连接处进行凹槽3的侧整形加工，由于该凹槽3的侧整形可能又引起整个板材制件尺寸的变化，因而可能需要反复进行多次调试切边线；最后在制得正确形状的凹槽3，使板材的尺寸合乎要求后，即得到合格的顶盖。

在侧整形工序中，侧整形模块将上板面1与下板面2之间的连接处向内压入，在压入的过程中，由于该连接处的材料有限而不足以形成凹槽3，周围的材料会随之流入该连接处，如果该连接处材料过薄，且使材料形变过大，在整形过程中，很容易使板材出现漏孔，而导致该制件报废。

发明内容

本发明的目的是为了克服具有上下错开两个板面的板件的成形工艺中，在对上板面与下板面的连接处侧整形以形成凹槽时，由于材料有限而容易出现漏孔，导致制件报废的缺陷，从而提供一种能克服材料有限的缺陷从而不会出现漏孔的成形方法。

本发明提供了一种板状制件的成形方法，该成形方法包括将一种板材拉延为上下错开的两个板面，对两个板面的连接处进行侧整形，沿两个板面的连接处形成凹槽，其中，在对两个板面的连接处进行侧整形前，先在较低的板面上形成储料包。

按照本发明提供的板状制件的成形方法，由于在对位于板状制件的上板面与下板面的连接处进行侧整形以形成凹槽之前，通过拉延在较低的板面上形成储料包，因而，由于储料包的存在，从而克服了凹槽部分材料有限的缺陷，在侧整形凹槽时，储料包所包含的材料会随侧整形模块的运动的加工而流向凹槽，储料包内的材料可以满足侧整形凹槽的需要，储料包外材料基本不往里流动，因而可以有效地防止漏孔的产生。

附图说明

图1为顶盖的透视图；

图2和图3为图1中顶盖的示意图；

图4为沿图2中截面线A-A的顶盖在对凹槽进行侧整形前与侧整形后的局部放大对比截面图；

图5为拉延后位于尾部的储料包的一种形式的示意图；

图6为图5中储料包中间部分的截面图；

图7为图5中储料包两端部分的截面图；

图8为拉延后位于尾部的储料包另一种形式的示意图；

图9为图8中储料包中间部分的截面图；

图10为图8中储料包两端部分的截面图；

图11为拉延后位于尾部的储料包再一种形式的示意图；

图12为图4中的截面图在对凹槽进行侧整形时的示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明进行详细地描述。

本发明提供的一种板状制件的成形方法包括将一种板材拉延为上下错开的两个板面，对两个板面的连接处进行侧整形，沿两个板面的连接处形成凹槽，其中，在对两个板面的连接处进行侧整形前，先在较低的板面上形成储料包。

在本说明书中，拉延形成的储料包用于储存多余的材料，并且当进行侧整形时将所储存的材料供应于板状制件的形变。

为了使储料包的材料恰好满足板状制件的形变要求，优选地，储料包沿所述凹槽的长度方向延伸。由于储料包的延伸方向平行于凹槽的长度方向，这样当对所述连接处进行侧整形以形成凹槽时，储料包的材料沿长度方向均匀地流入形成的凹槽。

在拉延工序后，储料包的边缘与两个板面的连接处的边缘之间的距离为该储料包与所述连接处之间的距离，如图9所示，储料包5距离所述连接处4的距离为L，如果轮廓线为圆角过渡，则沿连接处4作切线，沿储料包5的轮廓线在储料包5的边缘作切线，该两条切线与板面轮廓线的交点之间的距离为储料包与连接处的距离L。L如果太小，则容易影响后续的侧整形加工，太远则不利于提高储料包材料的利用率，从而造成材料浪费，因而，优选地，储料包5与连接处4之间的距离L的范围为15-25毫米。

当板状制件为平板时，经过拉延工序后，该平板的板状制件拉延为上下错开的两个平板板面，然后再对所述两个板面的连接处进行凹槽的侧整形，由于拉延时在较低的平板板面上已经留有储料包，因而在对所述凹槽进行侧整形时，储料包所含有的材料会随着侧整形模块的作用而流动，以补充形成凹槽所需的材料，从而不会因为所述连接处的材料有限而出现漏孔。

