CN111570600B - 铝合金冲压模面制造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金冲压模面制造工艺方法，包括如下步骤：将凸模的中部加工出凸起的零件型面；在凸模的零件型面的周侧加工出环状的工艺补充面，使得工艺补充面沿零件型面朝向凸模的边缘方向呈向下倾斜，工艺补充面和零件型面共同形成模芯；将凸模的工艺补充面的周侧加工出环状平整的压边圈型面；将凸模的压边圈型面上加工出多个凹陷的拉延筋，使得多个拉延筋呈间隔环设于零件型面的周侧。本发明通过设定平缓的压边圈和倾斜的工艺补充面，制定浅拉延工艺方案，实现铝合金的冲压成型；且采用隔断式拉延筋，使得每相邻两个拉延筋之间为平整的压边圈型面，从而可有效减少铝合金冲压加工过程中的出屑量，以提高铝合金的成型质量。

Description

铝合金冲压模面制造工艺方法

技术领域

本发明涉及汽车模具设计技术领域，具体涉及一种铝合金冲压模面制造工艺方法。

背景技术

出于环保和节能等需求，轻量化已经是汽车发展的必然趋势。汽车轻量化对减轻车身重量、降低耗油量和汽车减排至关重要。综合多方面考虑，铝合金是汽车轻量化首选材料。研究表明，汽车每应用1Kg铝材，可获得1Kg的减重效果，汽车每减重10％，油耗可降低6～8％，尾气排放量可减少4％。可见，铝合金在汽车制造领域的研究迫在眉睫，同时也是必然趋势。然而，铝合金的材料延伸率较普通钢材的低，材料流动性不好，抗拉强度低，容易开裂，脆性高等材料特性，增加了冲压模具制造工艺的难度。

发明内容

基于此，本发明的主要目的在于提供一种铝合金冲压模面制造工艺方法，旨在解决采用传统模面设计工艺时，铝合金钣金无法成型和切削铁屑多的问题。

为了实现上述目的，本发明提出的一种铝合金冲压模面制造工艺方法，包括：

在凸模的中部加工出凸起的零件型面；

在凸模的所述零件型面的周侧加工出环状的工艺补充面，使得所述工艺补充面沿所述零件型面朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜，所述工艺补充面和所述零件型面共同形成模芯；

在凸模的所述工艺补充面的周侧加工出环状平整的压边圈型面；

在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个所述拉延筋呈间隔围设于所述零件型面的周侧。

可选地，“在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个拉延筋呈间隔环围设于所述零件型面的周侧”时，具体包括：

在加工多个所述拉延筋时，使得每相邻两个所述拉延筋之间的间距为L1，而且L1满足如下关系：25mm≤L1≤50mm。

可选地，“在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个拉延筋呈间隔环围设于所述零件型面的周侧”时，具体包括：

在加工多个所述拉延筋时，使得每相邻两个所述拉延筋之间的间距为25mm。

可选地，“在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个拉延筋呈间隔环围设于所述零件型面的周侧”时，具体包括如下步骤：

在所述压边圈型面上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋，切削加工出所述拉延筋时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7。

可选地，“在所述压边圈型面上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋，切削加工出所述拉延筋时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7”时，具体包括：

L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5。

可选地，“在所述压边圈型面上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋，切削加工出所述拉延筋时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7”时，具体包括：

L3满足如下关系：L3≥25mm。

可选地，“在凸模的所述工艺补充面的周侧加工出环状平整的压边圈型面”时，具体包括如下步骤：

自所述工艺补充面的周侧，对凸模进行切削加工，在所述工艺补充面的周侧形成环状的压边圈型面，使得所述压边圈型面沿所述工艺补充面朝向凸模边缘的方向呈向下倾斜。

可选地，“自所述工艺补充面的周侧，对凸模进行切削加工，在所述工艺补充面的周侧形成环状的压边圈型面，使得所述压边圈型面沿所述工艺补充面朝向凸模边缘的方向呈向下倾斜”时，具体包括：

