CN107088618B - 一种斜楔式预延伸拉延模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉延模，尤其是涉及一种斜楔式预延伸拉延模。一种斜楔式预延伸拉延模，包括凹模、凸模和压料圈，通过在压料圈上设置下活动压料板，凹模上设置上活动压料板，下活动压料板上设有上斜楔导板，凸模上设置下斜楔导板，通过上斜楔导板和下斜楔导板的相互配合，拉延成型时斜楔辅助拉延机构驱动下活动压料板运动，通过同步机构实现上活动压料板和下活动压料板的同步运动，保证板料拉延成型时，上、下活动压料板夹住板料同时辅助拉伸，保证材料充分流动且变形均匀；上斜楔导板和下斜楔导板之间预留有运动间隙，保证压机气垫预启动和预加速时，活动压料板不运动，通过调整上斜楔导板和下斜楔导板在冲压方向上的相对距离，可以调整运动间隙的大小。

Description

一种斜楔式预延伸拉延模

技术领域

本发明涉及一种拉延模，尤其是涉及一种斜楔式预延伸拉延模。

背景技术

目前，我国汽车市场趋于饱和，各大汽车品牌竞争日趋白热化，加之日益严苛的环保要求，各汽车厂商当前面临的一大课题就是全价值链降成本。对于车身外覆盖件而言，在满足板料质量的大前提下，提高材料利用率是首当其冲的要求。传统冲压工艺中，通常是优化工艺补充面、降低拉延深度及优化排样等措施来提升材料利用率，目前浅拉延薄板外覆盖件最常见的问题是刚性不足，刚性不足会造成车辆行驶时躁动现象，导致行驶噪音加大，为避免冲压成形时产生刚性不足的问题，要求拉延深度不能太浅，这对材料利用率的提高又带来了很大的瓶颈。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种斜楔式预延伸拉延模，该拉延模能同时有效地提高板料刚性和材料利用率。

本发明采用的技术方案是：一种斜楔式预延伸拉延模，包括凹模、与凹模配合的凸模和用于压住板料的压料圈，其特征在于：所述压料圈上设有下活动压料板，所述凹模设有与下活动压料板相配合的上活动压料板，所述上活动压料板和下活动压料板之间设有同步机构，所述下活动压料板与凸模之间设有辅助拉延机构，所述辅助拉延机构包括设置在下活动压料板内侧面上的上斜楔导板和设置在凸模外侧面上的下斜楔导板，所述下斜楔导板和上斜楔导板相配合。

作为优选，所述上斜楔导板上与下斜楔导板相对应配合面的下部设有向下倾斜的斜面，所述下斜楔导板上与上斜楔导板相对应配合面的上部设有向下倾斜的斜面，所述上斜楔导板与下斜楔导板的斜面倾斜角度相等。

作为优选，所述上斜楔导板和下斜楔导板相互之间设有运动间隙。

作为优选，所述上活动压料板通过压板和导板设置在凹模上，所述上活动压料板上设有水平设置的上复位氮气缸，所述上复位氮气缸的活塞杆抵靠在凹模侧面上。

作为优选，所述下活动压料板通过压板和导板设置在压料圈上，所述下活动压料板上设有水平设置的下复位氮气缸，所述下复位氮气缸的活塞杆抵靠在压料圈的侧面上。

作为优选，所述同步机构包括设置在上活动压料板上的上卡键和设置在下活动压料板上的下卡键，所述上卡键上与下卡键相对应面的下部设有倒角，所述下卡键上与上卡键相对应面的上部设有倒角，所述上卡键与下卡键的倒角方向相同且角度相等。

本发明取得的有益效果是：通过在压料圈上设置下活动压料板，凹模上设置上活动压料板，下活动压料板上设有上斜楔导板，凸模上设置下斜楔导板，通过上斜楔导板和下斜楔导板的相互配合，拉延成型时斜楔辅助拉延机构驱动下活动压料板运动，通过同步机构实现上活动压料板和下活动压料板的同步运动，保证板料拉延成型时，上、下活动压料板夹住板料同时辅助拉伸，保证材料充分流动且变形均匀，使其刚度得到提升，且同时提高材料利用率；上斜楔导板和下斜楔导板之间预留有运动间隙，保证压机气垫预启动和预加速时，活动压料板不运动，通过调整上斜楔导板和下斜楔导板在冲压方向上的相对距离，可以调整运动间隙的大小。

