CN109420701B - 一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，针对存在浅拉延的产品件，通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面的控制实现，所述对产品件的回弹均匀化通过对产品件本身结构的特征均匀性优化设置及成形时材料流动阻力控制两方面实现；所述对产品件的回弹补偿通过对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形实现；本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制。

Description

一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法
技术领域
本发明属于曲面电视背板成形加工领域，具体涉及一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法。
背景技术
曲面液晶电视与传统平面液晶电视最大的区别在于电视机屏幕呈弧形曲面，屏幕与眼球弧度基本一致。因其全新的外观和观看体验，一经上市就受到部分消费者的青睐。目前我国市场上的曲面电视尺寸集中在55～78英寸，曲率半径范围在4000mm至6600mm之间。
背板是液晶电视中重要的钣金结构件，主要起支撑液晶模组的作用，采用的材料主要为电镀锌产品，生产采用多道次冲压成形工艺。回弹是钣金冲压成形必然会发生的现象，也是影响大多数钣金件冲压成形后尺寸精度的重要因素之一。
曲面背板设计曲率半径R0，若模具曲率半径也设计为R0，成形后发生回弹，曲率半径R0'，R0和R0'差别太大会严重影响曲面电视液晶模组的装配。特别对于现实中的一类典型曲面背板：将曲面背板沿竖直高度中线划分为天、地两侧，该背板典型特征在于背板天侧除了曲率无其它成形特征，而地侧存在“凸”字形浅拉延。冲压成形后天侧、地侧出现不均匀回弹，天侧正回弹即曲率半径增大，地侧负回弹即曲率半径减小，这种不均匀回弹现象为该类曲面背板冲压生产及尺寸精度控制带来极大挑战。
申请号为：2014101775549的发明申请，公开了一种“曲面显示器背板制作方法及结构”，包括承载板，还包括以下步骤：选取承载板和连接板；在承载板上等间距的加工出所述承载板安装孔；在连接板上等间距的加工出所述的连接板安装孔，将紧固螺钉设置到承载板的承载板安装孔和连接板的连接安装孔上，保证承载板和连接板的间距为设定板间距，通过工装和紧固装置通过紧固螺钉和紧固螺母将承载板和连接板固定稳固，承载板和连接板自然发生弯曲并得到弧度为承载板圆弧半径的承载板曲面。
申请号为：2014105643642的发明申请，公开了一种“动态调节曲率和方向的曲面电视和方法”，其中曲面电视包括：手势采集模块，用于采集用户的手势信息，将所述手势信息发送至手势匹配模块，手势匹配模块，用于预先保存手势信息与调节方式的对应关系，根据来自手势采集模块的所述手势信息查询所述对应关系，获取对应的调节方式，将所述调节方式发送至调节模块，调节模块，用于根据所述调节方式调节曲面电视的曲率或方向。
发明内容
为解决以上问题，提供一种基于产品结构及相应模具及工序的改设，达到基于回弹理论及有限元数值模拟等复杂理论支撑的产品设置的同等效果，本发明从回弹角度出发，根据产品件本身结构，从实现产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面着手，提供了一种通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制的曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其技术方案具体如下：
一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，针对存在浅拉延的产品件，其特征在于：通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面的控制实现，
所述对产品件的回弹均匀化通过对产品件本身结构的特征均匀性优化设置及成形时材料流动阻力控制两方面实现；
所述对产品件的回弹补偿通过对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形实现；
所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制；
所述的对产品件本身结构的特征均匀性优化设置，具体为：在产品件的形成浅拉延的相对位置设置U型筋(1)，所述U型筋与形成浅拉延的部位成相对对称式设置；
所述的对产品件成形时材料流动阻力控制，具体为：在产品件的模具四周侧设置拉延筋(7)。
根据本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
所述U型筋(1)的外侧面(2)与浅拉延部件(3)的外侧面(4)形成5-15mm的距离(L1)；
所述U型筋(1)的上端平面(5)与浅拉延部件(3)的下端平面(6)形成5-15mm的距离(L2)；
所述U型筋(1)的宽度(W)设置为3～6mm；
所述U型筋(1)的深度(H)设置为1-2mm。
