CN107716686A - 汽车覆盖件拉伸工艺及拉伸模具 - Google Patents

汽车覆盖件拉伸工艺及拉伸模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆工程技术领域，特别是涉及一种汽车覆盖件拉伸工艺及拉伸模具。该拉伸工艺用于板料的拉伸，对板料施加的两个拉伸方向不同的组合拉伸，组合拉伸包括同时施加的正拉伸方向拉伸和侧拉伸方向拉伸，所述正拉伸方向拉伸为垂直于板料外观棱线的冲压拉伸，所述侧拉伸方向拉伸为由板料侧面施加的侧向拉伸。本发明的有益效果是：通过对板料的侧向直接增设一个拉伸力实现板料拉伸方向的调整，在同一工序中同时对板料进行两个方向的拉伸成型，增大了拉伸角度，避免板料在拉伸成型过程中破裂，提高了产品质量。

Description

汽车覆盖件拉伸工艺及拉伸模具
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，特别是涉及一种汽车覆盖件拉伸工艺及拉伸模具。
背景技术
随着汽车行业的迅速发展，需求的多元化，汽车的外观造型越来越流线型，设计也非常丰富。目前，汽车外覆盖件大多采用的还是钢板拉伸冲压工艺，在追求外观的时尚性时，传统的钢板拉伸冲压工艺以及拉伸模具无法满足需求。
汽车外覆盖件的制造一般需要3至5道工序，而第一道工序就是将板料拉伸成型，若首倒工序就产生瑕疵，剩下的几道工序更是无法加工，工件报废，浪费材料。汽车外覆盖件采用采用传统的钢板拉伸冲压工艺加工十分困难，特别是一些复杂形状的汽车外覆盖件，如汽车行李箱的内外板、汽车背门的外板等部件，如图1所示，该类覆盖件呈倒V型结构，若采用传统的拉伸冲压工艺，在第一道工序进行板料拉伸成型时，为了保证车身外观棱线不产生滑移，零件拉伸的冲压方向垂直于外观棱线11，但仅仅采用这一个冲压方向，不仅工件的区域A无法拉延成型，而且由于工件的拉伸角度太小使得工件容易破裂，产品质量难以保证。
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汽车覆盖件拉伸工艺及拉伸模具，用于解决现有技术中汽车行李箱的内外板、汽车背门的外板在拉伸成型过程中容易破裂，产品质量差等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种汽车覆盖件拉伸工艺，用于板料的拉伸，对板料施加的两个拉伸方向不同的组合拉伸，组合拉伸包括同时施加的正拉伸方向拉伸和侧拉伸方向拉伸，所述正拉伸方向拉伸为垂直于板料外观棱线的冲压拉伸，所述侧拉伸方向拉伸为由板料侧面施加的侧向拉伸。
本发明的有益效果是：通过对板料的侧向直接增设一个拉伸力实现板料拉伸方向的调整，在同一工序中同时对板料进行两个方向的拉伸成型，增大了拉伸角度，避免板料在拉伸成型过程中破裂，提高了产品质量。
进一步，所述侧拉伸方向与板料侧面的法向平行，侧拉伸方向与板料的法向平行，使得侧拉伸方向直径垂直于板料的表面，避免在板料的表面留下滑移线，减少板料表面缺陷。
进一步，所述板料与侧拉伸方向形成的拉伸角度大于所述板料与正拉伸方向形成的拉伸角度，通过侧向拉伸增大了拉伸角度，避免板料因拉伸角度过小而破裂，提高了产品质量。
为达到前述同样的目的，本发明还提供一种用于实施上述汽车覆盖件拉伸工艺的拉伸模具，包括上模座和下模座，所述上模座上设有侧拉延刀块和上模，所述侧拉延刀块位于上模的一侧，并能够伸缩穿过上模的侧面，所述下模座上设有用于与上模配合进行板料冲压拉伸的凸模，所述凸模与侧拉延刀块相对的侧面上设有用于与侧拉延刀块配合进行板料侧拉伸的内凹部，所述上模座下行带动侧拉延刀块和上模同时与凸模配合完成板料的拉伸成型。
本发明的有益效果是：模具结构简单紧凑，运行稳定灵活，通过同一套模具使得板料在同一工序中实现了两个方向的拉伸成型，提高了板料的成型质量。
进一步，所述侧拉延刀块通过侧拉伸斜楔滑块安装在上模座上，所述下模座上设有驱动侧拉伸斜楔滑块水平左右移动的驱动块，所述侧拉伸斜楔滑块带动侧拉延刀块伸缩穿过上模。
