CN108620486B - 一种防卡料装置及采用该装置的拉延模具 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出一种防卡料装置及采用该装置的拉延模具，通过该防卡料装置可以有效解决钣金件被卡在上模本体上的问题，同时还可以减少或避免钣金件意外变形及划伤的情况。本发明的防卡料装置包括本体，本体朝向板料的一侧突出而形成压料块，压料块的底面高于本体的底面，从而在压料块的下方形成容置板料的空间；该防卡料装置还包括用于将本体向板料方向推动的压料驱动机构以及用于将本体向背离板料方向推动的松料驱动机构。采用上述防卡料装置的拉延模具包括上模本体、下模及防卡料装置，下模包括下模本体、成型凸模和下压边圈；防卡料装置的本体活动安装于下压边圈的顶面，上模本体的底部在对应于防卡料装置的位置设有避让凹部。

Description

一种防卡料装置及采用该装置的拉延模具

技术领域

本发明属于冲压技术领域，涉及到该领域中的拉延工艺中的拉延模具，更具体地说，本发明涉及一种防卡料装置及采用该装置的拉延模具。

背景技术

拉延是利用拉延模使平面板料变为开口空心件的冲压工序。 拉延可以制成筒形、阶梯形、球形及其他复杂形状的薄壁零件。而汽车本身具有一定的空间形状，所以汽车覆盖件绝大多数形状都是通过一道拉深工序成形的。故拉延模具是汽车覆盖件模具的重要组成部分，也是生产汽车车身的主要工艺设备。

板材成形过程中，当外载荷卸除之后，由于弹性变形区材料的弹性回复以及塑性变形区中材料弹性变形部分的弹性回复，使其形状、尺寸都发生与加载时变形方向相反变化，而此时，板料并没有脱开拉延模具的上模本体型腔，进而导致成型后的零件被卡在拉延模具的上模本体之中。此时，若在线生产人员若未发现此问题而继续生产，则上模本体与下模之间生产的板料厚度将成倍增加，进而导致压机或者模具损坏，给生产带来了非常不利的影响。上述问题的具体原理如下：

为解决拉延模的上模本体卡料问题，通常采用在上模垫板2的下方通过弹簧3安装上压边圈4，具体结构如图1所示，拉延模具包含上模本体1、上模垫板2、弹簧3、上压边圈4、成形凸模5、下模本体6、下压边圈7、顶杆8和板料9。

如图2所示，首先，压机的气垫对顶杆8施加一定的力量，通过力量的传导，使得下压边圈7被顶起。然后板料9放在下压边圈7上，上模本体1向下运动，板料被上模本体1和下压边圈7夹持住。

如图3所示，上模本体1继续向下运动，板料9受下压边圈7和上模本体1之间的夹持力影响，开始产生塑形变形，直至成型凸模5和上模本体1压力达到一定值，板料9成型为最终钣金件形状。

如图4所示，压机带动上模本体1向上运动，因气垫对顶杆8施加一定的力量，通过力量的传导，使得下压边圈7被顶起，进而使得板料9成型的最终钣金件形状脱离下模本体6，此时，上压边圈4对最终钣金件施加一定的力量，并一直保持至上模本体1脱开压边圈7，因上压边圈4一直对最终钣金件施加力，钣金件被顶出上模本体1并最终停留在压边圈7之上。

上述方案在拉延过程中，上模型腔内的板料9会产生形状变更及移动，而此时，上压边圈4已经作用至板料9之上，随着板料9的形状变更及移动，上压边圈4必然在板料9滑动，进而导致板料9上产生滑动痕迹，此缺陷对制件有重大影响，一些全型面的外板件甚至会因为此缺陷而批量报废。

其次，若上压边圈4弹力较小，若零件变形较大，上压边圈4将无力将板料9成型出的最终零件9推出上模本体1的型腔，若此时，生产人员未发现此问题而继续生产，则上模本体1与下模本体6之间生产的板料9厚度将成倍增加，进而导致压机或者模具损坏，给生产带来了非常不利的影响。

另外，若一味的增加上压边圈4的弹力，因板料9最终成型件与下模本体6脱开后，压板料7依然与上模本体1直接接触，上压边圈4的弹力全程施加在板料9最终成型件上，进而导致零件整体发生变形，影响零件质量及尺寸精度。