根据本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
设置于上端的拉延筋阻力等于设置于两侧的拉延筋阻力，
设置于下端的拉延筋阻力与设置于上端的拉延筋阻力的关系为：
F1＝K1*F2，
其中，
F1表示：设置于下端的拉延筋阻力，单位：N；
F2表示：设置于上端的拉延筋阻力，单位：N；
K1为设置系数，取值范围：6-8。
根据本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
所述的对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形，具体为：
整体变形增强，通过设置用于第一道次及第二道次的拉延模具的曲率半径与产品件的设定曲率半径的相互关系实现；
所述的用于第一道次及第二道次的拉延模具的曲率半径(R1)与产品件的设定曲率半径(R0)关系为：R1＝K2*R0，
其中，
R1表示：拉延模具的曲率半径，单位：mm；
R0表示：产品件的设定曲率半径，单位：mm，
K2为设置系数，取值范围：0.8-0.9；
对产品件的过拉延及相应的整形包括：
将最后一个道次(整形道次)的模具拉延深度设置为设定深度h0；
将最后一个道次之前道次的模具拉延深度设置为h1，所述h1＝h0+h，h、h0、h1的单位均为mm。
根据本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
通对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制，具体包括如下步骤：
S1：将产品件改进成在浅拉延的相对位置设置U型筋的设置，并设置相应的模具；
S2：根据成形性，在第一道次模具的四周侧设置相应的拉延筋，
根据定形性，设置第一道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度；
根据回弹性，设置第一道次模具的曲率半径为产品件设定曲率半径的80％-90％；
将根据以上设置的模具投入完成第一道次的拉延成形冲压，实现拉延过程中产品件整体的应力均匀，实现产品件的均匀回弹；
S3：设置第二道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度；
设置第二道次模具的曲率半径为产品件设定曲率半径的80％-90％，
将根据以上设置的模具投入完成第二道次的成形冲压；
S4：设置第三直至倒数第二道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度，
将根据以上设置的模具投入完成相应道次的冲压；
S5：设置最后一个道次为整形道次，并设置相应模具的拉延深度为设定深度，
将根据以上设置的模具投入完成最后一个道次的整形冲压，配合之前道次的冲压，完成对产品件的回弹补偿整形。
本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，从回弹角度出发，根据产品件本身结构的特性，对产品结构作出结构改进，从实现产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面着手，提供了一种通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制的曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法。
附图说明
图1为本发明的控制步骤流程图；
图2为本发明中设置U型筋的产品件示意图；
图3为本发明中设置拉延筋模具的示意图；
图4为本发明中设定曲率半径与改进曲率半径的比较示意图；
图5为本发明中产品件的U型筋的深度H示意图。
图中，1为U型筋；2为U型筋的外侧面；3为浅拉延部件；4为浅拉延部件的外侧面；5为U型筋的上端平面；6为浅拉延部件的下端平面；7为拉延筋；
L1为U型筋的外侧面与所述浅拉延部件的外侧面的距离；
L2为U型筋的上端平面与浅拉延部件的下端平面形成5-15mm的距离；
H为U型筋的深度；
W为U型筋的宽度。
具体实施方式
下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法作进一步具体说明。
一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，针对存在浅拉延的产品件，其特征在于：通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面的控制实现，
所述对产品件的回弹均匀化通过对产品件本身结构的特征均匀性优化设置及成形时材料流动阻力控制两方面实现；
所述对产品件的回弹补偿通过对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形实现；
所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制。
其中，
所述的对产品件本身结构的特征均匀性优化设置，具体为：在产品件的形成浅拉延的相对位置设置U型筋(1)，所述U型筋与形成浅拉延的部位成相对对称式设置；(如图2所示)