本发明提供的方法特别适用于图1中的板状制件的成形，该板状制件具有中间部分高于四周的边缘部分的凸起形状。

如图1所示，盖板具有上下错开的两个板面，上板面1和下板面2，在该两个板面之间的连接处有凹槽3，该凹槽3的深度从中间向两端逐渐变浅。

在对上板面1与下板面2的连接处进行侧整形时，凹槽3周围的材料会随侧整形模块的运动而向凹槽流动，但是由于凹槽的深度为不均匀的，即深度从凹槽的中间向两端逐渐变浅，因而靠近凹槽3的材料会因为靠近凹槽不同的位置而具有不同的流动程度，具体来说，在侧整形凹槽3时，凹槽3的中间位置形变所需要的材料要比凹槽3两端位置形变所需要的材料多。这样，靠近凹槽3的部位很容易因为材料的流动程度不一致而起皱，然而对于汽车外板件来说，过度的表面起皱是不允许的。

因而，在优选情况下，储料包的截面面积从储料包中间部分向两端部分递减。这样，储料包的中间部分具有较多的材料，而储料包的两端具有较少的材料，材料的多少从中间部分向两端逐渐减少。由于储料包所包含的材料分布不均匀，即中间部分多而两端少，这样恰好弥补了凹槽深度不一致而导致的材料流动不一致，从而克服材料流动不一致而容易起皱的缺陷。

所用板材的材料为制造顶盖的常用材料，既能保证制得的顶盖具有足够的强度，同时还要具有较好的延展性，以利于顶盖的加工，如各种低碳钢，常用的有冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带(SPCD)、深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带(SPCE)等。板材的材料、尺寸规格可以根据实际需求直接向厂家定购。

压力机为冲压生产中广泛使用的机械设备，为本领域普通技术人员所熟知，可以根据不同的加工场合可以选用不同型号的压力机。

如图1-图4所示，制成的顶盖具有上下错开的两个板面，上板面1和下板面2，该下板面2低于上板面1，上板面1和下板面2的连接处具有向内凹入的凹槽3。顶盖的整个形状为中间部分高于四周边缘部分的凸起形状，因而，上板面1和下板面2至少一个也为中间部分高而四周边缘部分低的形状。

如图4所示，在对板状制件进行拉延后侧整形前，板状制件的下板面2具有储料包5，上板面1与下板面2之间的连接处4，倾斜于垂直方向。上板面1、连接处4、储料包5以及下板面2共同组成此时板状制件的外轮廓7。

在本发明提供的上板面1的成形方法中，对制件进行拉延加工时，在下板面2上靠近凹槽3的位置上设置有储料包5。所谓储料包5为进行拉延时在下板面2上预留出多余的材料，该储料包5的材料用于凹槽3的侧整形。

优选地，储料包5的形状对应于凹槽3的形状，即：储料包5沿凹槽3的长度方向延伸，进一步优选地，靠近凹槽3中间部分的储料包5横截面面积较大，而靠近凹槽3两端的储料包5横截面面积较小，即储料包的截面面积从储料包中间部分向储料包的两端部分递减，因而，储料包5靠近凹槽3中部的部分具有较多的材料，储料包靠近凹槽3两端的部分具有较少的材料，这样，在对凹槽3进行侧整形时，正好满足由于凹槽3中间深、两端浅而需要不同数量材料的要求。

储料包5可以具有多种形状，以满足对凹槽3进行侧整形时对材料的需求为限。

如图5-图7所示，储料包5的一种形状为中间部分高而窄、两端部分低而宽的长条状突起，且储料包5中间部分的截面线长度大于储料包5两端部分的截面线长度(线长度为截面轮廓线的长度，线长度越长说明该部分含有越多的材料)。之所以储料包5为这样的形状，是因为储料包5旁边的凹槽3的形状为中间深、两端浅，因而在侧整形时，凹槽3中间较深的部分成形时需要较多的材料流动过来，而凹槽3两端较浅的部分需要较少的材料流动过来。储料包5的高度以及宽度，由待加工的凹槽3的形状尺寸来确定，如果凹槽3较深，则侧整形凹槽3时需要较多的材料流动，因而储料包5的尺寸也较大；如果凹槽3较浅，则储料包5的尺寸也较小。