近几年来，技术人员对此问题进行了大量的技术攻关和总结，但此问题依然未能得到有效的解决。

发明内容

本发明的目的是提出一种防卡料装置及采用该装置的拉延模具，通过该防卡料装置可以有效解决钣金件被卡在上模本体上的问题，同时还可以减少或避免钣金件意外变形及划伤的情况。

本发明的防卡料装置用于布置在拉延模具上，以防止板料被卡住；该防卡料装置包括本体，所述本体朝向板料的一侧突出而形成压料块，所述压料块的底面高于本体的底面，从而在压料块的下方形成容置板料的空间；该防卡料装置还包括用于将本体向板料方向推动的压料驱动机构以及用于将本体向背离板料方向推动的松料驱动机构。

采用上述防卡料装置的拉延模具结构如下：包括上模本体、下模及防卡料装置，所述下模包括下模本体、成型凸模和利用顶杆活动支撑于下模本体上的下压边圈；关键在于所述本体活动安装于下压边圈的顶面，所述上模本体的底部在对应于防卡料装置的位置设有避让凹部。为使板料受力均匀，提高防卡料效果，所述防卡料装置有多个，并设置于拉延模具的两侧或四周。

上述装有防卡料装置的拉延模具的工作原理如下：

首先，压机的气垫对顶杆施加向上的作用力，从而顶起下压边圈，然后将板料架设于下压边圈；合模时，上模本体在其驱动机构的带动下向下运动，将板料压紧在下压边圈上，从而将板料固定在上下模之间。

上模本体继续向下运动，带动下压边圈向下运动，板料的自由部分（即板料的中间位置）受成型凸模和上模本体之间的夹持力影响，开始产生塑形变形，直至成型凸模和上模本体之间的压力达到预定值，板料成型为最终钣金件。在此过程中，压料驱动机构将本体向板料方向推动，使得压料块行进到板料边缘的上方，并将板料的边缘压紧在下压边圈上，以确保拉延过程整体的成型性。

在板料成型后，模具回程开始，在顶杆的作用下，下压边圈和上模本体开始带动板料向上移动，直至顶杆顶升至其最高位，此时板料因为回弹及负压等影响，依然卡在上模本体的型腔内。

上模本体在其驱动机构的带动下继续向上运动，板料因压料块的压力作用，脱离出上模本体的型腔，此时松料驱动机构将本体向背离板料方向推动，以使压料块脱离板料，此时板料即可取出，完成整个拉延过程。

在上述的板料拉延过程中，防卡料装置可以确保板料与上模本体型腔分离，减少了上模本体卡料的安全隐患；由于板料与下压边圈之间并无相对滑动的过程，因此不会在板料上留下划痕。另外，由于摒弃了传统的上压边圈，因此上压边圈所产生的划痕、板料变形等情形也不会发生，提高了拉延质量。

具体来说，所述压料驱动机构包括相对于本体做垂直移动的顶升式斜楔驱动块，所述本体的端部设有与顶升式斜楔驱动块顶端配合的第一斜面；所述松料驱动机构包括相对于本体做垂直移动的拉升式斜楔驱动块，所述本体设有与拉升式斜楔驱动块的底端配合的第二斜面。利用斜楔驱动的方式来推动防卡料装置的本体移动，不仅具有移动行程控制精确、方便的优点，还可以锁死本体的行程死点，以避免本体在意外因素的影响下随意移动。

进一步地，所述本体还连接有用于限制本体往复移动范围的限位机构，以避免本体的位置超出预定范围而失控，从而提高了安全性和可靠性。具体来说，所述限位机构由安装板及垂直安装于安装板两端的限位板构成，所述限位板向上突出于安装板，所述本体滑动安装于安装板上，并位于两块限位板之间。通过两块限位板可以阻挡本体移动的范围，安全可靠，且可以通过改变限位板位置的方式来精确调整本体的移动范围，以适应不同模具。

进一步地，所述安装板的顶面突出固定有导向防脱块，所述本体设有滑槽，所述导向防脱块滑动设置于滑槽内，所述滑槽的截面与导向防脱块的截面适配。通过滑槽与导向防脱块配合，不仅严格限制了本体相对于安装板的移动方向，还可以防止本体脱离安装板。