所述U型筋(1)的外侧面(2)与浅拉延部件(3)的外侧面(4)形成5-15mm的距离(L1)；
所述U型筋(1)的上端平面(5)与浅拉延部件(3)的下端平面(6)形成5-15mm的距离(L2)；
所述U型筋(1)的宽度(W)设置为3～6mm；
所述U型筋(1)的深度(H)设置为1-2mm。(如图5所示)
其中，
所述的对产品件成形时材料流动阻力控制，具体为：在产品件的模具四周侧设置拉延筋(7)，(如图3所示)
设置于上端的拉延筋阻力等于设置于两侧的拉延筋阻力，
设置于下端的拉延筋阻力与设置于上端的拉延筋阻力的关系为：
F1＝K1*F2，
其中，
F1表示：设置于下端的拉延筋阻力，单位：N；
F2表示：设置于上端的拉延筋阻力，单位：N；
K1为设置系数，取值范围：6-8。
其中，
所述的对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形，具体为：
整体变形增强，通过设置用于第一道次及第二道次的拉延模具的曲率半径与产品件的设定曲率半径的相互关系实现；
所述的用于第一道次及第二道次的拉延模具的曲率半径(R1)与产品件的设定曲率半径(R0)关系为：R1＝K2*R0，(如图4所示)
其中，
R1表示：拉延模具的曲率半径，单位：mm；
R2表示：产品件的设定曲率半径，单位：mm；
K2为设置系数，取值范围：0.8-0.9；
对产品件的过拉延及相应的整形包括：
将最后一个道次(整形道次)的模具拉延深度设置为设定深度h0；
将最后一个道次之前道次的模具拉延深度设置为h1，所述h1＝h0+h，h、h0、h1的单位均为mm，其中h为产品件设计拉延深度。
其中，
通对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制，具体包括如下步骤：(如图1所示)，
S1：将产品件改进成在浅拉延的相对位置设置U型筋的设置，并设置相应的模具；
S2：根据成形性，在第一道次模具的四周侧设置相应的拉延筋，
根据定形性，设置第一道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度；
根据回弹性，设置第一道次模具的曲率半径为产品件设定曲率半径的80％-90％；
将根据以上设置的模具投入完成第一道次的拉延成形冲压，实现拉延过程中产品件整体的受力均匀，实现产品件的均匀回弹；
S3：设置第二道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度；
设置第二道次模具的曲率半径为产品件设定曲率半径的80％-90％，
将根据以上设置的模具投入完成第二道次的塑形成形冲压；
S4：设置第三直至倒数第二道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度，
将根据以上设置的模具投入完成相应道次的冲压；
S5：设置最后一个道次为整形道次，并设置相应模具的拉延深度为设定深度，
将根据以上设置的模具投入完成最后一个道次的整形冲压，配合之前道次的冲压，完成对产品件的回弹补偿整形。
实施例
本实施例将根据产品的结构特性，将设置有浅拉延的部位定义为地侧，将与之形成结构补充的部位定义为天侧。所述的实施工艺具体包括实施例1及实施例2。
实施例1：
1、对于天侧无成形特征、地侧“凸”字形浅拉延类曲面背板，增加如图所示“U”字形加强筋，“U”形筋整体上均匀、对称布置于“凸”字形拉延特征下部，近似于与上“凸”口形成闭环。其中筋宽度为W，深度为H(H深度是指垂直于纸面的深度，如果水平和竖直是x，y坐标，这个深度指第三个坐标z上的尺寸)；左右两侧不超出上“凸”口两侧范围，与上“凸”口位置尺寸为L1；上下两侧不超出背板下缘及上“凸”口下缘范围，与背板下缘及上“凸”口下缘位置尺寸为L2。W取值3～6mm，H取值1～2mm，H小于背板上凸包高度，L1、L2取值5～15mm。整体“U”字形加强筋以不影响其它凸包设计规划及其它零件装配为前提。
2、第一道次拉延成形，天地两侧设计不对称拉延筋，地侧拉延筋阻力F1大，天侧拉延筋阻力F2小，其中F1＝k1*F2，k1取值6～8。两侧拉延筋阻力设置与F2相当。拉延筋阻力大小通过拉延筋断面形状、圆角半径、高度等尺寸因素来实现。
3、第一、二道次拉延模具设置曲率半径补偿，曲面背板设计曲率半径R0，则模具曲率半径设定为R1，其中R1＝k2*R0，k2取值0.8～0.9。
4、多道次成形工艺最后一个道次设定为整形道次，其中前面道次的“凸”字形浅拉延拉延深度设定为在设计深度h0增加一定的高度h，最后整形道次模具设计方面，拉延深度、曲率半径均与背板产品设计一致，这样实现整形道次在曲率半径校整的同时，拉延深度下拍h。其中h＝0.3～0.8mm。
实施例2
本实施例中，针对某55寸曲面背板，天侧无成形特征，作为外部件，地侧“凸”字形浅拉延，拉延深度6mm，材料厚度0.8mm，曲率半径设计为R0＝4000mm。针对该曲面背板冲压成形，回弹控制方案如下：
(1)增加“U”字形加强筋，筋宽度为4mm，深度为1.5mm。
(2)第一道次拉延成形，天地两侧设计不对称拉延筋，天侧拉延筋阻力F2设定为15N/mm,地侧拉延筋阻力F1设定为100N/mm，具体实现通过拉延筋高度不同来调节。
(3)第一、二道次拉延模具设置曲率半径补偿，模具曲率半径设定为R1＝3400mm。
