CN103920779B - 一种复杂封闭型厚板件向内翻边的成形工艺及其模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复杂封闭型厚板件向内翻边的成形工艺及其模具。模具包括上模、下模、上刀块、下刀块、上压料芯和下压料芯等零件，为了解决其成形工艺方法和模具设计问题，将制件垂直翻边的一侧或两侧弯边向内90°，现将侧翻分二次进行，先翻45°再翻90°，翻后变成封闭形状，由于制件中间形状过于狭窄，腹板面为立体曲面，翻边线又呈凹曲线形状，采用斜锲结构根本无法实现，本发明利用上压料芯的型腔兜住制件立边，用以增加其抗失稳能力，当上模下行时，上下芯压料后，制件立边首先碰到下刀块的斜面，继之逐渐内翻为45°形状。利用同样结构，把下刀块45°改为水平形状，就可以内翻90°。

Description

一种复杂封闭型厚板件向内翻边的成形工艺及其模具

技术领域

本发明涉及一种冷冲压模具结构和冲压工艺。

背景技术

汽车上的异形厚板件，大多安装在汽车底盘上，下摆臂是最有代表性的零件，它的特征是：

形状特别复杂怪异，下摆臂平面形状近似为三角形，每个角都是和其他零件连接的接点，两个边有向内90°翻边，翻边后变成了封闭形状。该制件利用展开件经垂直翻边已经翻成了n型，接下来需要将向下的一侧或两侧弯边完成向内90°翻边，翻后制件变成封闭形状，由于制件中间形状过于狭窄，腹板面为立体曲面，翻边线呈大凹形，采用传统的斜锲结构根本无法实现。

制件材料很厚，t=3.5mm，冲压力很大，变形较困难；零件强度高，大多采用高括孔钢，这种材料有较高的延伸率，但它特别高的屈强比对变形也十分不利；

零件尺寸小，自动化要求高，粗、精二次定位、浮料装置和送料抓手都不好布置，模具结构安排困难。特别是左右件共模，切开工序提前进行时，模具设计常常会出现捉襟见肘的状况，设计要特别精心细致。

鉴于上述情况，国内大多采用十多工序简易模具逐渐成型，这样就很难采用自动化机床压件了，成型质量很差。目前，国内常常采取简化产品结构，降低产品性能的方法，例如把下摆臂的内翻边取消，腹板面形状简化，这无疑是一种无奈之举。

发明内容

本发明的目的在于针对异型厚板件现在无法进行封闭内翻的状况，提供一种新型的模具结构和工艺方法，用以解决下摆臂内翻的技术难关。

本发明采用的技术方案如下：

下摆臂内翻分两部进行，第一部先内翻45°，然后再翻成90°。内翻45°的模具，包括有上模、下模、上刀块、下刀块、上压料芯和下压料芯等零件，其特征在于：在所述下模的下刀块左边，安装有可以上下移动的下压料芯，下刀块在欲向内翻边的位置制成45°，在下刀块和下压料芯四周，设置了下模挡墙；在所述的上模中间安装有上压料芯，上压料芯周围在内翻位置制成与制件立边相符的型腔，上压料芯左边安有进行垂直翻边的上刀块，上刀块和上压料芯四周设置了上模挡墙。在下刀块的斜角上方，制件内部形成一个空腔，内翻时没有凸模支撑。

下压料芯的行程，恰好等于或略大于内翻时所需要的垂直行程，当模具打开放上制件时，其立边边缘应该不碰下刀块，间距要大于1mm。上压料芯型腔兜住制件的高度，在模具闭合时，与下刀块的间隙控制在0.5mm以内,以防止内翻时出现凸耳积瘤。

内翻边可以是一侧，也可以是左右两侧同时内翻，两侧同时内翻时。利用同样结构，将下刀块的45°斜面改为水平面，即成为内翻90°的模具。

本发明进一步提出复杂封闭型厚板件进行内翻的工艺过程如下：

模具打开，把n型制件放到升起的下压料芯上并定位；

上模开始下行，上压料芯兜住制件立边并和下压料芯压住制件腹板面，这时制件的立边边缘与下刀块的间隙1.0mm以上；

上模继续下行，上压料芯压缩并和上模墩死，下压料芯开始下降，最后和下模墩死，同时立边向内逐渐翻成45°；

利用同样的结构，把下刀块45°斜面改为水平面，就可以内翻成90°。

本发明有如下创新点：

制件的内翻，通常使用斜锲机构的滑块带动翻边凹模向内翻边，本工艺利用上下压料芯压件后下行，制件立边受压，边缘接触下刀块的45°斜面时，便逐渐完成内翻45°形状，翻边时下刀块上方没有模块支撑。

内翻时立边受压有可能失稳，如果在立边内布置凸模当然有力于翻边固形，但那样无法取件。现在立边外侧，利用上压料芯的型腔兜住制件的高度，可以增加其抗失稳的能力，内侧则出现一个空腔。另外，将下刀块的45°斜面改为水图平面就可完成90°内翻成型。内翻分两次进行，使得变形十分顺利，质量亦佳。