进一步地，所述本体还连接有用于限制本体移动方向的导向机构，具体来说，所述导向机构为安装于本体顶面的导向板，所述导向板设有滑槽或凸条。

本发明的防卡料装置结构简单、运作可靠，可以有效解决钣金件被卡在上模本体上的问题，同时还可以减少或避免钣金件意外变形及划伤的情况，非常适合于拉延模具。

附图说明

图1是现有的拉延模模具的初始状态图。

图2是现有的拉延模模具的拉延状态图。

图3是现有的拉延模模具的到底状态图。

图4是现有的拉延模模具的回程状态图。

图5是实施例1的防卡料装置的结构示意图。

图6是实施例1的防卡料装置中导向防脱块与本体及安装板的配合示意图。

图7是实施例1的拉延模具的初始状态图。

图8是实施例1的拉延模具的成型中间状态图。

图9是实施例1的拉延模具的成型到底状态图。

图10是实施例1的拉延模具的回程状态图。

图11是实施例1的拉延模具的成型结束状态图。

图12是实施例1中板料成型时防卡料装置的状态图。

附图标记说明：1、上模本体；2、上模垫板；3、第一弹簧；4、上压边圈；5、成型凸模；6、下模本体；7、下压边圈；8、顶杆；9、板料；10、防卡料装置的本体；11、压料块；12、顶升式斜楔驱动块；121、顶升斜面；13、第一斜面；14、拉升式斜楔驱动块；141、拉升斜面；142、第三斜面；15、从动块；151、第二斜面；152、第四斜面；16、安装板；17、限位板；18、导向防脱块；19、导向板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例提出了一种防卡料装置及采用该防卡料装置的拉延模具。

如图5所示，防卡料装置包括块状的本体10，所述本体10朝向板料9的一侧突出而形成压料块11，压料块11的底面高于本体10的底面，从而在压料块11的下方形成容置板料9的空间；该防卡料装置还包括用于将本体10向板料9方向推动的压料驱动机构以及用于将本体10向背离板料9方向推动的松料驱动机构。

压料驱动机构包括相对于本体10做垂直移动的顶升式斜楔驱动块12，顶升式斜楔驱动块12的顶端为顶升斜面121，顶升斜面121由上至下逐渐向板料9方向倾斜；所述本体10的端部设有与顶升式斜楔驱动块12的顶升斜面121配合的第一斜面13；在顶升式斜楔驱动块12相对于本体10向上垂直移动时，顶升斜面121与第一斜面13接触并相对滑动，从而将本体10向板料9方向推动。

松料驱动机构包括相对于本体10做垂直移动的拉升式斜楔驱动块14，拉升式斜楔驱动块14的底端设有拉升斜面141，拉升斜面141由上至下逐渐向背离板料9的方向倾斜；所述本体10的一侧固定安装有从动块15，从动块15的上部朝向拉升式斜楔驱动块14方向突出，该突出部设有与拉升式斜楔驱动块14的拉升斜面141配合的第二斜面151。在拉升式斜楔驱动块14相对于本体10向上垂直移动时，拉升斜面141与第二斜面151接触并相对滑动，从而将本体10向背离板料9方向推动。

另外，拉升式斜楔驱动块14在拉升斜面141的下方还设有与拉升斜面141对称的第三斜面142，使得拉升式斜楔驱动块14的底端截面大致呈三角形；从动块15在第二斜面151的上方设有第四斜面152，使得从动块15的顶端截面大致呈三角形；第三斜面142及第四斜面152的倾斜方向均与顶升斜面121的倾斜方向平行，这样当本体10的第一斜面13与顶升斜面121接触并相对滑动时，第三斜面142与第四斜面152不发生接触（或者第三斜面142与第四斜面152也会接触并相对滑动），从而避免拉升式斜楔驱动块14与从动块15发生不必要的干涉而阻止本体10向板料9方向移动。

当然，上述压料驱动机构以及松料驱动机构也可以采取电机、螺杆等结构来制成，但是会增加结构和控制的复杂度，不利于降低成本及提高可靠性。而本实施例利用斜楔驱动的方式来推动防卡料装置的本体10移动，不仅具有移动行程控制精确、方便的优点，还可以锁死本体10的行程死点，以避免本体10在意外因素的影响下随意移动。

在本实施例中，本体10还连接有用于限制本体10往复移动范围的限位机构，以避免本体10的位置超出预定范围而失控，从而提高了安全性和可靠性。具体来说，所述限位机构由安装板16及垂直安装于安装板16两端的限位板17构成，所述限位板17向上突出于安装板16，所述本体10滑动安装于安装板16上，并位于两块限位板17之间。通过两块限位板17可以阻挡本体10移动的范围，安全可靠，且可以通过改变限位板17位置的方式来精确调整本体10的移动范围，以适应不同模具。当然，上述限位机构还有许多种结构，例如说在本体10的两端设有向下突出的凸块，本体10滑动安装于安装板16上，安装板16位于两块凸块之间。