(4)多道次成形工艺最后一个道次设定为整形道次，其中前面道次的“凸”字形浅拉延拉延深度设定为设计深度加上0.3mm，最后整形道次模具设计方面，拉延深度、曲率半径均与背板产品设计一致。
通过上述一套控制方法，最终成形后曲率半径R0'与设计曲率半径R0基本一致，实现了曲面背板曲率半径尺寸精度的准确可控。
综述，本发明的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，从回弹角度出发，根据产品件本身结构的特性，对产品结构作出结构改进，从实现产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面着手，提供了一种通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制的曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法。

Claims (5)

1.一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，针对存在浅拉延的产品件，其特征在于：通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿两方面的控制实现，
所述对产品件的回弹均匀化通过对产品件本身结构的特征均匀性优化设置及成形时材料流动阻力控制两方面实现；
所述对产品件的回弹补偿通过对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形实现；
所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制；
所述的对产品件本身结构的特征均匀性优化设置，具体为：在产品件的形成浅拉延的相对位置设置U型筋(1)，所述U型筋与形成浅拉延的部位成相对对称式设置；
所述的对产品件成形时材料流动阻力控制，具体为：在产品件的模具四周侧设置拉延筋(7)。
2.根据权利要求1所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
所述U型筋(1)的外侧面(2)与浅拉延部件(3)的外侧面(4)形成5-15mm的距离(L1)；
所述U型筋(1)的上端平面(5)与浅拉延部件(3)的下端平面(6)形成5-15mm的距离(L2)；
所述U型筋(1)的宽度设置为3～6mm；
所述U型筋(1)的深度设置为1-2mm。
3.根据权利要求1所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
设置于上端的拉延筋阻力等于设置于两侧的拉延筋阻力，
设置于下端的拉延筋阻力与设置于上端的拉延筋阻力的关系为：
F1＝K1*F2，
其中，
F1表示：设置于下端的拉延筋阻力，单位：N；
F2表示：设置于上端的拉延筋阻力，单位：N；
K1为设置系数，取值范围：6-8。
4.根据权利要求1所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
所述的对产品件的整体变形增强配合对产品件的过拉延及相应的整形，具体为：
整体变形增强，通过设置用于第一道次及第二道次的拉延模具的曲率半径与产品件的设定曲率半径的相互关系实现；
所述的用于第一道次及第二道次的拉延模具的曲率半径(R1)与产品件的设定曲率半径(R0)关系为：R1＝K2*R0，
其中，
R1表示：拉延模具的曲率半径，单位：mm；
R0表示：产品件的设定曲率半径，单位：mm；
K2为设置系数，取值范围：0.8-0.9；
对产品件的过拉延及相应的整形包括：
将最后一个道次的模具拉延深度设置为设定深度h0；
将最后一个道次之前道次的模具拉延深度设置为h1，所述h1＝h0+h，h、h0、h1的单位均为mm，其中h为产品件设计拉延深度。
5.根据权利要求1所述的一种曲面电视背板冲压成形回弹的控制方法，其特征在于：
通过对产品件的回弹均匀化及回弹补偿的控制实现产品件的尺寸精度控制，具体包括如下步骤：
S1：将产品件改进成在浅拉延的相对位置设置U型筋的设置，并设置相应的模具；
S2：根据成形性，在第一道次模具的四周侧设置相应的拉延筋，
根据定形性，设置第一道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度；
根据回弹性，设置第一道次模具的曲率半径为产品件设定曲率半径的80％-90％；
将根据以上设置的模具投入完成第一道次的拉延成形冲压，实现拉延过程中产品件整体的应力均匀，实现产品件的均匀回弹；
S3：设置第二道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度；
设置第二道次模具的曲率半径为产品件设定曲率半径的80％-90％，
将根据以上设置的模具投入完成第二道次的成形冲压；
S4：设置第三直至倒数第二道次模具的拉延深度为设定深度再加拉延深度，
将根据以上设置的模具投入完成相应道次的冲压；
S5：设置最后一个道次为整形道次，并设置相应模具的拉延深度为设定深度，
将根据以上设置的模具投入完成最后一个道次的整形冲压，配合之前道次的冲压，完成对产品件的回弹补偿整形。
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