进一步，所述驱动块为斜楔结构，所述侧拉伸斜楔滑块底部的一端为与驱动块配合的斜面，所述侧拉延刀块安装在所述侧拉伸斜楔滑块底部的另一端，并穿过上模的侧面与凸模配合进行板料的侧向拉伸。
采用上述进一步方案的有益效果是：侧拉伸斜楔滑块设置与驱动块配合的斜面，使得侧拉伸斜楔滑块在向下运动过程中，同时通过驱动块驱动实现水平运动，使得侧拉延刀块实现侧向拉伸。
进一步，所述侧拉延刀块倾斜设置，并与板料侧面的法向平行，侧拉延刀块与板料侧面的法向平行设置，使得侧拉延刀块由垂直于板料表面的方向进入，避免在板料表面留下滑移线的表面缺陷。
进一步，所述侧拉延刀块倾斜设置，并与水平面形成大于45°的夹角，采用该结构便于避让其它部件，有利于降低结构设计和制造的难度。
进一步，所述下模座上设有用于支撑板料的压边圈，所述压边圈位于上模的下方，所述上模下行与压边圈配合压紧板料。
进一步，所述凸模为倒V型结构，所述上模为与凸模形状配合的倒V型结构，所述上模上开设有用于侧拉延刀块伸缩穿过上模的退刀孔。
进一步，所述退刀孔内留设有用于侧拉延刀块伸出或缩回的退让间隙。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在上模的侧向上设置退刀孔，并且留设退让间隙，避免侧拉延刀块在进入或退出时和其它部件造成干涉，使得各个部件之间可以顺利的运行。
附图说明
图1显示为汽车覆盖件的结构示意图；
图2显示为本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺的拉伸方向示意图；
图3显示为本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺和传统拉伸工艺的拉延面品缺陷对比图；
图4显示为本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺和传统拉伸工艺的FLD破裂对比图；
图5显示为本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺和传统拉伸工艺的变薄率对比图；
图6显示为本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺和传统拉伸工艺的冲击线对比图；
图7显示为本发明实施例的拉伸模具的第一工作状态示意图；
图8显示为图7中局部B的放大示意图；
图9显示为本发明实施例的拉伸模具的第二工作状态示意图；
图10显示为本发明实施例的拉伸模具的第三工作状态示意图；
图11显示为本发明实施例的拉伸模具的第四工作状态示意图；
图12显示为本发明实施例的侧拉延刀块的退刀示意图。
零件标号说明
1 板料；
11 外观棱线；
21 正拉伸方向；
22 侧拉伸方向；
3 侧拉延刀块；
4 上模座；
41 上模；
411 退刀孔；
412 拉延筋；
5 侧拉伸斜楔滑块；
51 斜面；
6 下模座；
61 凸模；
7 压边圈；
8 驱动块；
81 斜楔结构。
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。
需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于汽车覆盖件的生产制造，特别是应用于汽车行李箱的内外板、汽车背门的外板等形状复杂类似倒V型结构零部件的第一道拉伸成型工序中。板料在加工成最终零部件的过程中，一般第一道工序为拉伸工序，完成第一道工序后再进行后续加工，而本发明是解决了板料在第一道拉伸工序中容易破裂、面品凹陷等问题，提高了产品质量。
