CN113878018B - 一种下模压边圈、拉延模具、使用方法及拉延工序件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种下模压边圈、拉延模具、使用方法及拉延工序件，下模压边圈包括压边圈主体，压边圈主体上设置有第一工艺压料面，第一工艺压料面在压边圈主体上的位置，对应于拉延工序件的第二工艺压料面的角部位置；第一工艺压料面自压边圈主体的分模线朝压边圈主体的外轮廓线延伸，并形成曲面，曲面位于球面上。当投影面积相等时，球面的实际面积大于平面的实际面积，相对于平面结构，板料沿着球面流动时，收缩线变长，板料的流动面积更大，将曲面设计在角部位置，可以舒缓甚至解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，避免角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等缺陷。

Description

一种下模压边圈、拉延模具、使用方法及拉延工序件

技术领域

本申请涉及冲压制造技术领域，特别涉及一种下模压边圈、拉延模具、使用方法及拉延工序件。

背景技术

在汽车整车开发中，外覆盖件的市场周期较短，变更较为频繁，而汽车外覆盖件的型面复杂，尺寸较大，精度要求高，外观质量要求严格，因此，拉延模具是汽车外覆盖件生产制造中的重要设备。

拉延，是利用拉延模具使平面板料变为设计形状的冲压工序，又称拉伸。拉延可以制成简形、阶梯形及其他复杂形状的薄壁零件。

拉延模具一般主要包括拉延上模、拉延下模以及压边圈。拉延上模用于与拉延下模合围而形成一个与所需拉延的零件相一致的型腔。压边圈通常位于拉延上模上，并且压边圈用于固定拉延所用的板料。进行冲压成型时，拉延上模向着拉延下模运动，将板料的边缘夹固于拉延上模与压边圈之间；接着，拉延上模继续向下运动，与拉延下模一起将板料的其余部分压至拉延上模和拉延下模之间所形成的型腔内，进而将板料拉延成所需加工的零件。

在板料的拉延成型过程中，常常会由于各种原因出现起皱、产品型面扭曲回弹等多种零件缺陷，常见的大型外覆零件包括诸如汽车的顶盖、侧围、后背门、机罩外板、行李箱上片等中的某些零件。

比如，相关技术中，参见图1，其示意的是机罩外板的拉延工序件，图2示意的是图1中A-A向示意图，其中，机罩外板的工艺压料面1’在产品型面2’的外侧，由于相关的冲压拉延模具设计的工艺压料面一般比较平坦，也就是说压边圈比较平坦，冲压成型时，机罩外板的工艺压料面1’同样为平坦状，使得工艺压料面1’的水平夹角α小于等于3°，其中，该水平夹角α指的是工艺压料面1’与水平面3’之间的夹角，需要说明的是，由于工艺压料面1’由压边圈形成的，故压边圈存在相同的水平夹角α。一方面，在对料板进行冲压成型时，材料会向形成于拉延上模和拉延下模之间的型腔内流动，由于材料流动过程中，各处材料之间具有互相挤压、阻碍的趋势，使得材料向型腔内流动较为困难，尤其是所需要冲压成型的拉延工序件在角部位置的材料流动更加困难，流动不均匀，这样会导致板料成型过程中主次应变不均匀，造成拉延工序件在角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等多种零部件缺陷。另一方面，由于工艺压料面1’的水平夹角α小于等于3°，这个角度会进一步地造成拉延工序件在角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等多种零部件缺陷。

再比如，参见图3，其示意的是行李箱上片的拉延工序件，图4示意的是图3中B-B向示意图，其中，行李箱上片的工艺压料面1’在产品型面2’的外侧，由于相关的冲压拉延模具设计的工艺压料面一般比较平坦，也就是说压边圈比较平坦，冲压成型时，行李箱上片的工艺压料面1’同样为平坦状，使得工艺压料面1’的零件形状趋势延伸线夹角β小于等于3°，其中，该零件形状趋势延伸线夹角β指的是工艺压料面1’与零件形状趋势延伸线4’之间的夹角，需要说明的是，由于工艺压料面1’由压边圈形成的，故压边圈存在相同的零件形状趋势延伸线夹角β。一方面，在对料板进行冲压成型时，材料会向形成于拉延上模和拉延下模之间的型腔内流动，由于材料流动过程中，各处材料之间具有互相挤压、阻碍的趋势，使得材料向型腔内流动较为困难，尤其是所需要冲压成型的拉延工序件在角部位置的材料流动更加困难，流动不均匀，这样会导致板料成型过程中主次应变不均匀，造成拉延工序件在角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等多种零部件缺陷。另一方面，由于工艺压料面1’的零件形状趋势延伸线夹角β小于等于3°，这个角度会进一步地造成拉延工序件在角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等多种零部件缺陷。