储料包5的这种中间高而窄、两端低而宽的形状具有拉延时成形简便的优点。然而，如果储料包5中间较高的部分高度过高的话，在拉延时，连接处4很容易发生破裂，在随后的侧整形凹槽时，很容易会与侧整形模块形成干涉。当储料包5太高而干涉进行侧整形加工的侧整形模块时，侧整形模块在接触连接处4之前会先接触到过高的储料包5，这个时候侧整形模块很容易将储料包5压低，造成储料包5材料的压叠而叠死并丧失流动性，从而使制件成为废件。

因而，优选地，在侧整形过程中，储料包5不能与侧整形模块干涉。如图5所示形状的储料包5一般应用于要求储料包5高度不高的加工场合中。

如图8-图10所示，储料包5的另一种形状为中间部分为梯形、两端部分为梯形或圆形的长条状，同样地，该储料包5的中间部分的截面面积大于两端部分截面的面积。与第一种形状的储料包相比，第二种形状的储料包5由于宽度相对较宽而高度降低，从而避免了在侧整形时与侧整形模块之间产生干涉的可能。储料包5的中间部分与两端部分相比，宽度更宽，高度更高，储料包5的高度和宽度逐渐向两端过渡减小，在储料包5的两端部分，可以为梯形、圆形或椭圆形截面，满足储料包5的材料容易流动且储料包5的形状对应于即将要进行侧整形的凹槽3的形状即可。

此外，储料包5还可以具有多种形状，如储料包5的中间部分还可以加一条凹陷的横筋而呈现波浪状，同时两端部分为尺寸相对较小的圆形或椭圆形(如图11所示)。

在拉延后，制件具有了上板面1除凹槽3之外的基本形状。下面对凹槽3的侧整形进行详细描述。

如图4所示，在对上板面1与下板面2之间的连接处进行侧整形后，连接处4向内凹入，形成凹槽3，同时储料包5的材料流向凹槽3，从而变平。此时，上板面1、凹槽3以及下板面2组成板状制件的轮廓线6。

在对位于下板面2的凹槽3进行侧整形时，需要将制件移动至另外一台装着侧整形模具的压力机上，以进行随后的侧整形工序。实际生产中，压力机是成线排列的，俗称冲压线。拉延模、侧整形模按顺序安装在压力机上。

如图12所示，侧整形模块8的外形轮廓对应于要侧整形的凹槽3的轮廓6。附图标记9为拉延时模具的运动方向，该方向沿铅垂方向；附图标记10为凹槽3的轮廓线6上边缘的切线方向，拉延方向9和切线方向10之间的夹角为α，根据凹槽3设计的不同，α的范围为30-60度。

在对凹槽3进行侧整形时，侧整形模块8的运动方向沿切线方向10而作用于连接处4上，在侧整形模块8作用于连接处4上的同时，侧整形模块8也可作用于位于下板面2且靠近要侧整形的凹槽3的储料包5上，优选地，侧整形模块8先接触连接处4，而后接触储料包5，以避免侧整形模块8压叠储料包5，造成储料包5的叠死，从而使储料包5的材料丧失流动性。

随着侧整形模块8持续作用于连接处4，连接处4向内凹入而逐渐形成凹槽3，与此同时，靠近凹槽3的材料因其具有延展性而随连接处4的凹入向内流动，由于在下板面2上靠近凹槽3的位置设置有储料包5，因而储料包5的材料恰好随侧整形模块8的向内作用而向内流动，从而形成凹槽3，如同储料包5的材料被侧整形模块8“拉”入凹槽3中，而不是被侧整形模具8压平。而且，凹槽3的形状为中间深、两端浅，因而在对凹槽3进行侧整形时，凹槽3的中间部分需要较多的材料流入，凹槽3两端部分需要流入的材料相对较少，而储料包5的形状也恰好对应于凹槽3的形状，即：一方面，储料包5与凹槽3相同，均从下板面2的一侧延伸至另一侧，另一方面，储料包5中间部分具有较大的截面线长度，而储料包5两端部分的截面线长度较小，也就是说，储料包5中间部分具有较多的材料，而储料包5两端部分具有的材料相对较少。由于储料包5与凹槽3之间的这种对应关系，从而在侧整形时，克服了靠近凹槽3的材料流动不均匀而起皱的缺陷。

