CN113695442B - 盒形件的圆角的成型方法和成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盒形件的圆角的成型方法，包括以下步骤：提供板材；对板材进行第一冲压，形成第一坯料，第一坯料包括第一底板、第一侧板、和第一法兰板；第一侧板与第一底板连接处形成第一成型角；第一底板与所述第一法兰板之间的距离为H1；对所述第一坯料进行第二冲压，形成第二坯料，第二坯料包括第二底板、第二侧板、和第二法兰板；第二侧板与第二底板连接处形成第二成型角；第二底板与所述第二法兰板之间的距离为H2；第一成型角的直径＞圆角直径≥第二成型角的直径，H＜H2＜H1；对第二坯料进行加工。还提供一种用于上述成型方法的成型设备。本发明提供的盒形件的圆角的成型方法其步骤简单，有效降低了生产成本，提高了生产效率及产品质量。

Description

盒形件的圆角的成型方法和成型设备

技术领域

本发明涉及机械成型技术领域，特别是涉及一种盒形件的圆角的成型方法和成型设备。

背景技术

一种盒形铝材产品，由于其高度较矮，而在其盒形侧壁的连接处为圆角过渡连接，此圆角的直径非常小，在1毫米左右，因此其成型非常困难，传统成型方法为选择厚度较厚的铝板材，通过机械加工的方式直接将铝板材加工成盒形件，此种方法不仅会消耗较多的原材料，使材料成本过高，且在后序机械加工的过程中需要采用CNC的加工方式对盒形件的外表及内腔进行加工，此加工过程时间较长，加工效率低，且CNC设备占用时间较长，生产成本高，市场竞争力低下。

发明内容

基于此，本发明提供一种盒形件的圆角的成型方法和成型设备，以解决生产成本高、生产效率低等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种盒形件的圆角的成型方法，所述盒形件包括矩形的底板和围设于所述底板并与所述底板垂直设置的侧板；所述侧板与所述底板连接处形成圆角，所述圆角的直径为D；所述底板与所述侧板远离所述底板一端的距离为H；包括以下步骤：

提供板材；

对所述板材进行第一冲压，使所述板材成型为第一坯料，所述第一坯料包括第一底板、围设于所述第一底板并与所述第一底板垂直设置的第一侧板、沿所述第一侧板远离所述第一底板一端向外延伸且与所述第一底板平行的第一法兰板；所述第一侧板与所述第一底板连接处形成第一成型角；所述第一成型角的直径为D1；所述第一底板与所述第一法兰板之间的距离为H1；

对所述第一坯料进行第二冲压，形成第二坯料，所述第二坯料包括第二底板、围设于所述第二底板并与所述第二底板垂直设置的第二侧板、沿所述第二侧板远离所述第二底板一端向外延伸且与所述第二底板平行的第二法兰板；所述第二侧板与所述第二底板连接处形成第二成型角；所述第二成型角的直径为D2；所述第二底板与所述第二法兰板之间的距离为H2；

其中，所述D1＞D≥D2，所述H＜H2＜H1；

对所述第二坯料进行加工，得到所述盒形件。

对上述技术方案的进一步改进是：

在对所述第一坯料进行第二冲压之前，还包括以下步骤：

对所述第一坯料进行中间冲压，进一步成型第一坯料，形成中间冲压后的第一坯料，所述中间冲压后的第三坯料包括第三底板、围设于所述第三底板并与所述第三底板垂直设置的第三侧板、沿所述第三侧板远离所述第三底板一端向外延伸且与所述第三底板平行的第三法兰板；所述第三侧板与所述第三底板连接处形成第三成型角；所述第三成型角的直径为D3；所述第三底板与所述第三法兰板之间的距离为H3；

