CN105499431A - 汽车顶盖冲压成型工艺及修边整形复合模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车顶盖冲压成型工艺，包括拉延成形工序及其后的修边+整形工序，在所述拉延成形工序中，在汽车顶盖的顶部与尾部之间的交接位置形成正R角，在所述修边+整形工序中，对所述正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状。本发明还提供了一种修边整形复合模具。本发明能够降低汽车顶盖冲压成型过程中的顶部与尾部的交接位置的开裂风险。

Description

汽车顶盖冲压成型工艺及修边整形复合模具

技术领域

本发明涉及汽车覆盖件冲压领域，具体涉及汽车顶盖冲压成型工艺及用于汽车顶盖的修边整形复合模具。

背景技术

汽车覆盖件的冲压工艺方案设计是根据产品结构形状和技术要求确定拉延、修边、冲孔、翻边、整形等工序的先后顺序及各工序的具体内容。一般来说，在制定生产工艺方案时，冲压工序越少，零件定位精度就越高，前期模具工装开发成本及后期生产成本越低。但是，冲压工序数的减少必然会使单序工作内容增加，因此工艺方案确定的同时也给模具结构设计也提出了更高的要求。

以冲压工艺而言,汽车外覆盖件与其他冲压件相比具有材料薄,形状复杂,且多为立体曲面,表面质量及精度要求高等特点,外覆盖件的好坏将直接影响整车的外观和质量。

为保证零件达到较高精度要求，零件冲压成形过程中的不同工序间需要有统一的定位基准，同时要保证生产时定位的准确性和稳定性，从而降低生产多工序成型造成的累积误差，提高零件精度。

现有技术方案中，汽车顶盖成型工艺过程主要包括拉延、修边冲孔、翻边整形等工作内容，具体为：第一序中主要为拉延成形，得到过渡的半成品制件，第二序为修边冲孔，后序进行翻边整形等。

现有技术中对于汽车顶盖的尾部与顶部相交接的位置处的成形主要通过两种方案：

现有方案一：在第一序拉延模具中直接拉延成形，一步到位。该方案的缺点在于，当整体拉延深度较大时，尾部与顶部相交接位置造型圆角偏小，成形时料流进入较慢，中间区域成形困难容易开裂。

现有方案二：在第一序中拉延成形出过渡造型，然后在后序中通过整形实现。其中第一序进行拉延、第二序修边，汽车顶盖的尾部与顶部相交接处的整形在第三序或者后序中进行。该方案的缺点在于，尾部与顶部相交接处的整形在拉延、修边之后的工序进行，导致后序模具冲压工作内容增加，容易造成模具工序数增加，进而导致工装成本及后期生产成本增加。

另一方面，现有技术方案中用于生产汽车顶盖的坯料拉延成形后，将在第二序中进行周圈修边及冲孔工作内容，而顶盖由坯料拉延成形后为一个带有初步造型轮廓的整体制件，在第二序中只能通过拉延成形制件的轮廓造型进行定位。

由于产品造型各不相同，当拉延深度较浅或轮廓造型相对简单时，单一的型面定位容易出现定位不准、稳定性及生产一致性差的问题，影响零件最终精度。

发明内容

本发明的目的是降低汽车顶盖的尾部与顶部的交接位置的开裂风险，同时合理设置工序内容从而减少工序数、节约成本。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一方面，提供了一种汽车顶盖冲压成型工艺，包括拉延成形工序及其后的修边+整形工序，在所述拉延成形工序中，在汽车顶盖的顶部与尾部之间的交接位置形成正R角，在所述修边+整形工序中，对所述正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状。

作为优选方案，在所述拉延成形工序中，在坯料线处形成翻孔，所述翻孔作为所述修边+整形工序中的定位孔，所述翻孔所在位置在所述修边+整形工序中作为废料被切除。

作为优选方案，所述翻孔位于所述坯料线的长边两端。

作为优选方案，在拉延前，所述翻孔在坯料线内侧的投影为1/2圆，随着所述坯料的拉延收缩，拉延成形后所述翻孔在水平面内的投影位于所述坯料线内侧的部分减小至大于等于1/3圆同时小于1/2圆。