附图说明

图1为现有单动拉延模的原理简图；

图2为传统拉延工艺简图；

图3为本发明的拉延模的原理简图；

图4为本发明的拉延工艺简图；

图5为本发明的结构示意图；

图6为凹模压料面与压料圈刚接触时的状态图；

图7为上、下活动压料板刚开始动作时的状态图；

图8为上、下活动压料板向外运动结束时的状态图；

图9为凹模和凸模完全合模时的状态图；

图10为凹模与上活动压料板的连接示意图；

图11为凹模结构示意图；

图12为上活动压料板的结构示意图；

图13为压料圈与下活动压料板的连接示意图；

图14为压料圈结构示意图；

图15为下活动压料板的结构示意图；

图16为凸模结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

本发明的拉延模主要应用于浅拉延薄料厚(料厚小于1mm)的车身外覆盖件的拉延工序，要求应用的零件板料造型平缓，曲率半径较大、自身对称且形状规则。车身外覆盖件当中：顶盖、机罩外板等零件属于典型的浅拉延板料，其中顶盖形状对称且最接近矩形，通常顶盖部分区域在拉延时容易塑性变形不充分，从而导致板料刚性不足。本发明以顶盖单动拉延模为例说明。

如图1所示，传统的单动拉延模包括凹模1(上模)、凸模2(下模)、托杆腿3(与压料圈采用一体或分体式设计)和压料圈4，结合图2所示，凹模1的压料面和压料圈4压住板料10的压料面102，分模线101之外的压料面102由一系列过渡连续的曲面构成。通常拉延深度要足够深才能保证板料的材料充分变形，而拉延深度越深，材料利用率越低。

如图4所示，本发明中将压料面102分成了四个部分：其中长边两侧对称的103为活动压料面，其余两处104为固定压料面；结合图3所示，本发明的拉延模在压料圈4长边两侧对称增设两个下活动压料板6，在凹模1对应位置上增设两个上活动压料板5，上活动压料板5和下活动压料板6压住板料10的两个长边的活动压料面103，另外两个短边的固定压料面104被凹模2和压料圈4压住。上活动压料板5和下活动压料板6通过同步机构实现同步运动，在下活动压料板5与凸模2之间设有辅助拉延机构，通过辅助拉延机构在拉延过程中带动下活动压料板5和下活动压料板6向外运动，从而实现对板料10的两侧夹料辅助拉伸，以使得板料10的材料的充分延展，塑性变形尽量大，以使其刚度得到提升，且同时提高材料利用率。本发明是在板料10的两个长边对称设置辅助拉延机构，根据不同板料的形状和材料性能，也可以同时在多个对称面上设置辅助拉延机构，实现对板料10多个方向的同时拉伸。

如图5-9所示，本发明的斜楔式预延伸拉延模，包括凹模1、凸模2、托杆腿3和压料圈4，凹模1安装在压机滑块上，凸模2安装在压机工作台上，压机的气垫顶杆顶靠在压料圈4的托杆腿3上。其中压料圈4的压料面和凹模1的压料面贴合，压料面上设置有拉延筋，用于在拉延及辅助延伸过程中控制板料10的流入。运动过程中凹模1会随滑块会逐渐将压料圈4顶至下死点(图9状态)，之后滑块带动凹模1脱模并上行至滑块上死点，重复下一个行程。

结合图10-12所示，凹模1长边两侧对称设有上活动压料板5，上活动压料板5通过压板11(及侧导板)和导板12设置在凹模1上，压板11和导板12通过螺栓固定在凹模1上，上活动压料板5上设有水平设置的复位氮气缸52，复位氮气缸52的活塞杆抵靠在凹模1上顶块14上，用于凹模1合模后上行过程中上活动压料板5的复位动作，复位后上活动压料板5由安装在凹模1上的上限位块13限位。上活动压料板5上还设有上卡键51，用于和下活动压料板6上的下卡键61配合，实现上活动压料板5和下活动压料板6的同步运动。

上卡键51和下卡键61共同构成同步机构，上卡键51上与下卡键61相对应的配合面的下部设有倒角，下卡键61上与上卡键52相对应的配合面上部设有倒角，这样能够保证下活动压料板6开始运动时，上活动压料板5不立即运动，只有走完倒角间隙之后才会同步运动，同时设计倒角的目还便于上活动压料板5和下活动压料板6初始接触或脱离接触时更容易。