其中，所述D1＞D≥D2，D3＞D2，所述H＜H2＜H3＜H1。

在对所述第一坯料进行第二冲压前，还包括以下步骤：

将所述第一坯料扣置于冲压设备的凸模上，所述第一法兰板朝向所述凸模放置，所述第一法兰板与所述凸模外围的下脱料板接触，所述第一底板与所述凸模接触。

在对所述第一坯料进行第二冲压后，还包括脱模步骤：

开模，凹模上行，同时位于所述凹模中心的上脱料板下行，使所述第二坯料留在所述凸模上；位于所述凸模外围的下脱料板上行，所述脱料板向上推动所述第二法兰板，使所述第二坯料脱模。

还提供一种模具，包括一种盒形件的圆角的成型设备，包括上模组件和下模组件，用于上述的盒形件的圆角的成型方法，

所述上模组件包括由上至下依次设置的上模座、与所述上模座固定连接的上夹板、与所述上夹板固定连接的止挡板、和与所述止挡板固定连接的安装板；

所述安装板心部设有第一安装通孔，所述第一安装通孔内设置有凹模；所述凹模心部设有第二安装通孔，所述第二安装通孔内设置有上脱料板；所述凹模与所述止挡板固定连接，所述上脱料板与所述上夹板活动连接；

所述下模组件包括由下至上依次设置的下模座、与所述下模座固定连接的下夹板、与所述下夹板活动连接的下脱料板；所述下脱料板心部设有第三安装通孔，所述下夹板心部设有第四安装通孔，所述第三安装通孔和所述第四安装通孔内设置有凸模；所述凸模与所述下模座活动连接。

进一步地，所述上夹板上设有套筒安装孔，所述套筒安装孔内设置有等高套筒，所述上脱料板通过所述等高套筒与所述上夹板活动连接，所述上脱料板能够沿所述套筒安装孔的轴向方向上下移动。

进一步地，所述上夹板上设有多个第一弹簧安装孔，所述多个第一弹簧安装孔内分别设有第一氮气弹簧，所述第一氮气弹簧的固定端与所述上夹板固定连接，所述第一氮气弹簧的伸缩端与所述上脱料板固定连接，从而驱动所述上脱料板上下移动。

进一步地，所述下夹板上设有多个第二弹簧安装孔，所述多个第二弹簧安装孔内分别设有第二氮气弹簧，所述第二氮气弹簧的伸缩端与所述下脱料板固定连接。

进一步地，还包括液压垫系统，所述液压垫系统与所述下脱料板固定连接。

进一步地，所述凸模与所述凹模至少包括两组，第一凸模和第一凹模用于对所述板材进行第一冲压，第二凸模和第二凹模用于对所述第一坯料进行第二冲压。

由本发明的技术方案可知，本发明的盒形件的圆角的成型方法先对板材进行第一冲压，使其第一成型角的直径大于最终成型的圆角直径，同时使第一底板与第一法兰板之间的距离大于最终的成型高度，以便对第一坯料进行第二冲压。对所述第一坯料进行第二冲压时，相当于镦粗过程，使第二底板与第二法兰板之间的距离变小，使第二成型角的直径变小，最终得到所述盒形件。由于该盒形件的圆角直径非常小，因此如果用直接冲压的方式不仅难以使圆角成型，还容易在圆角位置产生裂纹等缺陷，因此发明人采用先成型大角，再逐步将大角变小的方式对其进行成型，其成型方式可靠，且对原板材进行多次冲压成形的过程能够改善产品的力学性能，使产品品质得到提高，同时生产效率高，生产成本低。本发明的盒形件的圆角的成型设备，其上脱料板与上夹板活动连接，从而能够将盒形件顶出，使之在凹模上进行脱模操作，同时位于下模组件上的下脱料板与下夹板活动连接，下脱料板能够将盒形件顶出完成脱模。由于上脱料板位于凹模的心部，其整体向下对盒形件施加压力，其与顶针等顶出部件相比其顶出力更为平稳，能够避免在顶出过程中使工盒形件产生变形。而下脱料板与法兰板四周接触，在脱料过程中对盒形件施力也较为平稳，有利于提高产品质量，防止产品变形。