在切削过程中，使得所述压边圈型面与水平面之间的夹角为θ；且θ满足如下关系：0°≤θ≤5°。

可选地，“自所述工艺补充面的周侧，对凸模进行切削加工，在所述工艺补充面的周侧形成环状的压边圈型面，使得所述压边圈型面沿所述工艺补充面朝向凸模边缘的方向呈向下倾斜”时，具体包括：

在切削过程中，使得所述压边圈型面的最高位置与所述压边圈型面的最低位置的高度差为10mm～20mm。

可选地，“在凸模的所述零件型面的周侧加工出环状的工艺补充面，使得所述工艺补充面沿所述零件型面朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜，所述工艺补充面和所述零件型面共同形成模芯”时，具体包括：

自所述零件型面的周侧对凸模进行切削加工，所述工艺补充面和所述零件型面共同形成模芯；在切削过程中，使得所述工艺补充面沿所述零件型面朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜；

其中，在切削过程中，使得所述工艺补充面的拔模角为β，且所述拔模角β满足如下关系：45°≤β≤65°。

本发明提供的技术方案中，通过设定平缓的压边圈和倾斜的工艺补充面，制定浅拉延工艺方案，实现铝合金的冲压成型；且通过在凸模的零件型面的周侧加工有压边圈型面，在压边圈型面上加工有多个呈间隔设置的拉延筋，使得每相邻两个拉延筋之间为平整的压边圈型面，从而可有效减少铝合金冲压加工过程中的出屑量，以提高铝合金的成型质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种铝合金冲压模面制造工艺方法的一实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种铝合金模面的结构示意图；

图3为图2中铝合金模面的局部结构示意图；

图4为图2中A-A向的剖视图；

图5为图4中细节C的结构示意图；

图6为图5中细节D的结构示意图；

图7为图2中所述工艺补充面的局部结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	铝合金模面	13	拉延筋
11	零件型面	14	工艺补充面
				12	压边圈型面

本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

出于环保和节能等需求，轻量化已经是汽车发展的必然趋势。汽车轻量化对减轻车身重量、降低耗油量和汽车减排至关重要。综合多方面考虑，铝合金是汽车轻量化首选材料。研究表明，汽车每应用1Kg铝材，可获得1Kg的减重效果，汽车每减重10％，油耗可降低6～8％，尾气排放量可减少4％。可见，铝合金在汽车制造领域的研究迫在眉睫，同时也是必然趋势。然而，铝合金的材料延伸率较普通钢材的低，材料流动性不好，抗拉强度低，容易开裂，脆性高等材料特性，增加冲压模具制造工艺的难度。鉴于此，本发明提供一种铝合金冲压模面制造工艺方法，图1至图7为本发明提供的铝合金冲压模面制造工艺方法的实施例。

请参阅图1和图2，在本实施例中，所述铝合金模面1制造工艺方法，包括如下步骤：

S100、在凸模的中部加工出凸起的零件型面11；

S200、在凸模的所述零件型面11的周侧加工出环状的工艺补充面14，使得所述工艺补充面14沿所述零件型面11朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜，所述工艺补充面14和所述零件型面11共同形成模芯；

需要说明的是，一般的加工成型模具均包含有上模和下模，在本实施例中，所述上模为凹模，所述下模为凸模。具体地，在发明提供的技术方案中，主要是对凸模的加工工艺进行说明，所述凹模则呈相对应的设置，因此，在本实施例中不再对所述凹模的加工成型工艺进行重复叙述。

S300、在凸模的所述工艺补充面14的周侧加工出环状平整的压边圈型面12；

需要说明的是，在加工压边圈型面12的过程中，使得压边圈型面12与零件型面11之间通过工艺补充面14过渡，以调节板料的变形情况，使成型效果更好。

S400、在凸模的所述压边圈型面12上加工出凹陷的多个拉延筋13，使得多个所述拉延筋13呈间隔围设于所述零件型面11的周侧。

需要说明的是，多个所述拉延筋13呈环状绕设于零件型面11的周侧，以调节零件不同区域的走料，从而使零件的成型效果更好。且将多个所述拉延筋13呈间隔布设，可使每相邻两个拉延筋13之间的过渡面为平整面，从而有利于减少废屑的产生，以使成品率更高。

