CN111515303A - 一种消除车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，包括凹模和凸模，在凸模窗框外侧工艺补充型面凸圆角R0处的圆角顶点A上增加凸圆角R1的造型，与凸模工艺补充型面相配合的凹模工艺补充型面上也设置凹圆角R2的造型，凹圆角R2与凸圆角R1型面符形配合，并且凸圆角R1的造型长度方向与凹圆角R2的造型长度方向符形配合。本发明能解决现有汽车门内板窗框外侧立壁褶皱问题，提升冲压单件表面质量，从而提升整车质量。
Description
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门内板的拉深模具结 构。
背景技术
随着汽车行业的不断发展，用户在追求汽车靓丽外观的同时，也更加关注 汽车防撞安全。为了更好的对车门侧的撞击吸能，门内板深度不断增加，随之 而来的是汽车门内板窗框深度越来越深，反成型根部凹圆角一般在R5mm左右， 很小，窗框外侧立壁拔模角也小，且成形深度较深，导致汽车门内板生产过程 中，窗框外侧立壁上产生严重的聚料褶皱，褶皱位置如图1至图4所示，严重 影响汽车门内板生产及整车面品质量。现有技术缺陷趋势如图5、图6所示，板 料直接接触凸圆角R0，接触角α1小，板料受到的接触应力大，在凸圆角R0的 长度方向上板料弯曲切向压应力大，导致板料出现拉深前期聚料趋势，在中期 的持续拉深过程中聚料趋势逐渐演变成褶皱趋势，在后期的拉深定型过程中褶 皱形成无法展平，在汽车门内板窗框立壁上留下褶皱。
现有工艺通常是拉深时在拔模立壁增加吸塑造型吸收多余的材料来缓解褶 皱状态。拉深时拔模角不易过大，所能增加的吸塑造型高度有限，只能吸收一 部分聚料材料，褶皱改善不大；但是拉深时为了最大限度的增加吸塑造型又要 将拔模角放大，拔模角放大后又会出现不稳定的立壁回弹，易导致零件拉深后 尺寸不稳定。因此汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的问题一直没有得到有效的解 决方案。
发明内容
为了解决现有汽车门内板窗框外侧立壁褶皱问题，本发明提供一种消除汽 车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，提升冲压单件表面质量，从而提升整 车质量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种消除汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，包括凹模和凸模，在 凸模窗框外侧工艺补充型面凸圆角R0处的圆角顶点A上增加凸圆角R1的造型， 与凸模工艺补充型面相配合的凹模工艺补充型面上也设置凹圆角R2的造型，凹 圆角R2与凸圆角R1型面符形配合，并且凸圆角R1的造型长度方向与凹圆角 R2的造型长度方向符形配合。
优选的，所述凸圆角R1和凹圆角R2的造型位置设置在模拟分析中的聚料 区域或冲压实物中的褶皱区域的工艺补充型面上，料厚为t。
优选的，所述凸圆角R1＝R0+20mm，凸圆角R1切点B在竖直方向上距离 工艺补充平面10mm且平滑过渡，凸圆角R1切点C在水平方向上距离工艺补充 侧立面10mm且平滑过渡，凸圆角R1切点B与对应的凹圆角R2切点D之间的 型面轮廓相符，成型间隙X1＝t+(12％)t，t为料厚，凹圆角R2切点D至水平 型面平滑过渡，凸圆角R1切点C与对应的凹圆角R2切点E之间的型面轮廓相 符，成型间隙X2＝t+(12％)t，凹圆角R2切点E至竖直型面平滑过渡，凸圆角 R1的造型长度L1取值80mm-120mm，凹圆角R2的造型长度L2取值[80+2 (X3)]mm-[120+2(X3)]mm，凹圆角R2的造型长度端点F与凸圆角R1的 造型长度端点G型面轮廓相符，成型间隙X3＝t+(20％)t，凹圆角R2的造型长 度端点H与凸圆角R1的造型长度端点I型面轮廓相符，成型间隙X4＝X3，凸 圆角R1造型长度方向端点G和I的凸圆角R3和R4取值R15mm，凹圆角R2 的造型长度端点F和H的凹圆角R5和R6取值R15mm，且凸圆角R1造型长度 方向型面轮廓与凹圆角R2造型长度方向型面轮廓相符。