附图说明

图1为本发明实施例盒形件的圆角的成型方法的流程示意图。

图2为本发明实施例盒形件的结构示意图。

图3为本发明实施例盒形件的圆角的成型设备的结构示意图。

图4为本发明实施例盒形件的圆角的成型设备的剖视结构示意图。

附图中各标号的含义为：

100-盒形件；200-盒形件的圆角的成型设备；101-第一圆角；102-侧板；103-底板；104-法兰板；201-上承板；202-上垫角；203-上模座；204-限位柱；205-上垫板；206-上夹板；207-止挡板；208-安装板；209-下脱料板；210-下夹板；211-限位孔柱；212-下垫板；213-下模座；214-下垫角；215-下承板；216-凹模；217-上脱料板；218-内导柱；219-凸模。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图所示，为本实施例的盒形件100，包括矩形的底板103和围设于所述底板103并与所述底板103垂直设置的四个侧板102；所述四个侧板102与所述底板103连接处形成第一圆角101，所述第一圆角101的直径为D；所述底板103与所述侧板102远离所述底板103一端的距离为H。具体的本实施例的盒形件100还包括沿所述侧板102远离所述底板103一端向外延伸且与所述底板103平行设置的法兰板104，所述法兰板104与所述侧板102连接处形成第二圆角，所述第二圆角的直径为D’，其中，第一圆角101和第二圆角均为直径较小的成型角，具体地，D为0.2mm，D’为0.4mm，H为7mm。

本实施例的盒形件的圆角的成型方法，包括以下步骤：

S1、提供板材：提供金属Al5052板材,具体地在本实施例中板材厚度为0.8mm。

S2、第一冲压：对所述板材进行第一冲压，使所述板材成型为第一坯料，所述第一坯料包括第一底板、围设于所述第一底板并与所述第一底板垂直设置的四个第一侧板、沿所述第一侧板远离所述第一底板一端向外延伸且与所述第一底板平行的第一法兰板；所述四个第一侧板与所述第一底板连接处形成第一成型角；所述第一成型角的直径为D1；所述第一底板与所述第一法兰板之间的距离为H1。在本实施例中，D1为1.6mm，H1为10.2mm。

S3、中间冲压：将所述第一坯料扣置于冲压设备的第一凸模上，所述第一法兰板朝向所述第一凸模放置，所述第一法兰板与所述第一凸模外围的下脱料板209接触，所述第一底板与所述第一凸模接触。

对所述第一坯料进行中间冲压，形成中间冲压后的第一坯料，所述中间冲压后的第一坯料包括第三底板、围设于所述第三底板并与所述第三底板垂直设置的第三侧板、沿所述第三侧板远离所述第三底板一端向外延伸且与所述第三底板平行的第三法兰板；所述第三侧板与所述第三底板连接处形成第三成型角；所述第三成型角的直径为D3；所述第二底板与所述第二法兰板之间的距离为H3。在本实施例中，D3为0.4mm，H3为8.2mm。

开模，第一凹模上行，同时位于所述第一凹模中心的上脱料板217下行，使所述第一坯料留在所述第一凸模上；位于所述第一凸模外围的下脱料板上行，所述脱料板向上推动所述第二法兰板，使所述第一坯料脱模。

S4、第二冲压：将所述中间冲压后的第一坯料扣置于冲压设备的第一凸模上，所述第一法兰板朝向所述第一凸模放置，所述第一法兰板与所述第一凸模外围的下脱料板209接触，所述第一底板与所述第一凸模接触。