如图13-16，在压料圈4上长边对称的两侧设有与上活动压料板5相配合的下活动压料板6，下活动压料板6和上活动压料板5的位置相对应，下活动压料板6通过压板(及侧导板)11和导板12设置在压料圈4上，压板(及侧导板)11通过螺栓固定在下活动压料板6的两侧的压料圈4上，导板12通过螺栓固定在压料圈4上，下活动压料板可沿着压料圈4上的导板12滑动；下活动压料板6上设有水平设置的下复位氮气缸62，下复位氮气缸62的活塞杆抵靠在压料圈4侧面下顶块41上，下复位氮气缸62用于凹模1合模结束后上行过程中下活动压料板6的复位动作，复位后下活动压料板6由安装在压料圈4上的下限位块42限位；

在下活动压料板6与凸模2之间设有辅助拉延机构(图中下活动压料板单侧采用三组辅助拉延机构)，辅助拉延机构采用一组或多组斜楔导板式结构，每一组辅助拉延机构包括一块上斜楔导板71和一块下斜楔导板72，上斜楔导板71通过螺栓固定设置在下活动压料板6内侧面上，下斜楔导板72通过螺栓固定设置在凸模2外侧面(主筋侧壁)上，下斜楔导板72和上斜楔导板71相对面相互配合，带动下活动压料板6沿着压料圈4上的导板12运动，上斜楔导板71上与下斜楔导板72相对应配合面的下部设有向下倾斜的斜面，下斜楔导板72上与上斜楔导板71相对应配合面的上部设有向下倾斜的斜面，上斜楔导板72与下斜楔导板71的斜面倾斜方向相同角度相等，通过压料圈4下行过程中下斜楔导板72和上斜楔导板71的斜面相互贴合，带动下活动压料板6在压料圈4内沿导板12滑动一定行程，初始时上斜楔导板71和下斜楔导板72相互之间在冲压方向上设有运动间隙8，目的是压机气垫在预启动和预加速过程，保证下活动压料板6不运动；上斜楔导板71通过螺栓固定连接在下活动压料板6内侧面上，下斜楔导板72使用螺栓固定在凸模2外侧面(主筋侧壁)上，可以通过调整上斜楔导板71和下斜楔导板72在冲压方向上的相对距离来实现运动间隙8大小的调整。为减少磨损，上述斜楔导板一块使用铜合金制成，另一块使用45钢制成。

本发明的工作过程是：

如图5所示为凹模1和凸模2还未接触之前的状态，压料圈4被作用于托杆腿3上的压机气垫顶杆顶起，此时上卡键51和下卡键61未开始咬合，下活动压料板6被复位氮气缸62顶回至图示状态(由压料圈上的下限位块41限位)，上活动压料板5被复位氮气缸52顶回至图示初始位置(由凹模上的上顶块13限位)；

通常压机气垫除了会将压料圈4顶起至板料10高于凸模2最高点以外，还会继续顶起一段预加速和预启动的行程以使气垫压力稳定，即压料圈的行程由两部分组成：拉延工作要求的行程以及预加速和预启动的行程；即在压料圈4顶起的过程中，上斜楔导板72和下斜楔导板71逐渐脱离接触并产生图4所示间隙8；

如图6所示，凹模1下行至其压料面开始接触压料圈4的状态，即上活动压料板5和下活动压料板6开始接触，此时上卡键51和下卡键61已经咬合，板料10在位于压料面102上已经开始成形拉延筋(用以控制板料的流入)，由于上斜楔导板71和下斜楔导板72设有运动间隙8，下活动压料板6并未开始向外运动，直至图6所示状态。

如图7所示，凹模1接触压料圈4并继续下行至图示状态，根据前述可知，压料圈4被顶起的行程包括拉延工作要求的行程以及预加速和预启动的行程；压料圈下行过程即为上述两个行程的反推，即压料圈4在预加速和预启动的这段下行过程中，上斜楔导板71和下斜楔导板72没有接触，在此过程中间隙8逐步减小；待压料圈4的预加速和预启动结束后，上斜楔导板71和下斜楔导板72之间的间隙8减少为零，其斜面开始接触，即下斜楔导板72开始推动下活动压料板6运动。由上述可知间隙8的目的是：滞后下活动压料板6开始向外运动的时间点，另外，在后期生产调试时，通过在斜楔导板与挂台接触面处加垫片方式，可以调整上斜楔导板71或下斜楔导板72在冲压方向上的相对高度，来控制下活动压料板6开始运动的时间点。

