CN103785754B - 一种冷冲压拉延模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷冲压拉延模具，包括：上模座、压边圈、下模座，所述下模座上设置有凸模，所述压边圈上具有缺口，所述缺口内设置有托料机构，所述托料机构具有造型部和下压部，所述托料机构下方设置有第一弹簧使得开模状态下所述造型部高于所述压边圈，所述上模座上设置有第二弹簧，在合模过程中所述第二弹簧下压所述下压部使得所述造型部与所述压边圈形成完整的造型面。本发明能够提高操作人员在移出冲压件时的方便性。

Description

一种冷冲压拉延模具

技术领域

本发明涉及冲压模具领域。

背景技术

新车型的开发对模具工装的需求是刚性的，同时模具也是各汽车企业生产制造装备中投资最大的工装。对于冲压模具的设计应充分考虑冲压成形性、操作方便性、安全性、工件及费料排出顺畅性，此外还应考虑模具工装成本。目前车身冲压件主要采用冷冲压的方式来实现，其成形过程主要包括拉延、修冲、翻边、整形等工作内容。

现有技术的冷冲压拉延模具如图1至4所示，主要包括上模座1、压边圈2和下模座3三大部分。如图1所详细示出的，上模导板11与压边圈导滑面21相互配合形成了上模座1与压边圈2之间的导滑机构，凸模31设置在下模座3上，图4中的凸模31的宽度方向上的两侧的凸模导板32与压边圈2的内侧配合形成压边圈2与凸模31之间的导滑机构。另外，压边圈2上的压边圈导板22还能够与上模座1配合辅助导滑。如图1和图3所示，上模导板11安装在上模座1的长度方向上的两端，压边圈导滑面21设置在压边圈2的长度方向上的两端。安全螺栓33穿过压边圈2上的过孔后安装到下模座3上，用于限制压边圈2的行程。顶杆垫块23安装在压边圈2的下部，在下模座3上对应顶杆垫块23的位置，开有顶杆过孔34。顶杆过孔34也分列于凸模31的两侧。

在冲压过程中，首先保持模具打开，机床顶杆（未示出）穿过下模3上的顶杆过孔34后顶在压边圈2下方的顶杆垫块23上，并托举压边圈2上升一段距离，然后将板件置于压边圈2上，上模座1下压，上模导板11、压边圈导滑面21、压边圈导板22相互配合为上模座1和压边圈2提供导向直至上模座1与压边圈2压死从而压紧板件。然后上模座1与压边圈2共同向下运动，凸模31伸入压边圈2的内部，在此期间凸模导板32与压边圈2的内侧配合提供导向。最后，至模具完全闭合时凸模21完成对板件的拉延，并且板件沿着压边圈2的造型面24成型，如图2所示。

现有技术存在以下问题：

一、完成冲压拉延后，成型的板件会随形贴在压边圈2的造型面24上，操作人员需要将板件扣起来后再移出模具，降低了操作方便性。

二、对于拉延深度大、形状复杂的冲压件，上模座1抬起后，板件有时会吸附或者卡在上模座1的凹模内，出现带料现象，影响工件排出顺畅性。

三、由于凸模31与压边圈2之间采用的是内部导滑的方式，因此如图4所示，凸模导板32会部分覆盖其下方的顶杆过孔34，造成与顶杆的干涉，因此在该位置实际上不能布置顶杆，这造成了在拉延过程中压边圈的平衡性和稳定性降低。另外这种导滑布置形式使得整个模具尺寸相对较大，增加了模具成本。这种问题在冲压件为长宽比较大的梁类冲压件时尤为突出。

发明内容

本发明的目的是一种冷冲压拉延模具，以解决冲压拉延过程中的操作方便性问题、工件排出顺畅性问题、拉延平衡性和稳定性问题、模具成本问题中的至少一个或者多个。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种冷冲压拉延模具，包括：上模座、压边圈、下模座，所述下模座上设置有凸模，所述压边圈上具有缺口，所述缺口内设置有托料机构，所述托料机构具有造型部和下压部，所述托料机构下方设置有第一弹簧使得开模状态下所述造型部高于所述压边圈，所述上模座上设置有第二弹簧，在合模过程中所述第二弹簧下压所述下压部使得所述造型部与所述压边圈形成完整的造型面。