模具闭合时，上压料芯和下刀块的分型位置放在翻边的园角处，有效的避免了立边的失稳，间隙不能大，如果太大会出现积瘤，破坏了制件的外形。

本专利还把一个手工操作都很困难的内翻工件移置到自动压力机上，用传递模方法进行生产，效率提高数十倍。

附图说明

图1 为某车型悬挂系统下摆臂本体；

图2 为下摆臂本体内翻45°模具的结构示意图；

图3 为下摆臂本体内翻45°模具的开模状态示意图；

图4 为下摆臂内翻45°模具的刚开始内翻状态示意图；

图5 为下摆臂内翻45°模具闭合状态示意图；

图6 为下摆臂内翻90°模具闭合状态示意图；

图7 为下摆臂内翻45°模具闭合状态下模3D图；

图8 为下摆臂内翻90°模具闭合状态下模3D图。

图例说明:

1、模座 ；2、上刀块；3、上压料芯；4、上垫板；5、上氮气缸；6、下刀块： 7、下模座；8、下压料芯；9、下垫板； 10、下氮气缸；

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明做进一步的说明。

如图1所示是某车型悬挂系统下摆臂本体的简图，它和下摆臂封板扣合焊装后，安装在汽车下部，俗称下悬挂，其主要作用是连接和支撑汽车车身和减震器，缓冲汽车行驶中的震动。零件外形呈不规则三角形，三个角为连接节点，分别穿过园管或焊接园管，零件强度要求很高，其安装和活动空间很小，零件形状显得有些奇型怪状，因此，给模具设计制造带来很多困难。零件长度510 mm，弦高197mm，件厚3.5 mm，三个边都不是直线，均为Ｓ形，向下垂直翻边后，有二个边（勾与股边）再向内翻边90度，另一个边是弦，内凹半径很小，翻边时会破裂，需要翻一定高度，修边之后进行第二次翻边。零件材料为高扩孔钢,内部组织结构是铁素体+贝氏体，牌号是：BR600/780HE，屈服强度600～800 MPa, 抗拉强度≥780 MPa,扩孔率≥55％，断面收缩率≥12％,属于高精度高成型难度的“双高”零件。

图2是下摆臂内翻模具结构闭合状态示意图，其右侧将号边内翻45°，左侧将号边垂值向下翻边。

图3是下摆臂内翻模具结构打开状态示意图，在升起的下压料芯上置入要内翻的制件并定位。

图4是上下压料芯压住制件，上压料芯兜住制件的立边，将要被下压料芯顶起内收的示意图，这时制件的立边边缘与下刀块的间隙大于1.0mm以上。

图5是上模继续下行，上压料芯被顶死后，下压料芯开始下降，最后和下模墩死，同时逐渐内翻成45°的示意图，图中零件为上模座1、下模座7、上刀块2、下刀块6、上压料芯3、下压料芯8、上垫板4、下垫板9、上氮气缸5、下氮气缸10等零件。上模座1下面中间安装有上压料芯3和上刀块2，在上压料芯和上模座之间安装有上垫板4和上氮气缸5；在下模座7上面中间安装有下压料芯8，下压料芯右侧装有下刀块6，下刀块用螺销钉固定在下模座上，下压料芯和下模座之间安装有下垫板9和下氮气缸10。

图6是和边内翻90°的示意图。

图7和图8分别是下摆臂内翻45°和90°的3D图，传递模生产线下模带机床工作台把下摆臂左右件相对摆放实现共模，然后分六个工位，在2500吨自动压力机上，组成一条冲压线，从料片输入，直到压出合格的产品件，其速度每分钟可达25对零件。这些要求在本发明技术的支持下得以实现，可见其经济效益是十分显著的。 本发明可以完成各种封闭型零件的内翻工作，使得无法成形的难题得到彻底解决，不但降低了成本，提高了质量，还可以采用自动化传递模生产，效率提高数十倍。

Claims (5)

1.一种加工复杂封闭型厚板件内翻的模具，包括上模、下模、上刀块、下刀块、上压料芯和下压料芯，其特征在于：在所述下模的下刀块左边，安装有可以上下移动的下压料芯，下刀块在欲向内翻边的位置制成45°，在下刀块和下压料芯四周，设置了下模挡墙；在所述的上模中间安装有上压料芯，上压料芯周围在内翻位置制成符合制件立边的型腔，上压料芯左边安装有上刀块，上刀块和上压料芯四周设置了上模挡墙。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：上压料芯型腔兜住制件的高度，在模具闭合时，与下刀块的间隙控制在1.0mm以上，以防止内翻时出现凸耳积瘤；下压料芯的行程，恰好等于或略大于内翻时所需要的垂直行程。

3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于：内翻边可以是一侧，也可以是左右两侧同时进行。

4.根据权利要求1～2任一所述的模具，利用同样的结构，将下刀块的45°斜面改为水平面，即成为内翻90°的模具。

5.利用权利要求1～4之一所述的模具，实施向内翻边的工艺过程如下：

模具打开，把n型制件放到升起的下压料芯上并定位；

上模开始下行，上压料芯兜住制件立边并和下压料芯压住制件腹板面；

上模继续下行，上压料芯压缩并和上模墩死，下压料芯开始下降，最后和下模墩死，同时立边向内逐渐翻成45°或90°。