如图6所示，安装板16的顶面突出固定有截面为T形的导向防脱块18，本体10的下部中间设有滑槽，导向防脱块18滑动设置于滑槽内，滑槽的截面与导向防脱块18的截面适配。通过滑槽与导向防脱块18配合，不仅严格限制了本体10相对于安装板16的移动方向，还可以防止本体10脱离安装板16。

本体10还连接有用于限制本体10移动方向的导向机构，具体来说，导向机构为安装于压料块11顶面的导向板19，导向板19的顶面设有滑槽，滑槽的延伸方向朝向于板料9。导向板19更接近于压料块11，可以提高对压料块11的导向效果。通过导向板19、导向防脱块18的导向作用，可以很好地对本体10的移动进行导向。

如图7所示，本实施例的拉延模具包括上模本体1、下模及防卡料装置，所述下模包括下模本体6、位于下模本体6中央的成型凸模5，以及利用顶杆活动支撑于下模本体6边缘的下压边圈7。上述模具的结构与传统拉延模具对应的结构相同，此处不再赘述。

在本实施例中，防卡料装置的安装板16固定于下压边圈7的顶面，从而使防卡料装置的本体10活动支撑于下压边圈7的上方，这样防卡料装置的本体10就能够相对于下压边圈7水平移动。

上模本体1的底部在对应于防卡料装置本体10的活动范围设有避让凹部，以避免上模本体1与防卡料装置发生干涉。为使板料9受力均匀，提高防卡料效果，所述防卡料装置有多个，并对称设置于拉延模具的两侧或四周，防卡料装置的具体数量和位置可以根据板料9大小、形状等因素灵活设置，此处不再赘述。

顶升式斜楔驱动块12通过螺丝或者焊接的方式垂直固定于下模本体6上，下压边圈7及上模本体1在对应顶升式斜楔驱动块12的位置设有通孔，以供顶升式斜楔驱动块12穿过。在下压边圈7相对下模本体6垂直移动时，顶升式斜楔驱动块12也就会相对于防卡料装置的本体10垂直移动。

拉升式斜楔驱动块14的上部通过螺丝与上模本体1固定连接，这样拉升式斜楔驱动块14就会随着上模本体1的移动而移动，无需另外设置驱动拉升式斜楔驱动块14的驱动机构。

上模本体1的底面在对应导向板19的移动范围处设有凸条，所述凸条与导向板19的滑槽配合，实现对导向板19的导向作用。

下面结合附图8～12具体描述拉延模具的防卡料工作原理。

首先，压机的气垫对顶杆施加向上的作用力，从而顶起下压边圈7，然后将板料9架设于下压边圈7；合模时，上模本体1在其驱动机构的带动下向下运动，将板料9压紧在下压边圈7上，从而将板料9固定在上下模之间。此时，顶升式斜楔驱动块12并未与防卡料装置的本体10接触，防卡料装置的本体10仍保持在初始位置，即压料块11并未压在板料9上。

如图8、9所示，上模本体1在其驱动机构的带动下继续向下运动，带动下压边圈7向下运动，板料9的自由部分（即板料9的中间位置）同时受到成型凸模5向上的作用力和上模本体1向下的作用下,在两者的夹持力影响下，开始产生塑形变形，直至成型凸模5和上模本体1之间的压力达到预定值，板料9成型为最终钣金件，此时板料9的中间部分会向上嵌入到上模的型腔内。

在上述板料9成型过程中，随着下压边圈7被上模逐渐压低，顶升式斜楔驱动块12与防卡料装置的本体10之间的距离越来越近，直到顶升式斜楔驱动块12顶部的顶升斜面121与防卡料装置本体10的第一斜面13接触，在两个斜面的配合下，顶升式斜楔驱动块12逐渐将防卡料装置的本体10向板料9方向推动，直到本体10上的压料块11行进到板料9边缘的上方，并将板料9的边缘压紧在下压边圈7上（如图12所示），以使得板料9的边缘不会在拉延过程中发生移动，从而确保拉延过程整体的成型性。

在板料9成型后，模具回程开始，上模本体1在其驱动机构的作用下上行，同时，在顶杆的作用下，下压边圈7也开始向上移动；上模本体1与下压边圈7的移动带动板料9同步上行，使得板料9的底面逐渐与成型凸模5脱离接触，直至顶杆顶升至其最高位，此时板料9因为回弹及负压等影响，依然卡在上模本体1的型腔内。

