CN103831335B - 一种高张力板成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高张力板成型装置，其特征在于：包括上模座、上模压料板、上模成型冲头、下模成型公、下模座及下模压料板，其中，上述上模压料板与上模座连接，上模压料板的两侧设有上模成型冲头；上述下模压料板与下模座连接，下模压料板的中间设有下模成型公；上述下模成型公的两外侧壁分别设有至少二个凸包，上模成型冲头的两内侧壁对应凸包设有凹槽。本发明通过凸包结构使得折弯时，板料内部分子沿凸包外壁流动发生塑性变形，增加的凸包可以吸取折弯过程中堆积的材料，使折弯处板料张力分散，从而减少板料回弹；同时折弯时通过设置下模压料板及平衡块增加了折弯压力，减少折弯时出现起皱的情况。

Description

一种高张力板成型装置

技术领域

本发明涉及汽车零件成型设备，涉及冷冲压设备，特别指一种高张力板成型装置。

背景技术

现代汽车结构、性能和技术的重要发展方向是减重、节能、降低排放和提高安全性。汽车的质量和能源消耗成线性关系。据统计，汽车质量每降低1％则燃耗可降低0.6％～1.0％。能耗又与尾气排放密切相关。因此，汽车轻量化对节能和环保意义重大。为了适应现代汽车生产需要，板料供应商开发了具有成型性好、强度高等优点的高张力钢板。

高张力钢板是在原有钢板基础上添加固溶强化型元素(硅、锰等)和析出强化型元素(铌、钛等)，并在钢铁厂退火炉内连续退火而得到。它有着屈服点低的、复合成分多的特点。国际上对超轻钢汽车的研究ULSAB-AVC，把屈服强度在210-550N/mm²范围内的钢板称为高强度钢板；屈服强度大于550N/mm²的钢板称为超高强度钢板，高强度钢板与超高强度钢板属于高张力材料，高张力材料俗称“双高”材料，即抗拉极限高抗拉强度在600Mpa以上，因此利用高张力材料成型汽车零件时，成型压力高，对于折弯、拉延等成型工艺，普通材料出现的回弹、起皱在高张力材料上表现更为突出，对成型零件的精度造成很大影响。

针对上述技术问题，现有技术采用的一种方式如申请号为201110287803.6的中国发明专利“一种加工高张力板零件的成型模具”所公开的：通过将上模刀块及压料板设置为相互嵌合的台阶面形式，高张力板料设置在上述两台阶面之间，上模刀块及压料板相互压紧使板料折弯，上述两台阶面的嵌合形成锁死单元，从而使得在压料芯与锁死单元之间的板料得到充分的拉伸塑性变形，在一定程度上降低了材料的回弹量。

但是，在实际生产中采用上述两个相互镶嵌的台阶面结构作为锁死单元时，存在以下技术问题：

1、上述成型模具能在一定程度上解决高张力板回弹问题，其通过锁死单元使得高张力板折弯部分得到充分的拉伸塑性变形，从而减少回弹，但是从根本上讲，高张力板的整体材料并没有减少，折弯处发生塑性变形的材料分子向两侧流动，形成最直接的结果就是因材料堆积而产生起皱；

2、上述成型模具本质上属于一次拉延工艺，其拉延力小，对于厚度在1.5mm以上的高张力板，其拉延效果差，材料的回弹量大。

3、实际生产中，汽车的零部件往往都是不规则形状，很少为长方体或正方体，零件的外表面一般为复杂的曲面，零件的宽度不一，上述台阶面不适用于宽度不一的零件生产，因为在宽度很窄的部分没有空间留作台阶面；另外，采用台阶面成型的板材还要通过后续整形去掉台阶面，而对于长度较长的零件，形成的台阶面其整形难度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种设计巧妙，能够有效减少冲压板件的回弹和起皱，提供冲压板件精度的高张力板成型装置。