优选情况下，对凹槽3进行侧整形时，在下板面2上设有侧压料，储料包5位于凹槽3与该侧压料之间，侧压料模块设在侧整形模块上，两者运动方向相同。

当侧整形模块8作用于连接处4以形成凹槽3时，凹槽3附近的材料会随之向凹槽3流动，同时在靠近凹槽3的位置上设置有储料包5，这样储料包5的材料优先向凹槽3流动，由于材料的延展性，在储料包5远离凹槽3一侧的材料也会向凹槽3流动，从而在一定程度上降低了储料包5材料的流动性。当按照如上所述在下板面2上压有侧压料时，侧压料会对下板面2施加压力，从而增大了储料包5之外的材料流动性的阻力，这样，在侧整形凹槽3时，流入凹槽3的材料中储料包5的材料占有大部分。从而避免了储料包5的材料流入凹槽3的较少，而在储料包5的位置产生起皱的可能性。

侧压料模块设在侧整形模块上，侧压料的压力来源于弹性元件(如弹簧、氮气缸等)，该压力的范围为1-2砘的重量产生的力，即9.8×10³-19.6×10³牛顿。设置侧压料为本领域普通技术人员所熟知，在此不再进行详细描述。

在拉延和侧整形之后，顶盖尾部除制件的周边尺寸之外，制件已经具有了合格的形状。此时，需要对制件进行切边，将制件四周多余的部分切掉，使之具有正确的尺寸。

进行切边工序加工时，将制件移动到安装了切边模的压力机上，在该压力机上装有用于切边加工的模具。该工序以及压力机的使用为本领域普通技术人员公知。

至此，已经完成了制件从板材到顶盖的成形过程。

本发明所提供的顶盖的成形方法克服了带有尾部的顶盖在成形过程中容易起皱的缺陷，而且在对位于尾部的凹槽进行侧整形完成后，一次切边即可完成顶盖的成形，因而方法简便，提高了生产效率。

在本说明书中，关于本发明提供的具有上下错开的两个板面的板状制件的成形方法，主要是以汽车顶盖为例而加以描述的，本领域普通技术人员应该明白，本发明提供的成形方法可以应用于任何相同或类似的具有上下错开的两个板面的板状制件的成形工艺中。

Claims (9)

1.一种板状制件的成形方法，该成形方法包括将一种板材拉延为上下错开的两个板面，对两个板面的连接处进行侧整形，沿两个板面的连接处形成凹槽，其特征在于，在对两个板面的连接处进行侧整形前，先在较低的板面上形成储料包。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其中，上下错开的两个板面中，至少位于下部的板面的中间部分高于该板面的边缘部分。

3.根据权利要求2所述的成形方法，其中，所述储料包沿所述凹槽的长度方向延伸，所述储料包与所述连接处之间的距离L为15-25毫米。

4.根据权利要求3所述的成形方法，其中，所述储料包的截面面积从储料包中间部分向所述储料包的两端部分递减。

5.根据权利要求4所述的成形方法，其中，所述储料包为中间高而窄、两端低而宽的形状。

6.根据权利要求4所述的成形方法，其中，所述储料包的中间部分为梯形截面，两端部分为梯形、圆形或椭圆形截面的形状。

7.根据权利要求1所述的成形方法，其中，在侧整形的工序中，使用的侧整形模块的外形轮廓与所述凹槽的轮廓相对应。

8.根据权利要求7所述的成形方法，其中，在侧整形工序中，所述侧整形模块先接触上下错开的两个板面的连接处，而后接触所述储料包。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的成形方法，其中，在侧整形工序中，储料包所在的板面上压有压料，所述储料包位于所述凹槽与该压料之间，所述压料与所述储料包平行。

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