如图1和图2所示，本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺，主要用于板料的拉伸，板料1的首道工序为拉伸成型工序，在拉伸成型工序中，对板料1施加两个拉伸方向不同的组合拉伸，组合拉伸包括同时施加的向正拉伸方向21的拉伸和向侧拉伸方向22的拉伸，其中，正拉伸方向21为垂直于板料外观棱线11的冲压拉伸，侧拉伸方向22为由板料1侧面施加的侧向拉伸，侧拉伸方向与板料1侧面的法向平行，侧拉伸方向采用与板料1侧面的法向平行，使得侧拉伸的进入方式是以垂直于板料1侧表面进入，避免在板料的表面留下滑移线的表面缺陷，提高产品质量。当只施加正向拉伸方向21时，板料1需要加工的成型区域A相对于正拉伸方向的拉伸角度为β；当增加侧拉伸方向22后，板料1需要加工的成型区域A相对于侧拉伸方向的拉伸角度为α，板料1与侧拉伸方向22形成的拉伸角度α大于板料1与正拉伸方向21形成的拉伸角度β，增大了拉伸角度，避免了板料因拉伸角度太小而破裂的问题。在本实施例中，侧拉伸方向22沿板料1侧表面的法向进入时，拉伸角度α为59°，拉伸角度β为14°，增设侧拉伸方向，增大了拉伸角度的大小。
如图3至图6所示，通过CAE仿真系统对采用本发明实施例的汽车覆盖件拉伸工艺和采用传统拉伸工艺的产品参数进行了仿真模拟。如图3所示，附图中的白色亮点为面品凹陷点，左图中本实施例的拉伸工艺拉伸时，板料的区域A几乎没有凹陷点，右图中传统拉伸工艺拉伸时，板料的区域A的相同位置的凹陷点较多；如图4所示，附图中的白色区域为板料A区域中破裂风险区，左图中本实施例的拉伸工艺拉伸时，板料的区域A几乎没有破裂风险区，右图中传统拉伸工艺拉伸时，板料的区域A的相同位置破裂风险区较大，破裂风险高；如图5所示，左图中本实施例的拉伸工艺拉伸板料和右图中传统拉伸工艺拉伸板料相比，两种拉伸工艺拉伸时，通过本实施例拉伸工艺拉伸的板料的A区域上的变薄率数值低于通过传统拉伸工艺拉伸的板料的A区域上相同位置的变薄率数值，本实施拉伸工艺拉伸出的板料的A区域变薄率数值小，承受能力强；如图6所示，左图中本实施例的拉伸工艺拉伸时，板料的A区域几乎没有冲击线，右图中传统拉伸工艺拉伸时，板料的A区域冲击线明显，板料表面质量差。
上述拉伸工艺通过以下拉伸模具进行实施，如图7至图12所示，本发明实施例的拉伸模具包括上模座4和下模座6，上模座4上设有侧拉延刀块3和上模41，侧拉延刀块3位于上模41的一侧，并能够伸缩移动穿过上模41的侧面，下模座6上设有用于与上模41配合进行板料1冲压拉伸的凸模61，凸模61与侧拉延刀块3相对的侧面上设有用于与侧拉延刀块3配合进行板料1侧拉伸的内凹部，上模座4下行带动侧拉延刀块3和上模41同时与凸模61配合完成板料1的拉伸成型。其中，侧拉延刀块3通过侧拉伸斜楔滑块5安装在上模座4上，侧拉伸斜楔滑块5能够水平左右滑动地安装在上模座4上，侧拉延刀块3安装在侧拉伸斜楔滑块5上。凸模61为倒V型结构，凸模61与侧拉延刀块3相对的侧面上设置内凹部，上模41也为与凸模61形状配合的倒V型结构，上模41上开设有用于侧拉延刀块3穿过的退刀孔411，侧拉伸斜楔滑块5带动侧拉延刀块3在退刀孔411内进退。侧拉伸斜楔滑块5和上模41之间留设有侧拉伸斜楔滑块5运行的间隙，退刀孔411内留设有用于侧拉延刀块3前进伸出或后退缩回的退让间隙，侧拉延刀块3和退刀孔411采用间隙配合，为侧拉延刀块3提供进退空间，通过设置退让间隙，使得退刀孔411为侧拉延刀块3提供的进退距离S大于或等于侧拉延刀块3的自身进退行程，使得侧拉延刀块13前进穿过退刀孔411与凸模配合侧拉伸时也与上模41之间留有间隙，避免侧拉延刀块3在进退过程中和上模或其它部件干涉，有利于侧拉延刀块3稳定的运行，并且各个部件互不干扰，提高拉伸模具运行的稳定性。
如图7至图12所示，下模座6上设有用于驱动侧拉伸斜楔滑块5水平左右移动的驱动块8，驱动块8固定安装在下模座6上，驱动块8驱动侧拉伸斜楔滑块5水平左右移动，从而带动侧拉延刀块3伸出或缩回退刀孔411。驱动块8为斜楔结构，侧拉伸斜楔滑块5底部的一端向下延设有凸出部，凸出部为与驱动块8配合的斜面51，侧拉延刀块3安装在侧拉伸斜楔滑5块底部的另一端。当上模座4带动侧拉伸斜楔滑块5下行和驱动块8接触时，上模座4继续下行，在驱动块8的作用下，使得侧拉伸斜楔滑块5受到一个水平向右的分力从而实现侧拉伸斜楔滑块5的沿着上模座4水平向右移动，侧拉伸斜楔滑块5便带动侧拉延刀块3前进伸出退刀孔411后与凸模61配合进行板料1的侧向拉伸，侧拉延刀块3倾斜设置，并与板料1侧面的法向平行，实现板料1的侧向拉伸；或侧拉延刀块3倾斜设置，并与水平面形成大于45°的夹角γ，侧拉伸方向与水平方向的夹角γ采用大于45°的结构设计，有利于避让模具的其它部件，降低了结构设计以及加工的难度。