CN104174748A - 一种提高拉延零件刚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高拉延零件刚度的方法，利用拉延模具对板料进行拉延成型，在拉延模具上设置双拉延筋，靠近分模线的拉延筋为第一拉延筋，远离分模线的拉延筋为第二拉延筋，两条拉延筋的中心距L为30-50mm，第一拉延筋与分模线间的距离L2=15-25mm，两条拉延筋之间的平面部分尺寸L3>10mm，上模入模R角到第一拉延筋之间的平面为上模管理面，上模管理面的尺寸>5mm，拉延模具的拉伸高度为H3，拉延角度为A；本发明在拉伸零件过程中，不同阶段实现不同的锁紧力，保证零件初期拉伸时有较大锁紧力让板料产生较大变形，拉伸末期锁紧力减少容易进料，保证零件不会破裂，从而最大限度的保证零件拉伸刚度。

Description

一种提高拉延零件刚度的方法
技术领域
本发明涉及汽车加工领域，特别是涉及一种提高拉延零件刚度的方法。
背景技术
在汽车行业发展迅速，需求多元化的背景下，汽车的外观造型越来越流线型，设计也非常有个性。由于现阶段汽车外覆盖剂还大多采用的是钢板拉伸冲压而成，在追求外观的时尚性时，就对汽车模具的设计制作工艺提出了更大的挑战。
“刚度”这个概念就大量应用在汽车外覆盖件的品质判断中，所谓“刚度”就是钣金在承受外力时，抵抗外力，而不发生弹性变形的一种能力。如果外覆盖件刚度不足就容易产生塌陷、凹坑、型面波浪等一系列严重的外观问题。现在汽车设计的怪异化就导致大量外覆盖件的难度增加，拉伸冲压零件刚度出现不足的情况。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种拉伸工艺，用于提高零件的拉延工艺性，使零件拉伸充分变形，从而达到零件所期望的拉伸刚度。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提高拉延零件刚度的方法。
一种提高拉延零件刚度的方法，利用拉延模具对板料进行拉延成型，在拉延模具上设置双拉延筋，靠近分模线的拉延筋为第一拉延筋，远离分模线的拉延筋为第二拉延筋，两条拉延筋的中心距L为30-50mm，第一拉延筋与分模线间的距离L2＝15-25mm，两条拉延筋之间的平面部分尺寸L3>10mm，上模入模R角到第一拉延筋之间的平面为上模管理面，上模管理面的尺寸>5mm，拉延模具的拉伸高度为H3，拉延角度为A。
作为优选方式，所述拉延模具的拉伸高度H3>50mm，拉延角度A<30°。
作为优选方式，所述拉延角度A与L值成反比。
作为优选方式，当拉伸高度H3大于100mm，和/或拉延角度A<10°时，L≥50mm。
作为优选方式，第一拉延筋和第二拉延筋的高度分别为H2和H1，且H2>H1。
作为优选方式，H2＝1.2H1-2H1。
作为优选方式，H2和H1之间的比值与拉伸高度H3成反比，与拉延角度A成正比。
作为优选方式，拉伸高度H3与L值成正比。
作为优选方式，所述双拉延筋设置在上模和压边圈上。
作为优选方式，在拉伸初期时双拉延筋同时接触板料，产生两根拉延筋叠加的锁紧力，在板料拉伸过程中，板料逐渐向内流动(即向凸模方向流动)，而脱离外面的第二拉延筋后，变成单拉延筋锁紧，锁紧力减少，从而实现在拉伸零件过程中，零件初期拉伸时的锁紧力大于拉伸末期的锁紧力。
在拉伸零件过程中，不同阶段实现不同的锁紧力，保证零件初期拉伸时有较大锁紧力让板料产生较大变形，拉伸末期锁紧力减少容易进料，保证零件不会破裂，从而最大限度的保证零件拉伸刚度。
如上所述，本发明的提高拉延零件刚度的方法，具有以下有益效果：本发明根据具体零件的不同调整两根拉延筋之间的距离，在拉伸初期时双拉延筋同时接触板料产生的两根拉延筋叠加的锁紧力，在板料拉伸过程中，板料逐渐向内流动，而脱离外面的拉延筋后，锁紧就变成单拉延筋，锁紧力减少，从而实现在拉伸零件过程中，不同阶段实现不同的锁紧力，保证零件初期拉伸时有较大锁紧力让板料产生较大变形，拉伸末期锁紧力减少容易进料，保证零件不会破裂，从而最大限度的保证零件拉伸刚度。
附图说明