优选的，所述的凸圆角R1增加在工艺补充圆角R0的45°方向顶点上。
本发明的有益效果：
本发明增加凸圆角R1和凹圆角R2造型后，如图17、图18所示，板料在 拉深成型过程中，板料直接接触凸圆角R1，接触角α2大，板料受到的接触应 力小，在凸圆角R1的长度方向上板料弯曲切向压应力与径向拉应力均衡，致使 板料在拉深前期无聚料趋势，在中期的持续拉深过程中聚料趋势轻微，在后期 的拉深定型过程中轻微的聚料趋势逐渐展平定型，在汽车门内板窗框立壁无褶 皱残留，消除了汽车门内板窗框外侧立壁褶皱问题，提升了冲压单件表面质量， 同时保证了整车质量。
附图说明
图1为现有技术中原始下模凸模型面的俯视图
图2为图1中I处及其周边区域的局部放大图
图3为现有技术中原始上模凹模型面的仰视图
图4为图3中II处及其周边区域的局部放大图
图5现有技术中原始上下模型面成型过程的剖视图
图6为图5的局部放大图
图7为本发明中设置下模凸圆角的下模凸模型面俯视图
图8为图7的局部放大图
图9为本发明中设置下模凸圆角的下模凸模型面正侧视图
图10为图9的局部放大图
图11为本发明中设置下模凸圆角的下模凸模型面剖视图
图12为图11的局部放大图
图13为本发明中设置上模凹圆角的上模凹模型面剖视图
图14为图13的局部放大图
图15为本发明中设置上模凹圆角的上模凹模型面仰视图
图16为图15的局部放大图
图17为本发明中设置上下模凹凸圆角的上下模型面成型过程的剖视图
图18为图17的局部放大图
具体实施方式
请参阅图7至图18所示，一种汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构， 包括凹模和凸模，在凸模窗框外侧工艺补充型面凸圆角R0的45°方向顶点上增 加凸圆角R1，与凸模工艺补充型面相配合的凹模工艺补充型面上也设置凹圆角 R2的造型，凹圆角R2与凸圆角R1型面符形配合，并且凸圆角R1的造型长度 方向与凹圆角R2的造型长度方向符形配合。针对模拟分析中的聚料区域或冲压 实物中的褶皱区域进行造型位置的选取，优选对应区域的工艺补充型面进行造 型设置。
优选的，所述的凸圆角R1＝R0+20mm，凸圆角R1切点B在竖直方向上距 离工艺补充平面10mm且平滑过渡，凸圆角R1切点C在水平方向上距离工艺补 充侧立面10mm且平滑过渡，凸圆角R1切点B与对应的凹圆角R2切点D之间 的型面轮廓相符，成型间隙X1＝t+(12％)t，t为料厚，为凹圆角R2切点D至 水平型面平滑过渡，凸圆角R1切点C与对应的凹圆角R2切点E之间的型面轮 廓相符，成型间隙X2＝t+(12％)t，凹圆角R2切点E至竖直型面平滑过渡，凸 圆角R1的造型长度L1取值80mm-120mm，凹圆角R2的造型长度L2取值[80+ 2(X3)]mm-[120+2(X3)]mm，凹圆角R2的造型长度端点F与凸圆角R1 的造型长度端点G型面轮廓相符，成型间隙X3＝t+(20％)t，凹圆角R2的造型 长度端点H与凸圆角R1的造型长度端点I型面轮廓相符，成型间隙X4＝X3， 凸圆角R1造型长度方向端点G和I的凸圆角R3和R4取值R15mm，凹圆角 R2的造型长度端点F和H的凹圆角R5和R6取值R15mm，且凸圆角R1造型 长度方向型面轮廓与凹圆角R2造型长度方向型面轮廓相符。
本发明的工作原理及使用过程：
请参阅图5、图6所示，未增加凸圆角R1和凹圆角R2时，板料直接接触 凸圆角R0，接触角α1小，板料受到的接触应力大，在凸圆角R0的长度方向上 板料弯曲切向压应力大，导致板料出现拉深前期聚料趋势，在中期的持续拉深 过程中聚料趋势逐渐演变成褶皱趋势，在后期的拉深定型过程中褶皱形成无法 展平，在汽车门内板窗框立壁上留下褶皱。如图17、图18所示，增加凸圆角 R1和凹圆角R2造型后，板料在拉深成型过程中，板料直接接触凸圆角R1，接 触角α2大，板料受到的接触应力小，在凸圆角R1的长度方向上板料弯曲切向 压应力与径向拉应力均衡，致使板料在拉深前期无聚料趋势，在中期的持续拉 深过程中聚料趋势轻微，在后期的拉深定型过程中轻微的聚料趋势逐渐展平定 型，在汽车门内板窗框立壁无褶皱残留，消除了汽车门内板窗框外侧立壁褶皱 问题，提升了冲压单件表面质量，同时保证了整车质量。