优选地，所述上模座的凹模内设置有顶料销。

优选地，上述冷冲压拉延模具，还包括多个限位螺栓，所述第一弹簧为螺旋弹簧，所述限位螺栓穿过所述托料机构和所述第一弹簧后紧固到所述压边圈上。

优选地，在所述托料机构下方，所述多个限位螺栓之间设置有墩死块。

优选地，所述限位螺栓为三个，成等边三角形设置，所述墩死块安装在所述等边三角形中心位置，所述托料机构被造型使得所述墩死块所处位置恰好为所述托料机构的质心。

优选地，所述压边圈与所述凸模之间的导滑机构分设在所述压边圈和所述下模座的长度方向上的两端，所述上模座与所述压边圈之间的导滑机构分设在所述上模座和所述压边圈宽度方向上的两侧，所述下模上的顶杆过孔位于所述凸模的宽度方向上的两侧。

本发明采用了分体式的压边圈，在合模状态下，压边圈内的缺口内的托料机构与压边圈共同形成完整的造型面，不影响冲压拉延成型，而在冲压拉延完成后，模具处于开模状态下时，托料机构会被第一弹簧顶起至高于压边圈，因而已经成型的冲压件被顶起，操作人员不用再扣起板件，提高了操作方便性。

进一步地，上模座内的顶料销能够在冲压拉延完成后将板件顶出上模座的凹模，避免了模具带料，提高了工件排出顺畅性。

进一步地，本发明中限位螺栓与螺旋弹簧的配合形式，使得限位螺栓在提供限位作用的同时还能够为螺旋弹簧提供导向作用和防脱落作用。

进一步地，本发明中的墩死块设置在限位螺栓所构成的等边三角形中心，并且该位置也是托料机构的质心，这种布置方式能够使得托料机构在冲压拉延过程中受力更加平稳。

进一步地，本发明将上模座与压边圈之间的导滑机构设置在两侧，而将压边圈与凸模之间的导滑机构设置在两端并且原凸模导板设置在压边圈上而非凸模上，使得凸模与压边圈之间实现了外部导滑，不仅避免了内置式导向时导板对顶杆的干涉，使得能够以更加平衡的方式布置更多的顶杆，而且减小了模具尺寸，同时解决了拉延平衡性和稳定性问题、模具成本问题。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例做进一步详细说明，其中：

图1是现有技术的冷冲压拉延模具的爆炸图；

图2是现有技术的冷冲压拉延模具合模状态下压边圈与下模座的工作状态图；

图3是现有技术的冷冲压拉延模具中的上模座结构图；

图4是现有技术的冷冲压拉延模具中的下模座结构图；

图5是本发明的实施例的冷冲压拉延模具合模状态的爆炸图；

图6是本发明的实施例的托料机构的立体图，主要表明了托料机构的上部结构；

图7是本发明的实施例的托料机构的另一角度的立体图，主要表明了托料机构的下部结构；

图8是本发明的实施例的上模座的结构图；

图9是本发明的实施例的压边圈的结构图，此时模具处于开模状态；

图10是本发明的实施例的压边圈的结构图，此时模具处于合模状态。

上图中标记说明：上模座1、压边圈2、下模座3、上模导板11、氮气弹簧12、顶料销13、凹模14、压边圈导滑面21、压边圈导板22、顶杆垫块23、造型面24、造型面24A、造型面24B、托料机构25、压边圈导板26、缺口27、凸模31、凸模导板32、安全螺栓33、顶杆过孔34、下模导滑面35、造型部251、下压部252、垫块253、限位螺栓254、托料机构导板255、螺旋弹簧256、墩死块257。