图1为现在多数轿车引擎盖的局部形状结构图。
图2为图1中A-A向的剖面图。
图3为现有技术中图1-2中的零件的拉延模具在拉延结束前100mm的拉延截面图。
图4为现有技术中图1-2中的零件的拉延模具在拉延结束前80mm的拉延截面图。
图5为现有技术中图1-2中的零件的拉延模具在拉延结束前50mm的拉延截面图。
图6为现有技术中图1-2中的零件的拉延模具在拉延结束前25mm的拉延截面图。
图7为本发明的拉延模具的拉延截面图。
图8为本发明的拉延模具在拉延初期的拉延截面图。
图9为本发明的拉延模具在拉延末期板料脱离第二拉延筋的拉延截面图。
图10为利用现有拉延方法的autoform CAE主应变分析图。
图11为利用本发明中的拉延方法的autoform CAE主应变分析图。
图12为本发明的主应变分析的取点位置图。
零件标号说明
1为上模(凹模)，2为下模(凸模)，3为拉延筋，31为第一拉延筋，32为第二拉延筋，4为板料，5为压边圈，6为分模线，7为上模管理面，8为上模入模R角。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图1和图2所示，现在多数轿车引擎盖的形状，中间很大面积区域比较平整，无什么特殊形状，两侧有个比较高的侧壁。
图3-6是图1和图2的零件的拉延模具在拉延到不同阶段的拉延截面图，其中1为上模(凹模)，2为下模(凸模)，从图中可以看出，该零件中间部分拉延变薄，只能在拉延初期压边圈和上模间增大对板料的流动阻力，把零件中间部分板料向外拉，增加中间部分零件的变形，以达到零件的期望刚度。从图中可以看出在拉延到结束前50mm左右时，板料已经和凸模大面积接触，并把产品上R角基本都拉伸出来了，这之后的拉伸由于凸模对板料的流动阻力加大，拉伸后期中间部分产品面不变形。这样要想拉伸充分就必须增加初期上模与压边圈对板料的阻力，但这样拉延就有一个矛盾问题，在拉延后期由于产品侧壁比较深，为了保证产品不破裂，需要外侧流入材料保证侧壁不破裂。这样一个矛盾的要求在现有工艺安排中难以实现，现有工艺只能做到拉延初期和后期压边圈对板料阻力一致，调试的临界点就是保证侧壁不破的状态尽量加大拉延筋阻力。针对该类零件的情况，中间部分的刚度情况都不理想。
参见图7，本实施例提供一种提高拉延零件刚度的方法，利用拉延模具对上述零件的板料4进行拉延成型，在拉延模具上设置双拉延筋3，靠近分模线6的拉延筋为第一拉延筋31，远离分模线的拉延筋为第二拉延筋32，考虑现场实际调试过程存在的一些不确定性和给现场调整留一定的安全裕度，L的设置需要大于30mm，保证L3部分10mm以上的空间，因此两条拉延筋的中心距L为30-50mm，综合考虑材料利用率的问题，L值不建议超过50mm。第一拉延筋与分模线间的距离L2＝15-25mm，两条拉延筋之间的平面部分尺寸L3>10mm，上模入模R角8到第一拉延筋之间的平面为上模管理面7，上模管理面的尺寸>5mm，拉延模具的拉伸高度为H3，拉延角度为A。
所述拉延模具的拉伸高度H3>50mm，拉延角度A<30°。
所述拉延角度A与L值成反比。即拉延角度A越小L值越大。
当拉伸高度H3大于100mm，和/或拉延角度A<10°时，L≥50mm。
第一拉延筋和第二拉延筋的高度分别为H2和H1，且H2>H1。
H2＝1.2H1-2H1。
H2和H1之间的比值与拉伸高度H3成反比，与拉延角度A成正比。即拉伸高度H3越大，拉延角度A越小时，H2和H1之间的比值会越小，反之亦然。
拉伸高度H3与L值成正比。即拉伸高度H3越大，L值越大。
所述双拉延筋设置在上模1和压边圈5上，即在上模和压边圈上分别对应设置双拉延筋。
在拉伸初期时双拉延筋同时接触板料，产生两根拉延筋叠加的锁紧力，在板料拉伸过程中，板料逐渐向内流动(即向凸模方向流动)，而脱离外面的第二拉延筋后，变成单拉延筋锁紧，锁紧力减少，从而实现在拉伸零件过程中，零件初期拉伸时的锁紧力大于拉伸末期的锁紧力。
在拉伸零件过程中，不同阶段实现不同的锁紧力，保证零件初期拉伸时有较大锁紧力让板料产生较大变形，拉伸末期锁紧力减少容易进料，保证零件不会破裂，从而最大限度的保证零件拉伸刚度。