当完成侧向拉伸后，上模座4上行带动侧拉伸斜楔滑块5与驱动块8脱离，侧拉伸斜楔滑块5便沿着上模座4水平向左移动复位，侧拉延刀块3缩回退出退刀孔411。下模座6上设有用于支撑板料1的压边圈7，压边圈7位于上模41的下方，压边圈7能够升降的安装在下模座6上，上模41下行与压边圈7配合压紧板料1。当上模41下行时，便施加压力使得压边圈7下降直至低于凸模61，上模41的底部设有拉延筋412，压边圈7的顶部设有与拉延筋412配合凹槽，通过设置拉延筋412调整进料阻力，调整板料的流入，提高板料的拉伸成型质量。
其工作过程为：将板料1放在压边圈7上，上模座4下行，带动上模41和侧拉伸斜楔滑块5一同下行，当上模41和压边圈7接触时，上模座4继续下行到侧拉伸斜楔滑块5的斜面51和驱动块8的斜楔结构81接触，上模座4继续下行，在驱动块8的作用下侧拉伸斜楔滑块5水平左右移动，从而实现侧拉延刀块3侧向进入上模41的退刀孔411中，对板料1施加侧向拉伸力，并与凸模61侧面的内凹部配合进行板料1的侧向拉伸成型，同时上模41也压住板料1的外观棱线11对板料施加正向冲压拉伸，使得板料同步实现正向冲压拉伸和侧向拉伸，完成板料的拉伸成型，最后通过下模座6上的顶杆或氮气缸驱动压边圈上升顶出板料。
本发明通过在同一套模具的同一步工序中对板料进行两个方向的同步拉伸成型，增大了拉伸角度，减小了板料成型的滑移线、冲击线、破裂、面品凹陷等缺陷，提高了产品质量，降低了成本。
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)

1.一种汽车覆盖件拉伸工艺，用于板料的拉伸，其特征在于：对板料施加两个拉伸方向不同的组合拉伸，组合拉伸包括同时施加的正拉伸方向拉伸和侧拉伸方向拉伸，所述正拉伸方向拉伸为垂直于板料外观棱线的冲压拉伸，所述侧拉伸方向拉伸为由板料侧面施加的侧向拉伸。
2.根据权利要求1所述的汽车覆盖件拉伸工艺，其特征在于：所述侧拉伸方向与板料侧面的法向平行。
3.根据权利要求1所述的汽车覆盖件拉伸工艺，其特征在于：所述板料与侧拉伸方向形成的拉伸角度大于所述板料与正拉伸方向形成的拉伸角度。
4.一种用于权利要求1至3任一项所述汽车覆盖件拉伸工艺的拉伸模具，其特征在于：包括上模座和下模座，所述上模座上设有侧拉延刀块和上模，所述侧拉延刀块位于上模的一侧，并能够伸缩穿过上模的侧面，所述下模座上设有用于与上模配合进行板料冲压拉伸的凸模，所述凸模与侧拉延刀块相对的侧面上设有用于与侧拉延刀块配合进行板料侧拉伸的内凹部，所述上模座下行带动侧拉延刀块和上模同时与凸模配合完成板料的拉伸成型。
5.根据权利要求4所述的拉伸模具，其特征在于：所述侧拉延刀块通过侧拉伸斜楔滑块安装在上模座上，所述下模座上设有驱动侧拉伸斜楔滑块水平左右移动的驱动块，所述侧拉伸斜楔滑块带动侧拉延刀块伸缩穿过上模。
6.根据权利要求5所述的拉伸模具，其特征在于：所述驱动块为斜楔结构，所述侧拉伸斜楔滑块底部的一端为与驱动块配合的斜面，所述侧拉延刀块安装在所述侧拉伸斜楔滑块底部的另一端，并穿过上模的侧面与凸模配合进行板料的侧向拉伸。
7.根据权利要求6所述的拉伸模具，其特征在于：所述侧拉延刀块倾斜设置，并与板料侧面的法向平行。
8.根据权利要求6所述的拉伸模具，其特征在于：所述侧拉延刀块倾斜设置，并与水平面形成大于45°的夹角。
9.根据权利要求4所述的拉伸模具，其特征在于：所述下模座上设有用于支撑板料的压边圈，所述压边圈位于上模的下方，所述上模下行与压边圈配合压紧板料。
10.根据权利要求4所述的拉伸模具，其特征在于：所述凸模为倒V型结构，所述上模为与凸模形状配合的倒V型结构，所述上模上开设有用于侧拉延刀块伸缩穿过上模的退刀孔，所述退刀孔内留设有用于侧拉延刀块伸出或缩回的退让间隙。
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