具体实施方式

参考图5，此时冷冲压拉延模具处于合模状态。下模座3上设置有凸模31，凸模31或者与下模座3整体铸造成型，或者各自单独成型后组装到一起。结合图5、图8、图9和图10可见，与图1至图4中所示出的现有技术不同的是，在本实施例中，作为上模座1与压边圈2之间的导滑机构，上模座1上的上模导板11从原来的上模座1的长度方向上的两端转移到了宽度方向上的两侧，相应地，压边圈2上的导滑面21也被转移到了压边圈2的宽度方向上的两侧；同时，作为压边圈2与凸模31之间的导滑机构，在压边圈2的长度方向上的两端增设了压边圈导板26，同时取消了原凸模31两侧的凸模导板32，而与压边圈导板26相对应地，在下模33的长度方向上的两端设置了下模导滑面35，同时顶杆过孔34仍然位于凸模31的宽度方向上的两侧，这样，就避免了原方案中凸模导板32对顶杆的干涉，有效增加了作用在压边圈2上的顶杆数量，从而提高了拉延过程中的施力均衡性和稳定性。同时，压边圈2与凸模31之间不再存在内部导滑，而是完全依靠两端的外部导滑，与现有技术中上模座1与压边圈2之间采用两端外部导滑的结构相比，并未增加模具长度，反而减小了模具宽度，因此模具成本降低。

结合图9、图10可见，压边圈2上不再具有完整的造型面，而是具有数个缺口27，缺口27内设置有托料机构25。

图6和图7详细示出了托料机构25的具体结构。托料机构25具有造型部251和下压部252，如果从俯视图看的话，两者大致呈T字型。造型部251的上表面加工出了部分造型面24A，下压部252上安装了垫块253，用于后文中所描述的氮气弹簧12下压，当然氮气弹簧12也能够直接下压下压部252而无需垫块253。在托料垫块25上还开有三个通孔，三个限位螺栓254穿过三个通孔并能够在三个通孔内轴向活动。限位螺栓254由上到下穿过托料机构25后再穿过螺旋弹簧256，然后紧固到压边圈2的缺口27处的螺栓孔内，并使得整个托料机构25在托料机构导板255的导向下，在缺口27内能够上下活动。并且，三个限位螺栓254基本是成等边三角形设置的，在其中心位置安装有墩死块257，托料机构25被造型使得墩死块257所处位置恰好为整个托料机构25的质心，这样能够使得托料机构25在冲压拉延过程中受力更加平稳，避免由于受力不均影响冲压件的成型质量。当然，墩死块257也能够被安装在压边圈2的缺口27处，这也被涵盖在墩死块位于托料机构25下方的范畴。

由图8更清晰可见，在上模座1上，对应各个下压部252的位置设置有氮气弹簧12。在上模座1的凹模14内，设置有顶料销13，顶料销13为一可伸缩销。

本实施例中的冲压拉延模具的工作过程为：

在开模状态下，上模座1、压边圈2和下模座3相互分离，机床顶杆从下模座3的顶杆过孔34内伸出顶在压边圈2下方的顶杆垫块23上从而将压边圈2顶起一定高度，顶起的高度受安全螺栓33的限制。此时如图9所示出的，托料机构25下方的螺旋弹簧256将托料机构25顶起，使得造型部251要高于压边圈2，此时压边圈2的造型面分为不连续的造型面24A和24B。