本发明采取的技术方案如下：一种高张力板成型装置，其特征在于：一种高张力板成型装置，其特征在于： 包括上模座、上模压料板、上模成型冲头、下模成型公、下模座及下模压料板，其中，上述上模压料板与上模座连接，上模压料板的两侧设有上模成型冲头；上述下模压料板与下模座连接，下模压料板的中间设有下模成型公；上述下模成型公的两外侧壁分别设有至少二个凸包，上模成型冲头的两内侧壁对应凸包设有凹槽；折弯时，上模压料板与下模成型公压住板料中间，上模成型冲头与下模压料板压住板料两侧，两者向下运动，使板料向下折弯，防止折弯时板料起皱，同时，板料内部分子沿凸包外壁流动发生塑性变形，使折弯处板料张力分散，减少板料回弹。

优选地，所述的上模压料板通过上模氮气弹簧连接在上模座上，上模座的下部连接上模固定板，上模固定板的下部开有定位凹槽，上模成型冲头嵌在上述定位凹槽内。

优选地，所述的所述的下模压料板通过下模氮气弹簧连接在下模座上。

优选地，所述的上模固定板与下模压料板之间设有平衡块，通过调整平衡块的高度，以便调节上模成型冲头与下模压料板之间的间隙，防止折弯成型时起皱。

优选地，所述的板材厚度为0.95-3.05mm；所述的上模成型冲头与下模压料板之间的间隙范围在在板料的负0.5mm至正3mm之间。

优选地，所述的凸包优选为5个；厚度范围为1-4mm；其长度范围为40-60mm，，各凸包之间的间隙与长度相等。

优选地，所述的凸包厚度优选为2mm，其长度优选为50mm。

优选地，所述的整形模包括整形上模座、整形脱料板、插块、下模座、下整形公及侧推公，其中，上述脱料板固定在上模座上，脱料板的两侧分别设有插块，插块的底面为倾斜面；上述下整形公固定在下模座上，下整形公的两侧设有侧推公，折弯后的板料放置在整形脱料板与下整形公之间，上模座向下运动时，有侧推公挤压板料的侧壁，以便整形板料侧壁上间隔分布的凸块。

优选地，所述的下整形公的两侧分别设有滑块，滑块固定在下模座上，滑块的内侧设有L型凹槽，该凹槽内固定有侧推公；滑块的外侧分别设有靠块，滑块与靠块之间留有间隙，滑块的侧面与顶面连接处为倾斜面，该倾斜面的倾斜角度与插块的倾斜面的倾斜角度相等；上模座向下运动时，插块插入滑块与靠块之间，使得滑块向内滑动，带动侧推公靠近下整形公，整形料板。

优选地，所述的脱料板与上模座之间设有上垫板。

本发明的有益效果在于：

1、本发明下模成型公的两外侧壁分别设有凸包，上模成型冲头的两内侧壁分别对应凸包设有凹槽，折弯时板料被压在凸包与凹槽之间，板料内部分子沿凸包外壁流动发生塑性变形，增加的凸包可以吸取折弯过程中堆积的材料，使折弯处板料张力分散，从而减少板料回弹；

2、同时设有下模压料板，折弯板料时，上模压料板与下模成型公压住板料中间，上模成型冲头与下模压料板压住板料两侧，两者向下运动，使板料向下折弯，板料的两侧向上翘起，形成第一次折弯，向下运动过程中，位于上模成型冲头与下模压料板之间的板料逐渐向外滑动，滑入上模成型冲头与下模成型公之间，上模成型冲头在向下运动过程中其侧壁将板料压向下模成型公，完成第二次折弯，由于上模成型冲头与下模压料板对板料的第一次折弯，且第一次折弯的方向与第二次折弯的方向相反，因此大大减少了板料内应力，使得第二次折弯完成后板料的回弹量减少，板料在上模压料板与下模成型公之间滑动形成一种压平效益，既能防止板料回弹又能提供折弯压力，实现厚度在1.5mm以上的高张力板的折弯，且使得板料折弯时其内部的材料分子仅在上模压料板与下模成型公之间的间隙流动，使材料分子的流动均匀，避免材料的堆积和起皱；