上模本体1在其驱动机构的带动下继续向上运动，而下压边圈7失去了顶杆继续向上的顶托力而停止上行，这样上模本体1与下压边圈7的距离逐渐增大，板料9因被压料块11压住而无法随上模本体1同步上行，因此会脱离出上模本体1的型腔。

当上模本体1上行到预定高度时，固定在上模本体1上的拉升式斜楔驱动块14的拉升斜面141接触到从动块15的第二斜面151，在两个斜面的配合下，拉升式斜楔驱动块14的上行转化为驱动本体10向背离板料9方向移动的作用力，从而使本体10向背离板料9方向移动，带动压料块11脱离板料9，此时板料9即可取出，完成整个拉延过程。

在上述防卡料装置的本体10水平移动的过程中，由于受到导向防脱块18及导向板19的导向作用，可以确保防卡料装置本体10的移动路径保持在预定路线。

在上述的板料9拉延过程中，防卡料装置可以确保板料9与上模本体1型腔分离，减少了上模本体1卡料的安全隐患；由于板料9与下压边圈7之间并无相对滑动的过程，因此不会在板料9上留下划痕。另外，由于摒弃了传统的上压边圈，因此上压边圈所产生的划痕、板料9变形等情形也不会发生，提高了拉延质量。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种采用防卡料装置的拉延模具，包括上模本体、下模及用于防止板料被卡住的防卡料装置，该防卡料装置包括本体，所述本体朝向板料的一侧突出而形成压料块，所述压料块的底面高于本体的底面，从而在压料块的下方形成容置板料的空间；该防卡料装置还包括用于将本体向板料方向推动的压料驱动机构以及用于将本体向背离板料方向推动的松料驱动机构；所述压料驱动机构包括相对于本体做垂直移动的顶升式斜楔驱动块，所述本体的端部设有与顶升式斜楔驱动块顶端配合的第一斜面；所述松料驱动机构包括相对于本体做垂直移动的拉升式斜楔驱动块，所述本体设有与拉升式斜楔驱动块的底端配合的第二斜面；所述下模包括下模本体、成型凸模和利用顶杆活动支撑于下模本体上的下压边圈；其特征在于所述本体活动安装于下压边圈的顶面，所述上模本体的底部在对应于防卡料装置的位置设有避让凹部；顶升式斜楔驱动块垂直固定于下模本体上，下压边圈及上模本体在对应顶升式斜楔驱动块的位置设有通孔，以供顶升式斜楔驱动块穿过；拉升式斜楔驱动块的上部与上模本体固定连接；所述顶升式斜楔驱动块、拉升式斜楔驱动块的设置原则如下：合模过程中，上模本体将板料压紧在下压边圈上时，顶升式斜楔驱动块并未与防卡料装置的本体接触，防卡料装置的本体仍保持在初始位置；在板料成型过程中，顶升式斜楔驱动块逐渐将防卡料装置的本体向板料方向推动；上模本体上行时，板料脱离出上模本体的型腔后，拉升式斜楔驱动块带动防卡料装置的本体向背离板料方向移动，使压料块脱离板料。

2.根据权利要求1所述的采用防卡料装置的拉延模具，其特征在于所述本体还连接有用于限制本体往复移动范围的限位机构。

3.根据权利要求2所述的采用防卡料装置的拉延模具，其特征在于所述限位机构由安装板及垂直安装于安装板两端的限位板构成，所述限位板向上突出于安装板，所述本体滑动安装于安装板上，并位于两块限位板之间。

4.根据权利要求3所述的采用防卡料装置的拉延模具，其特征在于所述安装板的顶面突出固定有导向防脱块，所述本体设有滑槽，所述导向防脱块滑动设置于滑槽内，所述滑槽的截面与导向防脱块的截面适配。

5.根据权利要求1所述的采用防卡料装置的拉延模具，其特征在于所述本体还连接有用于限制本体移动方向的导向机构。

6.根据权利要求5所述的采用防卡料装置的拉延模具，其特征在于所述导向机构为安装于本体顶面的导向板，所述导向板设有滑槽或凸条。

7.根据权利要求1所述的采用防卡料装置的拉延模具，其特征在于所述防卡料装置有多个，并设置于拉延模具的两侧或四周。

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