CN113617917A - 一种铝制机罩内板的成型模具及成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝制机罩内板的成型模具及成型方法，包括上下布置的凹模、凸模和位于所述凹模与所述凸模之间的压料圈，还包括设置于所述凹模内的压料板，所述压料板与所述凹模之间连接有弹性复位结构，所述压料圈可整体插入所述凸模内，所述凹模与所述压料圈之间距离小于所述压料板与所述压料圈之间距离。本发明所设计的机罩内板零件采用开口拉延加工方式，相比闭口拉延，板料的整体材料利用率提升了5％左右，有效的降低了机罩内板的制造成本。开口拉延区域对材料的成型性要求相对较低，机罩内板风窗转角区域无压料筋设置，相对降低了此区域板料的减薄率，提升了成型裕度测试的可行性，降低了零件的开裂风险。
Description
技术领域
本发明涉及汽车生产成型技术领域，具体地指一种铝制机罩内板的成型模具及成型方法。
背景技术
随着国内汽车行业竞争越来越激烈，优良的汽车性能及相对较低的成本是推进产品市占率的重要因素。作为汽车覆盖件成本降低与轻量化研究领域的热点，近年来，铝板在车身构件中的占比在逐年提高，相比与传统钢板，铝板具有更好的轻量化空间，但是，由于铝板延伸率及允许变形量明显低于钢板，所以铝板成型过程中极易出现开裂及回弹问题。为解决上述问题，铝制机罩内板一般采取传统封闭式拉延方案，如图13所示，冲压工艺上，通过在最终零件周边的工艺补充面区域布置完整且封闭的压料面及拉延筋，控制外部板料向内的均匀流动，保证零件的成型性，以达到零件的质量要求。模具设计上，以传统的凹模、凸模和压料圈为主要构件，在压机上，凹模固定在压机滑块上，凸模固定在压机台面上，压料圈置于凸模中，由压机台面中的液压垫托杆驱动。压合过程中，压料圈初始为顶起状态，凹模先与压料圈接触，完成拉延筋成型，然后，凹模与压料圈夹持板料，向凸模所在方向压合，直到成型完成，接着，凹模与压料圈夹持板料，背向凸模所在方向运动，在压料圈初始顶起位置分离，凹模继续运动到压机滑块上死点，压合过程完成。全封闭拉延，用于设置压料面产生的工艺补充型面较多，材料利用率相对较低，工艺上会增加拉延筋的宽度，导致落料尺寸增加，限制了铝板材料利用率的提升。由于铝件成型性较差，拉延过程中，铝板允许最大减薄率一般设定为16％，闭口拉延工艺下，机罩内板风窗转角区域，减薄率相对较高。在产品工业化过程中，较高的减薄率容易产生开裂，成型裕度测试难以保证。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能有效避免铝材开裂及回弹，同时减少落料尺寸的铝制机罩内板的成型模具及成型方法。
为实现此目的，本发明所设计的铝制机罩内板的成型模具，包括上下布置的凹模、凸模和位于所述凹模与所述凸模之间的压料圈，其特征在于：它还包括设置于所述凹模内的压料板，所述压料板与所述凹模之间连接有弹性复位结构，所述压料圈可整体插入所述凸模内，所述凹模与所述压料圈之间距离小于所述压料板与所述压料圈之间距离。
进一步的，所述凸模包括环形的凸模座和位于所述凸模座中部的凸模体，所述压料圈为与所述凸模座配合的环形压料圈，所述压料圈的底面沿其周向间隔设置有多个向下布置、可插入所述凸模座与所述凸模体之间间隙内的插入杆。
进一步的，所述凹模包括与所述压料圈对应的环形的凹模座和设置于所述凹模座中部的凹模体，所述压料板为沿所述凹模座的长度方向、设置于所述凹模座一侧内部的长直板。
进一步的，所述弹性复位结构包括连接于所述压料板与所述凹模座之间的氮气弹簧。
进一步的，所述压料板与所述凹模座之间还连接有减震限位器。
一种铝制机罩内板的成型方法，包括上述所述的铝制机罩内板的成型模具，将板料放置于压料圈上，凹模下移，凹模与压料圈配合，凹模与压料圈同步下移，加工板料在压料圈区域拉延筋，压料板与凸模配合，凹模与压料圈继续同步下移，加工板料在压料板区域的拉延筋，凹模与压料圈再次同步下移至与凸模完全合模位置，完成零件成型，凹模上移回到起始高度，压料圈上移回到起始位置。
进一步的，所述凹模下移或上移的方法是：将凹模固定于压机滑块上，通过压机滑块的下移驱动所述凹模下移。
进一步的，所述压料圈上移或下移的驱动方法是：将压料圈与所述压机的液压垫托杆固定，由所述液压垫托杆驱动所述压料圈上移或下移。
进一步的，所述凹模与压料圈同步下移的方法是：通过压机滑块的下移驱动凹模和压料圈沿所述液压垫托杆同步下移。