本发明提供的技术方案中，通过设定平缓的压边圈和倾斜的工艺补充面，制定浅拉延工艺方案，实现铝合金的冲压成型；且通过在凸模的所述零件型面11的周侧加工有所述压边圈型面12，且在所述压边圈型面12上加工有多个呈间隔设置的所述拉延筋13，使得每相邻两个所述拉延筋13之间为平整的所述压边圈型面12，从而可有效减少铝合金冲压加工过程中的出屑量，以提高铝合金的成型质量。

可参阅图3，在所述S400的步骤中，具体包括：

在加工多个所述拉延筋13时，应使得每相邻两个拉延筋13之间的间距为L1，而且L1满足如下关系：25mm≤L1≤50mm。在加工时若将相邻两个所述拉延筋13之间的距离加工过大，则拉延筋13无法起到作用，影响零件局部成型，若将两个所述拉延筋13之间的距离设置过小，则无法使得成型废屑的减少。因此，在加工时将两个所述拉延筋13之间的间距设置为25mm≤L1≤50mm，可得到最佳成型效果的同时，减少后工序废屑的产生。

且经过实际生产证明，在加工多个所述拉延筋13时，使得每相邻两个所述拉延筋13之间的间距加工为25mm时，使得零件的成型效果最好。

可参阅图6，在所述S400的步骤中，还包括：

进一步地，在所述压边圈型面12上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋13，切削加工出所述拉延筋13时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7。

在加工过程中，若将拉延筋13加工得过深且窄，则拉延筋13严重阻碍材料流动，影响零件成型，在加工过程中，一般将拉延筋13的宽度和深度比设置为5～7之间，以有利于零件的成型。

具体地，在实际生产过程中，一般加工时使所述拉延筋13的宽度和深度比，即L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5时，成型效果较佳。

且在对所述拉延筋13进行加工的过程中，首先应保证所述拉延筋13的宽度，避免过小，阻碍材料流动，因此，一般将所述拉延筋13的宽度加工为L3≥25mm。

在所述S300的步骤中，具体包括：

自所述工艺补充面14的周侧，对凸模进行切削加工，在所述工艺补充面14的周侧形成环状的压边圈型面12，使得所述压边圈型面12沿所述工艺补充面14朝向凸模边缘的方向呈向下倾斜。

在压边圈型面12的加工过程中，应保证所述压边圈型面12与所述工艺补充面14为平缓过渡，使得零件不易产生开裂。

进一步地，可参阅图4和图5，在切削过程中，应使得所述压边圈型面12与水平面之间的夹角为θ，且θ满足如下关系：0°≤θ≤5°。

需要说明的是，所述模芯在冲压成型过程中，一般呈水平放置，即将所述零件型面11呈朝上放置，所述θ即为所述压圈型面12与水平面之间的夹角；所述压边圈型面12在成型开始时，首先压住板料，使模芯更好的在板料中间冲压成型零件，为有效的控制板料的流动，保证成型顺利进行而不出现零件开裂或者起皱的失稳情况，在加工压边圈型面12时，应加工出一定的拔模角，即压边圈型面12与水平面的夹角为0°≤θ≤5°。

进一步地，在切削过程中，应使得所述压边圈型面12的最高位置与所述压边圈型面12的最低位置的高度差为10mm～20mm。以保证压边圈型面12的平缓，避免出现较大的高度差，且使得所述压边圈型面12自所述工艺补充面14向凸模边缘逐渐向下倾斜，以使靠近所述工艺补充面14位置处的压边圈型面12的高度最高。