在图7-图8过程中，凹模1接触压料圈4继续下行，上斜楔导板71和下斜楔导板72的斜面接触推动下活动压料板6和上活动压料板5向外侧运动，即进行对板料10的夹料辅助延伸，在此过程中上复位氮气缸52和下复位氮气缸62开始受压缩；直至图7状态所示，上斜楔导板71和下斜楔导板72斜面部分接触结束，上活动压料板5和下活动压料板6向外运动的动作停止，即夹料辅助延伸的动作结束，此时上复位氮气缸52和下复位氮气缸62受压缩达到最大值。通过在上斜楔导板71或下斜楔导板72后部加设垫片或更换不同角度的斜楔导板，来实现调节上活动压料板5和下活动压料板6向外运动的行程的目的；

此时，拉延过程尚未全部结束，凹模1继续下行，上斜楔71和下斜楔72的直面部分开始接触，上活动压料板5和下活动压料板6不再向外运动，仅起压料作用，直至图8所示模具闭合状态，凹模1下行至与凸模2合模状态，即板料拉延完成，此时上斜楔71和下斜楔72有一段直面接触量；拉延完成后取板料时，通常为了防止板料吸附在凸模上，气垫要将压料圈上的板料顶起5-20mm后抓取板料，上述直面接触量就是保证在取件上升的这段行程内，活动压料板不运动，以防止拉延筋将板料顶变形。

本发明中，通过一组或多组斜楔导板组件驱动对称设置在两侧的上活动压料板5和下活动压料板6共用夹料向外运动，在此过程中，凸模2开始接触板料，即板料拉延成形同时进行；即达到本发明所述的拉延成型过程中，两侧同时辅助延伸板料的目的，使板料10得到尽可能多的延伸。

Claims (3)

1.一种斜楔式预延伸拉延模，包括凹模(1)、与凹模(1)配合的凸模(2)和用于压住板料(10)的压料圈(4)，其特征在于：所述压料圈(4)上设有下活动压料板(6)，所述凹模(1)上设有与下活动压料板(6)相配合的上活动压料板(5)，所述上活动压料板(5)和下活动压料板(6)之间设有同步机构，所述下活动压料板(6)与凸模(2)之间设有辅助拉延机构，所述辅助拉延机构包括设置在下活动压料板(6)内侧面上的上斜楔导板(71)和设置在凸模(2)外侧面上的下斜楔导板(72)，所述下斜楔导板(72)和上斜楔导板(71)相配合；

所述上斜楔导板(71)上与下斜楔导板(72)相对应配合面的下部设有向下倾斜的斜面，所述下斜楔导板(72)上与上斜楔导板(71)相对应配合面的上部设有向下倾斜的斜面，所述上斜楔导板(71)与下斜楔导板(72)的斜面倾斜角度相等；所述上斜楔导板(71)和下斜楔导板(72)相互之间设有运动间隙(8)；

所述同步机构包括设置在上活动压料板(5)上的上卡键(51)和设置在下活动压料板(6)上的下卡键(61)，所述上卡键(51)上与下卡键(61)相对应面的下部设有倒角，所述下卡键(61)上与上卡键(51)相对应面的上部设有倒角，所述上卡键(51)与下卡键(61)的倒角方向相同且角度相等。

2.根据权利要求1所述的斜楔式预延伸拉延模，其特征在于：所述上活动压料板(5)通过压板(11)和导板(12)设置在凹模(1)上，所述上活动压料板(5)上设有水平设置的上复位氮气缸(52)，所述上复位氮气缸(52)的活塞杆抵靠在凹模(1)侧面上。

3.根据权利要求1所述的斜楔式预延伸拉延模，其特征在于：所述下活动压料板(6)通过压板(11)和导板(12)设置在压料圈上，所述下活动压料板(6)上设有水平设置的下复位氮气缸(62)，所述下复位氮气缸(62)的活塞杆抵靠在压料圈的侧面上。