实施例1
参考图17、图18所示，本实施例在凸模窗框外侧工艺补充型面凸圆角R0 的45°方向顶点上增加凸圆角R1，与凸模工艺补充型面相配合的凹模工艺补充 型面上也设置凹圆角R2的造型与增加的凸圆角R1型面符形配合，并且凸圆角 R1的造型长度方向与凹圆角R2的造型长度方向符形配合。凸圆角R1＝ 10mm+15mm＝25mm，凸圆角R1切点B在竖直方向上距离工艺补充平面10mm 且平滑过渡，由于拔模角小，凸圆角R1切点C在水平方向上距离工艺补充侧立 面5mm且平滑过渡，凸圆角R1切点B与对应的凹圆角R2切点D之间的型面 轮廓相符，成型间隙X1＝0.75+0.09＝0.84mm，凹圆角R2切点D至水平型面平滑 过渡，凸圆角R1切点C与对应的凹圆角R2切点E之间的型面轮廓相符，成型 间隙X2＝0.75+0.09＝0.84mm，凹圆角R2切点E至竖直型面平滑过渡，凸圆角 R1的造型长度L1取值95mm，凹圆角R2的造型长度L2取值[95+2 (0.9)]＝96.8mm，凹圆角R2的造型长度端点F与凸圆角R1的造型长度端点G型面轮廓相符，成型间隙X3＝0.75+0.15＝0.9mm，凹圆角R2的造型长度端点H 与凸圆角R1的造型长度端点I型面轮廓相符，成型间隙X4＝X3，凸圆角R1造 型长度方向端点G和I的凸圆角R3和R4取值R15mm，凹圆角R2的造型长度 端点F和H的凹圆角R5和R6取值R15mm，且凸圆角R1造型长度方向型面轮 廓与凹圆角R2造型长度方向型面轮廓相符。R1取值越大，触料点及触料角度 越好，褶皱展开效果越好，本例凸圆角R1取值25mm，凹圆角R2取决于R1 高度参数的设置，本例中L1长度95mm，最终本例中的后门内板的拉深模具结 构按本例所述的凸圆角R1和凹圆角R2形式优化后，窗框外侧立壁褶皱的缺陷消除。
Claims (4)
1.一种消除汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，包括凹模和凸模，其特征在于，在凸模窗框外侧工艺补充型面凸圆角R0处的圆角顶点A上增加凸圆角R1的造型，与凸模工艺补充型面相配合的凹模工艺补充型面上也设置凹圆角R2的造型，凹圆角R2与凸圆角R1型面符形配合，并且凸圆角R1的造型长度方向与凹圆角R2的造型长度方向符形配合。
2.如权利要求1所述的一种消除汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，其特征在于，所述凸圆角R1和凹圆角R2的造型位置设置在模拟分析中的聚料区域或冲压实物中的褶皱区域的工艺补充型面上。
3.如权利要求1所述的一种消除汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，其特征在于，所述凸圆角R1＝R0+20mm，凸圆角R1切点B在竖直方向上距离工艺补充平面10mm且平滑过渡，凸圆角R1切点C在水平方向上距离工艺补充侧立面10mm且平滑过渡，凸圆角R1切点B与对应的凹圆角R2切点D之间的型面轮廓相符，成型间隙X1＝t+(12％)t，t为料厚，凹圆角R2切点D至水平型面平滑过渡，凸圆角R1切点C与对应的凹圆角R2切点E之间的型面轮廓相符，成型间隙X2＝t+(12％)t，凹圆角R2切点E至竖直型面平滑过渡，凸圆角R1的造型长度L1取值80mm-120mm，凹圆角R2的造型长度L2取值[80+2(X3)]mm-[120+2(X3)]mm，凹圆角R2的造型长度端点F与凸圆角R1的造型长度端点G型面轮廓相符，成型间隙X3＝t+(20％)t，凹圆角R2的造型长度端点H与凸圆角R1的造型长度端点I型面轮廓相符，成型间隙X4＝X3，凸圆角R1造型长度方向端点G和I的凸圆角R3和R4取值R15mm，凹圆角R2的造型长度端点F和H的凹圆角R5和R6取值R15mm，且凸圆角R1造型长度方向型面轮廓与凹圆角R2造型长度方向型面轮廓相符。
4.如权利要求3所述的一种消除汽车门内板窗框外侧立壁褶皱的模具结构，其特征在于，所述凸圆角R1增加在工艺补充圆角R0的45°方向顶点上。
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