对所述中间冲压后的第一坯料进行第二冲压，形成第二坯料，所述第二坯料包括第二底板、围设于所述第二底板并与所述第二底板垂直设置的第二侧板、沿所述第二侧板远离所述第二底板一端向外延伸且与所述第二底板平行的第二法兰板；所述第二侧板与所述第二底板连接处形成第二成型角；所述第二成型角的直径为D2；所述第二底板与所述第二法兰板之间的距离为H2。在本实施例中，D2为0(即所述第三侧板与所述第三底板之间为直角连接)，H2为7.05mm。

开模，第二凹模上行，同时位于所述第二凹模中心的上脱料板217下行，使所述第二坯料留在所述第二凸模上；位于所述第二凸模外围的下脱料板209上行，所述脱料板向上推动所述第二法兰板，使所述第二坯料脱模。

S5、机械加工：对所述第二坯料进行机械加工，得到所述盒形件100。

在本实施例中，所述盒形件为带有法兰板的盒形件100，在进行中间冲压和第二冲压时，凹模216和下脱料板209配合，抵住法兰板，在底板与法兰板高度逐渐降低时，能够使产品屈服，保证变形为垂直方向，不向两侧走料，从而使侧板厚度增加，圆角直径变小，达到成型圆角的目的。当所需制备的盒形件仅仅包括侧板和底板，而没有法兰板时，可采取人为设置的方式，在第一冲压时人为设计，挤压出法兰板，后序成型过程与上述实施例一致，法兰板仅为中间过程为配合成型而设计的，可在最后的机械加工中去除。因此，本发明的盒形件的圆角的成型方法，不仅适用于带有法兰板的盒形件，也适用于没有法兰板的盒形件。

设置中间冲压和第二冲压两次形变过程，可减小坯料每一次的变形量，使最终的成型尺寸更为精准。

本实施例还提供一种盒形件的圆角的成型设备200，用于上述盒形件的圆角的成型方法，包括上模组件和下模组件。

所述上模组件包括由上至下依次设置的上承板201、上垫角202、上模座203、上垫板205、上夹板206、止挡板207、和安装板208。其中，上承板201与上垫角202固定连接，上垫角202与上模座203通过螺栓固定连接，上垫板205和上夹板206通过螺栓和上模座203固定连接，止挡板207通过螺栓和上垫板205固定连接，安装板208和止挡板207通过螺栓固定连接。

所述安装板208心部设有第一安装通孔，所述第一安装通孔内设置有凹模216,所述凹模216通过螺栓与止挡板207固定连接。所述凹模216心部设有第二安装通孔，所述第二安装通孔内设置有上脱料板217；所述上夹板206上设有第一套筒安装孔(图中未示出)，所述第五套筒安装孔内设置有第一等高套筒(图中未示出)，所述上脱料板217通过所述第一等高套筒与所述上夹板206活动连接。所述上夹板206上设有多个第一弹簧安装孔(图中未示出)，所述多个第一弹簧安装孔内分别设有第一氮气弹簧(图中未示出)，所述第一氮气弹簧的固定端与所述上夹板206固定连接，所述第一氮气弹簧的伸缩端与所述上脱料板217固定连接，从而驱动所述上脱料板217上下移动。在所述止挡板207与所述上模座203之间还设置有第四氮气弹簧(图中未示出)，所述第四氮气弹簧的固定端与所述上模座203固定连接，所述第四氮气弹簧的伸缩端与所述止挡板207固定连接。

所述下模组件包括由下至上依次设置的下承板215、下垫角214、下模座213、下垫板212、下夹板210、和下脱料板209。所述下垫角214和所述下承板215固定连接，所述下模座213和所述下垫角214固定连接，所述下垫板212和下夹板210通过螺栓或销钉和下模座213固定连接，所述下夹板210上设有第二套筒安装孔(图中未示出)，所述第二套筒安装孔内设置有第二等高套筒(图中未示出)，所述下脱料板209通过所述第二等高套筒与所述下夹板210活动连接。