作为优选方案，所述修边+整形工序中，在所述坯料线的宽边侧留有废料。

作为优选方案，所述修边+整形工序完成后，进行修边+整形+侧整形工序。

作为优选方案，在修边+整形+侧整形工序中，所述汽车顶盖的顶部采用正压料芯压料，所述汽车顶盖的尾部端头采用侧压料芯压料，所述汽车顶盖的尾部两侧采用正整形成形，所述汽车顶盖的尾部中间部分采用侧整形成形。

作为优选方案，所述修边+整形+侧整形工序完成后，进行冲孔+整形工序。

另一方面，提供了用于汽车顶盖的修边整形复合模具，包括上模座、下模座、安装在所述下模座上的修边凸模、安装在所述上模座上的修边凹模和整形镶块，所述整形镶块为具有第一立壁和第二立壁的槽形结构，所述第二立壁支撑在所述修边凹模上，合模时，所述第一立壁对所述汽车顶盖的顶部与尾部的交接位置的正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状。

作为优选方案，上述用于汽车顶盖的修边整形复合模具还包括尾部压料芯、尾部氮气弹簧、顶部压料芯、顶部氮气弹簧，所述尾部压料芯被限定在所述整形镶块的槽内并能够在所述槽内上下滑动，所述尾部氮气弹簧在工作时作用在所述尾部压料芯上以提供尾部压料力，所述顶部压料芯安装在所述上模座上，所述顶部氮气弹簧安装在所述上模座与所述顶部压料芯之间，所述顶部氮气弹簧的行程大于所述尾部氮气弹簧的行程。

本发明的实施例利用第二道工序对顶部和尾部交接位置进行整形，整形后产品造型在第一道工序中形成的圆角减小且具有台阶造型，解决了拉延直接成形若压料力大则易造成交接位置开裂的问题，也解决了若压料力小则会出现板料流动性差，板料成形不充分的问题，可在保证不增加工序数的条件下，有效实现充分成形，提高零件刚性有效避免回弹。第二序中所采用的汽车顶盖修边整形复合模具可有效实现尾部修边、整形同时实现，避免增加模具工序数，降低模具工装成本。

进一步地，利用拉延成形工序中形成的坯料线处的翻孔为下一工序的定位孔，与定位销配合实现高精度的定位，避免了利用轮廓造型定位时由于轮廓形状不统一而造成定位不准、稳定性及生产单一性差的问题，而且翻孔所处区域为废料区，修边后被切除，不会影响零件质量。

进一步地，在拉延成形过程中，随着材料的收缩，翻孔的投影由1/2圆向着1/3圆减小，既能够满足冲压开始时的精确定位要求，又能够避免在拉延成形完成后翻孔所处区域的废料被卡在定位销上导致废料无法脱落。

进一步地，在周圈修边及尾部与顶部交接位置整形工序中，在坯料线的宽边侧留有废料待后序切除，能够保证废料排出顺畅。

进一步地，在修边+整形+侧整形工序中，针对不同的位置采用不同的压料方式及整形方式，能够使得汽车顶盖的尾部充分成形，且成形后不易变形，制件刚性强度好。

进一步地，顶部氮气弹簧的行程大于尾部氮气弹簧的行程，能够保证顶部压料芯先于尾部压料芯与制件接触进行压料，有利于具有复杂形状的尾部及顶部与尾部的交接位置的充分成形。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的实施例做进一步详细说明，其中:

图1是本发明的实施例的修边整形复合模具合模后的立体图，其中上模座被省略；

图2是本发明的实施例的修边整形复合模具的尾部压料芯的立体图；

图3是本发明的实施例的修边整形复合模具的尾部压料芯与整形镶块配合的立体图；

图4是本发明的实施例的修边整形复合模具的尾部压料芯与修边凹模配合的立体图；

图5是沿图1中的T-T线的剖视图；

图6是沿图1中的L-L线的剖视图；

图7是本发明的实施例的汽车顶盖冲压成型工艺中的第一序完成后的坯料俯视图；

图8是本发明的实施例的汽车顶盖冲压成型工艺中的第二序完成后的坯料俯视图；

图9是汽车顶盖在本发明的实施例的汽车顶盖冲压成型工艺中的第二序中的形变示意图；

图10是本发明的实施例的汽车顶盖冲压成型工艺中的第三序完成后的坯料俯视图；

图11是图10中的坯料的局部放大立体图；

图12是是本发明的实施例的汽车顶盖冲压成型工艺中的第四序完成后的制件俯视图。

附图标记说明：01、制件，02、坯料线，03、翻孔，04、分模线，05、到底标记，06、废料，07、顶部，08、尾部，081、整形前交接位置，082、整形后交接位置，09、整形侧整形分界线，010、侧压料分模线，11、下模座，12、修边凸模，21、修边凹模，31、顶部压料芯，32、顶部氮气弹簧，4、整形镶块，41、第一立壁，42、第二立壁，51、尾部压料芯，52、尾部氮气弹簧，53、限位螺栓，541、侧导板，542、导板，9、废料刀，

具体实施方式

参考图1，本实施例的用于汽车顶盖的修边整形复合模具包括上模座、下模座11、修边凸模12、修边凹模21、整形镶块4、顶部压料芯31、顶部氮气弹簧32等，其中修边凸模12安装在下模座11上，修边凹模21、整形镶块4、顶部压料芯31安装在上模座上，顶部氮气弹簧32安装在上模座与顶部压料芯31之间。为了清晰，图1中将上模座省略。顶部压料芯31用于冲压时对汽车顶盖的顶部压料，顶部氮气弹簧32作用在顶部压料芯31上用于提供顶部压料力。

参考图2，尾部压料芯51用于汽车顶盖的尾部压料，尾部氮气弹簧52在工作时作用在尾部压料芯51上提供尾部压料力。

参考图2、图3、图4，整形镶块4为具有第一立壁41和第二立壁42的槽形结构。其中，第一立壁41用于对汽车顶盖的顶部与尾部的交接位置进行整形，第二立壁42用于与修边凹模21的安装面接触从而起到安装支撑作用。尾部压料芯51通过限位螺栓53被限定在整形镶块4的槽内，并能够在槽内上下滑动，限位螺栓53穿过尾部压料芯51上的过孔后固定在整形镶块4的底面上，用于控制尾部压料芯51的运动行程。侧导板541固定在尾部压料芯51的两端，与该处对应位置的修边凹模21的内侧面上的导滑面配合导向，导板542固定安装在尾部压料芯51的两侧，与整形镶块4的第一立壁41、第二立壁42的内侧导滑面配合导滑导向。尾部氮气弹簧52固定安装在整形镶块4的内部底面上。

参考图5、图6，整形镶块4的第二立壁42支撑在修边凹模21上，合模时，整形镶块4的第一立壁41与修边凸模12配合对汽车顶盖的顶部与尾部的交接位置的正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状。顶部氮气弹簧32的行程大于尾部氮气弹簧52的行程，从而在合模过程中顶部压料芯31先于尾部压料芯51与制件接触进行压料，有利于具有复杂形状的尾部及顶部与尾部的交接位置的充分成形。