如图8所示，在拉延初期，由于还没有拉延成型，板料还没有向中间流动，是两根拉延筋同时接触板料，这时的锁紧力是两条筋锁紧力之和，这时锁紧力强，对零件中间部分的拉伸效果是非常好的。当拉延深度不断加深后，板料向中间逐渐流动，板料逐渐脱离外侧的第二拉延筋(如图9所示)，这时的锁紧力就只有靠近内面的一条拉延筋(第一拉延筋)，对板料流动阻力减少，这样达到拉伸后期外侧进料补充侧壁的目的，保证零件不会破裂。
图10-11是利用现有拉延方法和利用本发明的拉延方法的autoform CAE主应变分析对比图。从图上的数值可以看出，改进后方案的主应变数值增加接近一倍，零件拉延变化更加的充分，零件刚度得到很大改善，满足零件的外观要求。
图12是利用现有拉延方法和利用本发明的拉延方法的autoform CAE主应变分析对比图的部分取点位置图。
下表是根据图12的取点，利用现有拉延方法和利用本发明的拉延方法的autoform CAE主应变分析对比表(都是在保证侧壁不破裂的极限状态下)。
从上表的分析结果可以看出，改进后方案的主应变数值增加接近一倍，零件拉延变化更加的充分，零件刚度得到很大改善，满足零件的外观要求，从而最大限度的保证零件拉伸刚度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种提高拉延零件刚度的方法，利用拉延模具对板料进行拉延成型，其特征在于：在拉延模具上设置双拉延筋，靠近分模线的拉延筋为第一拉延筋，远离分模线的拉延筋为第二拉延筋，两条拉延筋的中心距L为30-50mm，第一拉延筋与分模线间的距离L2＝15-25mm，两条拉延筋之间的平面部分尺寸L3>10mm，上模入模R角到第一拉延筋之间的平面为上模管理面，上模管理面的尺寸>5mm，拉延模具的拉伸高度为H3，拉延角度为A。
2.根据权利要求1所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：所述拉延模具的拉伸高度H3>50mm，拉延角度A<30°。
3.根据权利要求1所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：所述拉延角度A与L值成反比。
4.根据权利要求1所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：当拉伸高度H3大于100mm，和/或拉延角度A<10°时，L≥50mm。
5.根据权利要求1所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：第一拉延筋和第二拉延筋的高度分别为H2和H1，且H2>H1。
6.根据权利要求5所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：H2＝1.2H1-2H1。
7.根据权利要求5所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：H2和H1之间的比值与拉伸高度H3成反比，与拉延角度A成正比。
8.根据权利要求1所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：拉伸高度H3与L值成正比。
9.根据权利要求1所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：所述双拉延筋设置在上模和压边圈上。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的提高拉延零件刚度的方法，其特征在于：在拉伸初期时双拉延筋同时接触板料，产生两根拉延筋叠加的锁紧力，在板料拉伸过程中，板料逐渐向内流动，而脱离外面的第二拉延筋后，变成单拉延筋锁紧，锁紧力减少，从而实现在拉伸零件过程中，零件初期拉伸时的锁紧力大于拉伸末期的锁紧力。
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