3、并且在上模成型冲头与下模压料板之间还设有平衡块，通过平衡块可以调整上模成型冲头与下模压料板之间的间隙，经过试验发现，将该间隙调整为板料厚度的负0.5mm至正3mm之间时，可保证板料不会出现因压力过小而起皱和因压力过大而破裂的情况，提高冲压件的精度；

4、另外，本发明在下模成型公两外侧壁及上模成型冲头的两内侧壁分别设有至少二个凸包及至少二个凹槽，既能分散折弯处的材料，同时化整为零，折弯后在零件的长边上形成多个间隔排列的凸块，而不是一整条凸块，减少了后续凸块整形的难度，相比较应用现有技术形成的一整条台阶面，整形难度大大降低。

附图说明

图1为本发明的折弯成型模的结构示意图。

图2是图1中A处的放大结构示意图。

图3是本发明折弯的工艺示意图。

图4是本发明最终成型的产品示意图。

图5是图1中下模成型公的结构示意图。

图6是图1中上模成型冲头的结构示意图。

图7是图1中上模压料板的结构示意图。

图8是图1中下模压料板的结构示意图。

图9为本发明的整形模的结构示意图。

图10是图9中脱料板的结构示意图。

图11是图9中下整形公的结构示意图。

图12是图9中侧推公的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至图12所示，一种高张力板成型装置，其特征在于：一种高张力板成型装置，其特征在于： 包括上模座11、上模压料板13、上模成型冲头20、下模成型公16、下模座17及下模压料板19，其中，上述上模压料板13与上模座11连接，上模压料板13的两侧设有上模成型冲头20；上述下模压料板19与下模座17连接，下模压料板19的中间设有下模成型公16；上述下模成型公16的两外侧壁分别设有至少二个凸包21，上模成型冲头20的两内侧壁对应凸包设有凹槽22；折弯时，上模压料板13与下模成型公16压住板料中间，上模成型冲头20与下模压料板19压住板料两侧，两者向下运动，使板料向下折弯，防止折弯时板料起皱，同时，板料内部分子沿凸包21外壁流动发生塑性变形，使折弯处板料张力分散，减少板料回弹。

优选地，所述的上模压料板13通过上模氮气弹簧12连接在上模座11上，上模座11的下部连接上模固定板14，上模固定板14的下部开有定位凹槽，上模成型冲头20嵌在上述定位凹槽内。

优选地，所述的所述的下模压料板19通过下模氮气弹簧18连接在下模座17上。

优选地，所述的上模固定板14与下模压料板19之间设有平衡块15，通过调整平衡块15的高度，以便调节上模成型冲头20与下模压料板19之间的间隙，防止折弯成型时起皱。

优选地，所述的板材厚度为0.95-3.05mm；所述的上模成型冲头20与下模压料板19之间的间隙范围在在板料的负0.5mm至正3mm之间。

优选地，所述的凸包21优选为5个；厚度范围为1-4mm；其长度范围为40-60mm，，各凸包21之间的间隙与长度相等。

优选地，所述的凸包21厚度优选为2mm，其长度优选为50mm。

优选地，所述的整形模包括整形上模座01、整形脱料板03、插块05、下模座010、下整形公04及侧推公08，其中，上述脱料板03固定在上模座01上，脱料板03的两侧分别设有插块05，插块05的底面为倾斜面；上述下整形公04固定在下模座010上，下整形公04的两侧设有侧推公08，折弯后的板料放置在整形脱料板03与下整形公04之间，上模座01向下运动时，有侧推公08挤压板料的侧壁，以便整形板料侧壁上间隔分布的凸块。