可参阅图7，在所述S200的步骤中，具体包括：

自所述零件型面11的周侧加工出环状的工艺补充面14，以有利于零件的成型，自所述零件型面11的周侧对凸模进行切削加工，在切削过程中，使得所述工艺补充面14沿所述零件型面11朝向凸模边缘方向呈向下倾斜，且，在切削加工过程中，应使得所述工艺补充面14的拔模角为β，且所述拔模角β满足如下关系：45°≤β≤65°，以形成倾斜角较大的工艺补充面，以便于零件脱模和调整板料流动速度。

在本实施例中，整体零件采用浅拉延，整体拉延的深度较普通钢板的拉延深度小20～50mm。通过设定平缓的压边圈和倾斜角较大的工艺补充面，制定浅拉延工艺方案，实现铝合金的冲压成型。

本实施例提供的技术方案，解决了铝合金钣金成型的开裂问题，解决了零件表面出现的“橘皮”缺陷，改善了铝合金的切削废屑问题，为铝合金在汽车钣金领域的应用奠定了基础。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，包括：

在凸模的中部加工出凸起的零件型面；

在凸模的所述零件型面的周侧加工出环状的工艺补充面，使得所述工艺补充面沿所述零件型面朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜，所述工艺补充面和所述零件型面共同形成模芯；

在凸模的所述工艺补充面的周侧加工出环状平整的压边圈型面；

在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个所述拉延筋呈间隔围设于所述零件型面的周侧，自所述工艺补充面的周侧，对凸模进行切削加工，在所述工艺补充面的周侧形成环状的压边圈型面，使得所述压边圈型面沿所述工艺补充面朝向凸模边缘的方向呈向下倾斜，在切削过程中，使得所述压边圈型面的最高位置与所述压边圈型面的最低位置的高度差为10mm～20mm，在加工多个所述拉延筋时，使得每相邻两个所述拉延筋之间的间距为L1，而且L1满足如下关系：25mm≤L1≤50mm。

2.如权利要求1所述的铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，“在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个拉延筋呈间隔环围设于所述零件型面的周侧”时，具体包括：

在加工多个所述拉延筋时，使得每相邻两个所述拉延筋之间的间距为25mm。

3.如权利要求1所述的铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，“在凸模的所述压边圈型面上加工出凹陷的多个拉延筋，使得多个拉延筋呈间隔环围设于所述零件型面的周侧”时，具体包括如下步骤：

在所述压边圈型面上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋，切削加工出所述拉延筋时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7。

4.如权利要求3所述的铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，“在所述压边圈型面上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋，切削加工出所述拉延筋时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7”时，具体包括：

L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5。

5.如权利要求3所述的铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，“在所述压边圈型面上进行切削加工，以加工出多个凹槽，以形成多个所述拉延筋，切削加工出所述拉延筋时，使得切削深度为L2，切削宽度为L3，而且L2和L3满足如下关系：L3/L2＝5～7”时，具体包括：

L3满足如下关系：L3≥25mm。

6.如权利要求1所述的铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，“自所述工艺补充面的周侧，对凸模进行切削加工，在所述工艺补充面的周侧形成环状的压边圈型面，使得所述压边圈型面沿所述工艺补充面朝向凸模边缘的方向呈向下倾斜”时，具体包括：

在切削过程中，使得所述压边圈型面与水平面之间的夹角为θ；且θ满足如下关系：0°≤θ≤5°。

7.如权利要求1所述的铝合金冲压模面制造工艺方法，其特征在于，“在凸模的所述零件型面的周侧加工出环状的工艺补充面，使得所述工艺补充面沿所述零件型面朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜，所述工艺补充面和所述零件型面共同形成模芯”时，具体包括：

自所述零件型面的周侧对凸模进行切削加工，在切削过程中，使得所述工艺补充面沿所述零件型面朝向所述凸模的边缘方向呈向下倾斜，所述工艺补充面和所述零件型面共同形成模芯；

其中，在切削过程中，使得所述工艺补充面的拔模角为β，且所述拔模角β满足如下关系：45°≤β≤65°。

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