所述下脱料板209心部设有第三安装通孔，所述下夹板210心部设有第四安装通孔，所述第三安装通孔和所述第四安装通孔内设置有凸模219。

所述下垫板212和下夹板210上设有多个第二弹簧安装孔(图中未示出)，所述多个第二弹簧安装孔内分别设有第二氮气弹簧(图中未示出)，所述第二氮气弹簧的固定端与所述下模座213固定连接，所述第二氮气弹簧的伸缩端与所述下脱料板209固定连接。所述下垫板212和下夹板210上还设有多个第三弹簧安装孔(图中未示出)，所述多个第三弹簧安装孔内分别设有第三氮气弹簧(图中未示出)，所述第三氮气弹簧的固定端与所述下模座213固定连接，所述第三氮气弹簧的伸缩端与所述凸模219固定连接。其中，所述第三氮气弹簧的弹力是所述第二弹簧弹力的两倍。

所述脱料板形状与所述凸模219形状互相匹配，以保证平稳脱料。

本实施例的盒形件的圆角的成型设备200还包括液压垫系统(图中未示出)，所述液压垫系统与所述下脱料板209固定连接，所述液压垫系统由伺服控制系统控制，从而为所述下脱料板209提供精准的压力保障。

本实施例中的所述凸模219与所述凹模216为三组，第一凸模和第一凹模用于对所述板材进行第一冲压，第二凸模和第二凹模用于对所述第一坯料进行中间冲压，第三凸模和第三凹模用于对所述中间冲压后的第一坯料进行第二冲压。所述第一凸模和第一凹模的尺寸与第一坯料的尺寸相匹配，所述第二凸模和第二凹模的尺寸与中间冲压后的第一坯料的尺寸相匹配，所述第三凸模和第三凹模的尺寸与第二坯料的尺寸相匹配，。

在所述上模座203上还设有用于导向的限位柱204，所述下模座213上设有与限位柱204配合使用的限位孔柱211，所述限位孔柱211为中空结构，可供限位柱204导入。所述下模组件上还可以设有用于导向的内导柱218，上模组件上设有与之配合使用的导柱孔(图中未示出)，所述内导柱218能够插入所述导柱孔，以对上模组件和下模组件进行导向定位。

本发明的盒形件的圆角的成型方法和成型设备，采用全新的成型方式，先将圆角处直径放大，再通过冲压挤压过程逐渐缩小圆角直径尺寸，最终通过CNC机械加工精准成型。其原有生产方式，需要的原料板材厚度为9mm,而现在仅需0.8mm,单件产品节约铝材原料约1.68kg，原材料节约率为89％。且CNC加工时间比原来节约80分钟左右，同时减少了机床的占有率，减少了人力及切削液等生产成本，生产效率也大大提高。且本发明的成型设备采用液压垫伺服系统，其保压控压更为精准，有效保证了盒形件的成型质量。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种盒形件的圆角的成型方法，所述盒形件包括矩形的底板和围设于所述底板并与所述底板垂直设置的侧板；所述侧板与所述底板连接处形成圆角，所述圆角的直径为D；所述底板与所述侧板远离所述底板一端的距离为H；其特征在于，所述盒形件的圆角的成型方法包括以下步骤：

提供板材；

对所述板材进行第一冲压，使所述板材成型为第一坯料，所述第一坯料包括第一底板、围设于所述第一底板并与所述第一底板垂直设置的第一侧板、沿所述第一侧板远离所述第一底板一端向外延伸且与所述第一底板平行的第一法兰板；所述第一侧板与所述第一底板连接处形成第一成型角；所述第一成型角的直径为D1；所述第一底板与所述第一法兰板之间的距离为H1；

对所述第一坯料进行第二冲压，使所述D1变小，H1变小，形成第二坯料，所述第二坯料包括第二底板、围设于所述第二底板并与所述第二底板垂直设置的第二侧板、沿所述第二侧板远离所述第二底板一端向外延伸且与所述第二底板平行的第二法兰板；所述第二侧板与所述第二底板连接处形成第二成型角；所述第二成型角的直径为D2；所述第二底板与所述第二法兰板之间的距离为H2；