优选地，所述的下整形公04的两侧分别设有滑块07，滑块07固定在下模座010上，滑块07的内侧设有L型凹槽，该凹槽内固定有侧推公08；滑块07的外侧分别设有靠块06，滑块07与靠块06之间留有间隙，滑块07的侧面与顶面连接处为倾斜面，该倾斜面的倾斜角度与插块05的倾斜面的倾斜角度相等；上模座01向下运动时，插块05插入滑块07与靠块06之间，使得滑块07向内滑动，带动侧推公08靠近下整形公04，整形料板。

优选地，所述的脱料板03与上模座01之间设有上垫板02。

本发明的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种高张力板成型装置，其特征在于包括折弯成型模及整形模，其中，上述折弯成型模又包括上模座（11）、上模压料板（13）、上模成型冲头（20）、下模成型公（16）、下模座（17）及下模压料板（19），上述上模压料板（13）与上模座（11）连接，上模压料板（13）的两侧设有上模成型冲头（20）；上述下模压料板（19）与下模座（17）连接，下模压料板（19）的中间设有下模成型公（16）；上述下模成型公（16）的两外侧壁分别设有至少二个凸包（21），上模成型冲头（20）的两内侧壁对应凸包设有凹槽（22）；折弯时，上模压料板（13）与下模成型公（16）压住板料中间，上模成型冲头（20）与下模压料板（19）压住板料两侧，两者向下运动，使板料向下折弯，防止折弯时板料起皱，同时，板料内部分子沿凸包（21）外壁流动发生塑性变形，使折弯处板料张力分散，减少板料回弹，折弯后通过整形模将板料侧壁上的凸块整形，所述凸包（21）沿着下模成型公（16）的高度方向设置。

2.根据权利要求1所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的上模压料板（13）通过上模氮气弹簧（12）连接在上模座（11）上，上模座（11）的下部连接上模固定板（14），上模固定板（14）的下部开有定位凹槽，上模成型冲头（20）嵌在上述定位凹槽内。

3.根据权利要求2所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的下模压料板（19）通过下模氮气弹簧（18）连接在下模座（17）上。

4.根据权利要求3所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的上模固定板（14）与下模压料板（19）之间设有平衡块（15），通过调整平衡块（15）的高度，以便调节上模成型冲头（20）与下模压料板（19）之间的间隙，防止折弯成型时起皱。

5.根据权利要求4所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的 板料厚度为0.95-3.05mm 。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的凸包（21）为5个 ；厚度范围为1-4mm ；其长度范围为40-60mm，各凸包（21）之间的间隙与长度相等。

7.根据权利要求6所述的一种高张力板成型装置，其特征在于 ：所述的凸包（21）厚度为2mm，其长度为50mm。

8.根据权利要求1所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的整形模包括整形上模座（01）、整形脱料板（03）、插块（05）、下模座（010）、下整形公（04）及侧推公（08），其中，上述脱料板（03）固定在上模座（01）上，脱料板（03）的两侧分别设有插块（05），插块（05）的底面为倾斜面 ；上述下整形公（04）固定在下模座（010）上，下整形公（04）的两侧设有侧推公（08），折弯后的板料放置在整形脱料板（03）与下整形公（04）之间，上模座（01）向下运动时，有侧推公（08）挤压板料的侧壁，以便整形板料侧壁上间隔分布的凸块。

9.根据权利要求8所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的下整形公（04）的两侧分别设有滑块（07），滑块（07）固定在下模座（010）上，滑块（07）的内侧设有 L 型凹槽，该凹槽内固定有侧推公（08）；滑块（07）的外侧分别设有靠块（06），滑块（07）与靠块（06）之间留有间隙，滑块（07）的侧面与顶面连接处为倾斜面，该倾斜面的倾斜角度与插块（05）的倾斜面的倾斜角度相等 ；上模座（01）向下运动时，插块（05）插入滑块（07）与靠块（06）之间，使得滑块（07）向内滑动，带动侧推公（08）靠近下整形公（04），整形料板。

10.根据权利要求9所述的一种高张力板成型装置，其特征在于：所述的脱料板（03）与上模座（01）之间设有上垫板（02）。