在以下所描述的汽车顶盖冲压成型工艺中，共包括四个工序：

第一序，如图7所示，拉延成形工序。在此工序中，在坯料线02处形成翻孔03，翻孔03作为后续工序中的定位孔，并且在此工序中汽车顶盖制件01的顶部与尾部的交接位置形成图9中所示的整形前交接位置81的造型。坯料线02为拉延成形前坯料的边缘线，并且为了清晰，在图7中将翻孔03表示为一个完整的圆孔。事实上，在拉延前，翻孔03在坯料线02内侧的投影为1/2圆(此时坯料为一块水平板件)，随着坯料的拉延收缩，拉延成形后翻孔03在水平面内的投影位于坯料线02内侧的部分减小至大于等于1/3圆(此时坯料主体的制件01为曲面)，这种拉延成型后翻孔03减小至小于1/2圆的优点在于，在后序使用定位销配合翻孔03进行定位时，带有翻孔03的区域的废料不会卡在定位销上，因此废料能够顺利排出。在本实施例中，翻孔03为四个，位于坯料线02的长边两端，有利于后续工序的精确定位，降低制件01的曲面形状带来的对定位的不利影响。分模线04为拉延成形模具中压边圈与凸模的分界线。拉延成形工序结束后，在制件01上会形成上模座下移到位的到底标记05。

参考图8，第二序为修边+整形工序，该工序的主要工作内容为周圈修边及尾部与顶部交接位置整形，能够通过如上所述的修边整形复合模具实现。通过上一工序的拉延成形，坯料线02的形状轮廓会改变，如图8中虚线所示。在第二序中，利用型面定位与翻孔定位相结合的方式实现制件01的精确定位，提高定位精度，避免了利用轮廓造型定位时由于轮廓形状不统一而造成定位不准、稳定性及生产单一性差的问题。定位后，对制件01进行周圈修边，并对制件01的尾部08与顶部07交接的位置进行整形。其中，顶部07指的是汽车顶盖的顶部造型面部分，尾部08指的是汽车顶盖的顶部07以下用于与周边部件实现连接的部分。在整车中，顶部07可见，尾部08不可见。在第二序中，翻孔03所在位置作为废料被废料刀9切除，不会影响零件质量。但为了保证废料排出顺畅，在坯料线02的宽边侧留有废料06。

参考图9，该图以立体图的方式表明了整形前后汽车顶盖的顶部07与尾部08的交接位置的形状变化。在拉延成形工序中，在汽车顶盖的顶部07与尾部08之间的交接位置的形状如整形前交接位置081所示，形成正R角，而在修边+整形工序中，整形镶块4的第一立壁41与修边凸模12配合对正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状，如整形后交接位置82所示。

完成第二序的模具具体工作过程为：修边整形复合模具的上模座逐渐向下运动，顶部压料芯31开始与汽车顶盖的顶部07接触进行压料，随后顶部氮气弹簧32开始逐渐压缩提供顶部压料力。上模座继续向下运动一段距离，例如10mm，然后尾部压料芯51开始与汽车顶盖的制件01的尾部08接触压料，随后尾部氮气弹簧52逐渐压缩提供尾部压料力，防止尾部压料芯51两侧整形、修边时制件01出现板料攒动。然后上模座继续向下运动，周圈修边凹模21与修边凸模12配合将尾部压料芯51外侧的废料切断，翻孔03位置也作为废料被切除从而完成定位使命。同时，整形镶块4的第一立壁41对整形前交接位置081进行整形，直至模具闭合完成修边、整形，整形后交接位置082的造型即为产品所需造型。因此可以理解为，在拉延成形工序中所形成的整形前交接位置081的造型为过渡造型，整形后产品造型使得在第一道工序中形成的圆角减小且具有台阶造型，解决了拉延直接成形若压料力大则易造成交接位置开裂的问题，也解决了若压料力小则会出现板料流动性差，板料成形不充分的问题，可在保证不增加工序数的条件下，有效实现充分成形，提高零件刚性有效避免回弹。而第二序中所采用的汽车顶盖修边整形复合模具可有效实现尾部修边、整形同时实现，避免增加模具工序数，降低模具工装成本。

参考图10，在完成第二序后，进入第三序：修边+整形+侧整形工序。在该工序中，对第二序中剩余的废料06进行修边切除，对汽车顶盖的两侧进行整形。为了保证良好的整形效果，尾部08的造型采用整形(特指正整形)+侧整形的方式成形。汽车顶盖的制件01的顶部07采用正压料芯压料，尾部08的尾部端头采用侧压料芯压料，尾部两侧采用正整形成形，尾部中间部分采用侧整形成形。在制件01上，在尾部08位置处由于正整形与侧整形工作内容的不同在两者之间会存在一条整形侧整形分界线09，即图11中的线bc和线fg，而由于压料方式的不同也会产生一条侧压料分模线010，即图11中的线dh。本实施例在第三序中所采用的成形方式能够使尾部08充分成形，成形后不易变形且制件刚性强度好。