然后，将待冲压板件放置于压边圈2上，此时托料机构25支撑着板件，使得板件高于压边圈2上的加工型面。

随后开始合模，上模座1随着压机逐渐下降，安装在上模座1上的氮气弹簧12开始接触托料机构25上的垫块253，并压迫托料机构25向下运动。在托料机构25向下运动的过程中，螺旋弹簧256被逐渐压缩。氮气弹簧12的弹力设定得大于螺旋弹簧256的弹力，因此氮气弹簧12仍处于伸长状态，未被压缩。当托料机构25的墩死块257与压边圈2接触后，或者在墩死块257安装在压边圈2上时托料机构25与墩死块257接触后，造型部251上的造型面24A与压边圈上的造型面24B共同形成了完整的造型面24，托料机构25下压到底，同时待冲压板材位于压边圈2的造型面24上。此时托料机构25在压边圈2的缺口27中所处状态如图10所示，为了清晰，图10中省略了一个托料机构25以使托料机构25下方的零部件状态更加明了。在托料机构25下压过程中，由于墩死块257与螺旋弹簧256、限位螺栓254之间的特殊位置关系，使得托料机构25不会出现侧向滑移或者翻转，保证冲压质量。

然后上模座1继续向下运动，氮气弹簧12的弹力继续作用在托料机构25上并传递到压边圈2上。氮气弹簧12被设定为弹力与压边圈2的重力和小于顶杆作用在压边圈2上的支撑力，因此氮气弹簧12开始被压缩，直至板件被上模座1压紧。

上模座1继续向下运动，机床顶杆被下压，上模座1与压边圈2一起向下运动，凸模31伸入压边圈2内部，与凹模14共同作用将板材冲压拉延成型。此时，凹模14内的顶料销处于收缩状态。

完成冲压拉延后，凸、凹模分开，顶料销14伸出，将成型的冲压件从凹模14内顶出，避免因拉延深度过大或者形状复杂而造成冲压件吸附或者卡在上模座1上。随着上模座1与压机一起向上运动，氮气弹簧12逐步释放弹力至完全伸长，在此过程中螺旋弹簧256仍处于压缩状态，造型部251的造型面与压边圈2的造型面保持连续，冲压件仍贴在压边圈2上。

随着上模座1进一步上升，螺旋弹簧256开始释放弹力伸长，推动托料机构25上升，冲压件被托起离开压边圈2的造型面。待模具完全打开后，操作人员能够方便地拿起冲压件并移出模具，进入下一个工作周期。

在本实施例中，第一弹簧为螺旋弹簧256，采用螺旋弹簧的优势前面已经进行了描述，本领域普通技术人员也能够采用氮气弹簧等作为第一弹簧，但这会显著提高装配难度。在本实施例中，第二弹簧为氮气弹簧12，本领域普通技术人员也能够采用螺旋弹簧等作为第二弹簧，但这容易造成对冲压件表面质量的损伤。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对本实施例进行等效替换或者变型，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (5)

1.一种冷冲压拉延模具，其特征在于，包括：上模座、压边圈、下模座，所述下模座上设置有凸模，所述压边圈上具有缺口，所述缺口内设置有托料机构，所述托料机构具有造型部和下压部，所述托料机构下方设置有第一弹簧使得开模状态下所述造型部高于所述压边圈，所述上模座上设置有第二弹簧，在合模过程中所述第二弹簧下压所述下压部使得所述造型部与所述压边圈形成完整的造型面，所述压边圈与所述凸模之间的导滑机构分设在所述压边圈和所述下模座的长度方向上的两端，所述上模座与所述压边圈之间的导滑机构分设在所述上模座和所述压边圈宽度方向上的两侧，所述下模座上的顶杆过孔位于所述凸模的宽度方向上的两侧。

2.根据权利要求1所述的冷冲压拉延模具，其特征在于，所述上模座的凹模内设置有顶料销。

3.根据权利要求1所述的冷冲压拉延模具，其特征在于，还包括多个限位螺栓，所述第一弹簧为螺旋弹簧，所述限位螺栓穿过所述托料机构和所述第一弹簧后紧固到所述压边圈上。

4.根据权利要求3所述的冷冲压拉延模具，其特征在于，在所述托料机构下方，所述多个限位螺栓之间设置有墩死块。

5.根据权利要求4所述的冷冲压拉延模具，其特征在于，所述限位螺栓为三个，成等边三角形设置，所述墩死块安装在所述等边三角形中心位置，所述托料机构被造型使得所述墩死块所处位置恰好为所述托料机构的质心。