更进一步的，上述所述的铝制机罩内板的成型方法，包括以下步骤：
步骤一：将板料放置于压料圈上，压机滑块驱动凹模由上死点开始向下移动至凹模与压料圈配合位置，凹模与压料圈同步下移，完成板料在压料圈区域的拉延筋成型；
步骤二：凹模与压料圈继续同步下移，压料板与凸模配合，同时凹模与压料板持续下移，完成板料在压料板区域的拉延筋成型；
步骤三：凹模与压料圈再次同步下移，压料板向凹模内侧收缩，直至凹模与凸模合模，完成零件成型；
步骤四：压机滑块驱动凹模上移，凹模与板料脱离，压料板伸出凹模，压料板与板料脱离，压机滑块继续驱动凹模上移至上死点，液压垫托杆驱动压料圈上移至起始位置。
本发明的有益效果是：本发明所设计的机罩内板零件采用开口拉延加工方式，相比闭口拉延，板料的整体材料利用率提升了5％左右，有效的降低了机罩内板的制造成本。开口拉延区域对材料的成型性要求相对较低，机罩内板风窗转角区域无压料筋设置，相对降低了此区域板料的减薄率，提升了成型裕度测试的可行性，降低了零件的开裂风险。
附图说明
图1为本发明中铝制机罩内板的成型模具的合模立体图；
图2为图1中爆炸图；
图3为本发明中凹模俯视图；
图4为本发明中压料圈俯视图；
图5为本发明中压料板俯视图；
图6为本发明中凸模俯视图；
图7为本发明中成型模具初始状态纵向截面图；
图8为本发明中凹模与压料圈配合时的成型模具纵向截面图；
图9为本发明中凹模与压料圈同步下移，压料板即将与凸模配合时的成型模具纵向截面图；
图10为本发明中凹模与压料圈继续同步下移，压料板与凸模配合时的成型模具纵向截面图；
图11为本发明中凹模与压料圈再次同步下移，凸凹模合模时的成型模具纵向截面图；
图12为本发明中采用开口拉延方式加工成型的机罩内板结构主视图；
图13为现有技术中采用闭口拉延方式成型的机罩内板结构主视图；
其中，1—凹模(1.1—凹模座，1.2—凹模体)，2—凸模(2.1—凸模座，2.2—凸模体)，3—压料圈，4—压料板，5—插入杆，6—氮气弹簧，7—减震限位器，8—机罩内板，9—周向拉延筋，10—风窗转角区域拉延筋，11—工艺补充面板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1—12所示的铝制机罩内板的成型模具，包括上下布置的凹模1、凸模2和位于凹模1与凸模2之间的压料圈3，以及设置于凹模1内的压料板4。
凹模1包括与压料圈3对应的环形的凹模座1.1和设置于凹模座1.1中部的凹模体1.2，压料板4为沿凹模座1.1的长度方向、设置于凹模座1.1一侧内部的长直板。压料板4与凹模1之间连接有氮气弹簧6和减震限位器7。
凸模2包括环形的凸模座2.1和位于凸模座2.1中部的凸模体2.2，压料圈3为与凸模座2.1配合的环形压料圈，压料圈3可整体插入凸模2内，凹模1与压料圈3之间距离小于压料板4与压料圈3之间距离。压料圈3的底面沿其周向间隔设置有多个向下布置、可插入凸模座2.1与凸模体2.2之间间隙内的插入杆5。
基于上述的铝制机罩内板的成型模具，将板料8放置于压料圈3上，将凹模1固定于压机滑块上，将压料圈3与压机的液压垫托杆固定，通过压机滑块的下移驱动凹模1下移，凹模1与压料圈3配合，凹模1与压料圈3同步下移，加工板料在压料圈区域拉延筋，压料板4与凸模2配合，通过压机滑块的下移驱动凹模1和压料圈3沿液压垫托杆同步下移，加工板料3在压料板区域的拉延筋，凹模1与压料圈3再次同步下移至与凸模2完全合模位置，完成零件成型，凹模1上移回到起始高度，压料圈3上移回到起始位置。
具体的，铝制机罩内板的成型方法，包括以下步骤：
步骤一：将板料放置于压料圈3上，压机滑块驱动凹模1由上死点开始向下移动至凹模1与压料圈3配合位置，凹模1与压料圈3同步下移，完成板料在压料圈区域的拉延筋成型；
步骤二：凹模1与压料圈3继续同步下移，压料板4与凸模2配合，同时凹模1与压料板4持续下移，完成板料在压料板区域的拉延筋成型；
步骤三：凹模1与压料圈3再次同步下移，压料板4向凹模1内侧收缩，直至凹模1与凸模2合模，完成零件成型；
步骤四：压机滑块驱动凹模1上移，凹模1与板料脱离，压料板4伸出凹模1，压料板4与板料脱离，压机滑块继续驱动凹模1上移至上死点，液压垫托杆驱动压料圈3上移至起始位置。