参考图11，在该图中，为了清晰，将顶部07与尾部08之间的分界线标记为线ae，将侧压料分模线标记为dh，将两条整形侧整形分界线分别重新标记为线bc和线fg，因此，区分出了：线ae上方的顶盖顶部，标记为D区；线dh下方的尾部端头，标记为E区；线abcd左侧的尾部一侧，标记为A区；线efgh右侧的尾部另一侧，标记为C区，A区与C区统称为尾部两侧；线bfgc所围的尾部中间部分，标记为B区。上文所述的整形、侧整形、压料、正压料分别在各区内进行。

参考图12，修边+整形+侧整形工序完成后，进入第四序：冲孔+整形工序，在该序中对汽车顶盖的制件01两侧的卡爪进行整形，对汽车顶盖的尾部08上的安装孔进行冲孔，对汽车顶盖的尾部端头，即图9中的E区，进行整形，最终制得所需的汽车顶盖。

虽然本发明是根据上述实施例进行详细描述的，但本发明的保护范围并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够很容易地对上述实施例进行等效修改或等同替换，但并不离开本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，包括拉延成形工序及其后的修边+整形工序，在所述拉延成形工序中，在汽车顶盖的顶部与尾部之间的交接位置形成正R角，在所述修边+整形工序中，对所述正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状。

2.根据权利要求1所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，在所述拉延成形工序中，在坯料线处形成翻孔，所述翻孔作为所述修边+整形工序中的定位孔，所述翻孔所在位置在所述修边+整形工序中作为废料被切除。

3.根据权利要求2所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，所述翻孔位于所述坯料线的长边两端。

4.根据权利要求2所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，在拉延前，所述翻孔在坯料线内侧的投影为1/2圆，随着所述坯料的拉延收缩，拉延成形后所述翻孔在水平面内的投影位于所述坯料线内侧的部分减小至大于等于1/3圆同时小于1/2圆。

5.根据权利要求1所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，所述修边+整形工序中，在所述坯料线的宽边侧留有废料。

6.根据权利要求1所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，所述修边+整形工序完成后，进行修边+整形+侧整形工序。

7.根据权利要求6所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，在修边+整形+侧整形工序中，所述汽车顶盖的顶部采用正压料芯压料，所述汽车顶盖的尾部端头采用侧压料芯压料，所述汽车顶盖的尾部两侧采用正整形成形，所述汽车顶盖的尾部中间部分采用侧整形成形。

8.根据权利要求7所述的汽车顶盖冲压成型工艺，其特征在于，所述修边+整形+侧整形工序完成后，进行冲孔+整形工序。

9.一种用于汽车顶盖的修边整形复合模具，包括上模座、下模座、安装在所述下模座上的修边凸模、安装在所述上模座上的修边凹模和整形镶块，其特征在于，所述整形镶块为具有第一立壁和第二立壁的槽形结构，所述第二立壁支撑在所述修边凹模上，合模时，所述第一立壁对所述汽车顶盖的顶部与尾部的交接位置的正R角进行整形使其成为具有负R角的台阶形状。

10.根据权利要求9所述的用于汽车顶盖的修边整形复合模具，其特征在于，还包括尾部压料芯、尾部氮气弹簧、顶部压料芯、顶部氮气弹簧，所述尾部压料芯被限定在所述整形镶块的槽内并能够在所述槽内上下滑动，所述尾部氮气弹簧在工作时作用在所述尾部压料芯上以提供尾部压料力，所述顶部压料芯安装在所述上模座上，所述顶部氮气弹簧安装在所述上模座与所述顶部压料芯之间，所述顶部氮气弹簧的行程大于所述尾部氮气弹簧的行程。