其中，所述D1＞D≥D2，所述H＜H2＜H1；

对所述第二坯料进行加工，得到所述盒形件；

在对所述第一坯料进行第二冲压之前，还包括以下步骤：

对所述第一坯料进行中间冲压，进一步成型第一坯料，形成中间冲压后的第三坯料，所述中间冲压后的第三坯料包括第三底板、围设于所述第三底板并与所述第三底板垂直设置的第三侧板、沿所述第三侧板远离所述第三底板一端向外延伸且与所述第三底板平行的第三法兰板；所述第三侧板与所述第三底板连接处形成第三成型角；所述第三成型角的直径为D3；所述第三底板与所述第三法兰板之间的距离为H3；

其中，所述D1＞D≥D2，D3＞D2，所述H＜H2＜H3＜H1；

在对所述第一坯料进行第二冲压前，还包括以下步骤：

将所述第一坯料扣置于冲压设备的凸模上，所述第一法兰板朝向所述凸模放置，所述第一法兰板与所述凸模外围的下脱料板接触，所述第一底板与所述凸模接触；

在对所述第一坯料进行第二冲压后，还包括脱模步骤：

开模，凹模上行，同时位于所述凹模中心的上脱料板下行，使所述第二坯料留在所述凸模上；位于所述凸模外围的下脱料板上行，所述下脱料板向上推动所述第二法兰板，使所述第二坯料脱模。

2.一种盒形件的圆角的成型设备，包括上模组件和下模组件，其特征在于：用于权利要求1所述的盒形件的圆角的成型方法，

所述上模组件包括由上至下依次设置的上模座、与所述上模座固定连接的上夹板、与所述上夹板固定连接的止挡板、和与所述止挡板固定连接的安装板；

所述安装板心部设有第一安装通孔，所述第一安装通孔内设置有凹模；所述凹模心部设有第二安装通孔，所述第二安装通孔内设置有上脱料板；所述凹模与所述止挡板固定连接，所述上脱料板与所述上夹板活动连接；

所述下模组件包括由下至上依次设置的下模座、与所述下模座固定连接的下夹板、与所述下夹板活动连接的下脱料板；所述下脱料板心部设有第三安装通孔，所述下夹板心部设有第四安装通孔，所述第三安装通孔和所述第四安装通孔内设置有凸模；所述凸模与所述下模座活动连接。

3.根据权利要求2所述的盒形件的圆角的成型设备，其特征在于：所述上夹板上设有套筒安装孔，所述套筒安装孔内设置有等高套筒，所述上脱料板通过所述等高套筒与所述上夹板活动连接，所述上脱料板能够沿所述套筒安装孔的轴向方向上下移动。

4.根据权利要求2所述的盒形件的圆角的成型设备，其特征在于：所述上夹板上设有多个第一弹簧安装孔，所述多个第一弹簧安装孔内分别设有第一氮气弹簧，所述第一氮气弹簧的固定端与所述上夹板固定连接，所述第一氮气弹簧的伸缩端与所述上脱料板固定连接，从而驱动所述上脱料板上下移动。

5.根据权利要求2所述的盒形件的圆角的成型设备，其特征在于：所述下夹板上设有多个第二弹簧安装孔，所述多个第二弹簧安装孔内分别设有第二氮气弹簧，所述第二氮气弹簧的伸缩端与所述下脱料板固定连接。

6.根据权利要求2所述的盒形件的圆角的成型设备，其特征在于：还包括液压垫系统，所述液压垫系统与所述下脱料板固定连接。

7.根据权利要求2所述的盒形件的圆角的成型设备，其特征在于：所述凸模与所述凹模至少包括两组，第一凸模和第一凹模用于对所述板材进行第一冲压，第二凸模和第二凹模用于对所述第一坯料进行第二冲压。