本发明中，将开口拉延的加工方法在铝板机罩内板上成功实施，为提升铝板材料利用率提供了新的思路与实例支撑，为降低铝制机罩内板风窗转角区域拉延开裂风险提供了新的工艺参考。凹模1、压料板4、压料圈3、凸模2等的成型接触时机，相对固定，而且，不同于闭口拉延工艺，本发明中压料圈3拉延筋成型与压料板4拉延筋成型存在一个时间差，这个时间差保证了成型的可行性。
本发明的替代方案可以将上模压料面作为一个整体，下模划分凸模2与压料板4的整体结构，开口拉延区域的工艺型面不发生变化，工作原理和上述方案保持一致，不同点是将活动压料区域的上下位置进行了更换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种铝制机罩内板的成型模具，包括上下布置的凹模(1)、凸模(2)和位于所述凹模(1)与所述凸模(2)之间的压料圈(3)，其特征在于：它还包括设置于所述凹模(1)内的压料板(4)，所述压料板(4)与所述凹模(1)之间连接有弹性复位结构，所述压料圈(3)可整体插入所述凸模(2)内，所述凹模(1)与所述压料圈(3)之间距离小于所述压料板(4)与所述压料圈(3)之间距离。
2.如权利要求1所述的铝制机罩内板的成型模具，其特征在于：所述凸模(2)包括环形的凸模座(2.1)和位于所述凸模座(2.1)中部的凸模体(2.2)，所述压料圈(3)为与所述凸模座(2.1)配合的环形压料圈，所述压料圈(3)的底面沿其周向间隔设置有多个向下布置、可插入所述凸模座(2.1)与所述凸模体(2.2)之间间隙内的插入杆(5)。
3.如权利要求2所述的铝制机罩内板的成型模具，其特征在于：所述凹模(1)包括与所述压料圈(3)对应的环形的凹模座(1.1)和设置于所述凹模座(1.1)中部的凹模体(1.2)，所述压料板(4)为沿所述凹模座(1.1)的长度方向、设置于所述凹模座(1.1)一侧内部的长直板。
4.如权利要求3所述的铝制机罩内板的成型模具，其特征在于：所述弹性复位结构包括连接于所述压料板(4)与所述凹模座(1.1)之间的氮气弹簧(6)。
5.如权利要求4所述的铝制机罩内板的成型模具，其特征在于：所述压料板(4)与所述凹模座(1.1)之间还连接有减震限位器(7)。
6.一种铝制机罩内板的成型方法，其特征在于：它包括上述权利要求1—5中任意一项所述的铝制机罩内板的成型模具，将板料(8)放置于压料圈(3)上，凹模(1)下移，凹模(1)与压料圈(3)配合，凹模(1)与压料圈(3)同步下移，加工板料在压料圈区域拉延筋，压料板(4)与凸模(2)配合，凹模(1)与压料圈(3)继续同步下移，加工板料(3)在压料板区域的拉延筋，凹模(1)与压料圈(3)再次同步下移至与凸模(2)完全合模位置，完成零件成型，凹模(1)上移回到起始高度，压料圈(3)上移回到起始位置。
7.如权利要求6所述的铝制机罩内板的成型方法，其特征在于：所述凹模(1)下移或上移的方法是：将凹模(1)固定于压机滑块上，通过压机滑块的下移驱动所述凹模(1)下移。
8.如权利要求7所述的铝制机罩内板的成型方法，其特征在于：所述压料圈(3)上移或下移的驱动方法是：将压料圈(3)与所述压机的液压垫托杆固定，由所述液压垫托杆驱动所述压料圈(3)上移或下移。
9.如权利要求8所述的铝制机罩内板的成型方法，其特征在于：所述凹模(1)与压料圈(3)同步下移的方法是：通过压机滑块的下移驱动凹模(1)和压料圈(3)沿所述液压垫托杆同步下移。
10.如权利要求9所述的铝制机罩内板的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将板料放置于压料圈(3)上，压机滑块驱动凹模(1)由上死点开始向下移动至凹模(1)与压料圈(3)配合位置，凹模(1)与压料圈(3)同步下移，完成板料在压料圈区域的拉延筋成型；
步骤二：凹模(1)与压料圈(3)继续同步下移，压料板(4)与凸模(2)配合，同时凹模(1)与压料板(4)持续下移，完成板料在压料板区域的拉延筋成型；
步骤三：凹模(1)与压料圈(3)再次同步下移，压料板(4)向凹模(1)内侧收缩，直至凹模(1)与凸模(2)合模，完成零件成型；
步骤四：压机滑块驱动凹模(1)上移，凹模(1)与板料脱离，压料板(4)伸出凹模(1)，压料板(4)与板料脱离，压机滑块继续驱动凹模(1)上移至上死点，液压垫托杆驱动压料圈(3)上移至起始位置。
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