发明内容

本申请实施例提供一种下模压边圈、拉延模具、使用方法及拉延工序件，以解决相关技术中因拉延工序件在角部位置的材料流动更加困难，流动不均匀，导致板料成型过程中主次应变不均匀，造成拉延工序件在角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等多种零部件缺陷的问题。

第一方面，提供了一种下模压边圈，其用于制造拉延工序件，所述下模压边圈包括压边圈主体，所述压边圈主体上设置有第一工艺压料面，且所述第一工艺压料面在所述压边圈主体上的位置，对应于拉延工序件的第二工艺压料面的角部位置；

所述第一工艺压料面自所述压边圈主体的分模线朝所述压边圈主体的外轮廓线延伸，并形成一曲面，所述曲面位于一球面上。

在同一个平面上进行投影，当投影的面积相等时，球面结构的实际面积是大于平面结构的实际面积，当板料流动时，相对于平面结构，板料沿着球面结构流动时，收缩线会变得更加长，这样可以增加板料的流动行程，进而使得板料的流动面积更大，利用这一原理，将曲面的第一工艺压料面设计在角部位置，可以舒缓、甚至是解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，可以确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

一些实施例中，在所述压边圈主体上且所述第一工艺压料面处的分模线的半径为r，所述球面的半径为R，所述球面的半径R是r的若干倍。

一些实施例中，所述球面的半径R是r的3.25倍。

一些实施例中，所述第一工艺压料面的水平夹角α取值范围为12°～24°；

或者，所述第一工艺压料面的零件形状趋势延伸线夹角β取值范围为12°～24°。

一些实施例中，α取值范围为12°、15°、18°、21°或24°；

或者，β取值范围为12°、15°、18°、21°或24°。

第二方面，提供了一种拉延模具，其包括：

拉延上模；

拉延下模，其位于所述拉延上模下方，并且与所述拉延上模相对设置，所述拉延下模包括底板和拉延凸模，所述拉延凸模组设于所述底板上；以及，

如上任一所述的下模压边圈，所述下模压边圈设于所述底板上，并位于所述拉延凸模外侧。

第三方面，提供了一种如上所述的拉延模具的使用方法，其包括如下步骤：

升起拉延上模，并将料板放置于下模压边圈上；

驱使所述拉延上模向下移动，对所述料板进行冲压，以形成拉延工序件。

一些实施例中，在驱使所述拉延上模向下移动之前，所述使用方法还包括：利用拉延顶杆，将所述下模压边圈顶起；

对所述料板进行冲压，包括：

以第一冲压力，利用所述拉延上模，将所述料板在所述下模压边圈上进行预冲压，以使所述板料对应于第一工艺压料面处的部分预展开；

以第二冲压力，利用所述拉延上模，驱使所述料板和所述下模压边圈整体向下运动至所述底板和拉延凸模，以形成拉延工序件。

在本实施例中，利用第一冲压力，在拉延上模与下模压边圈上进行料板的预冲压，以使板料对应于第一工艺压料面处的部分预展开，其好处是有利于板料在后续工序中正式冲压时，使角部位置的板料在成型过程中流动更加均匀，拉延工序件内部的应力更加的均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

第四方面，提供了一种拉延工序件，所述拉延工序件使用如上所述的拉延模具拉延而成的。

一些实施例中，所述拉延工序件为机罩外板或行李箱上片。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种下模压边圈、拉延模具、使用方法及拉延工序件，由于在同一个平面上进行投影，当投影的面积相等时，球面结构的实际面积是大于平面结构的实际面积，当板料流动时，相对于平面结构，板料沿着球面结构流动时，收缩线会变得更加长，这样可以增加板料的流动行程，进而使得板料的流动面积更大，因此，本申请利用这一原理，将曲面的第一工艺压料面设计在角部位置，可以舒缓、甚至是解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，可以确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为相关技术中提供的机罩外板的拉延工序件示意图；

图2为图1中A-A向示意图；

图3为相关技术中提供的行李箱上片的拉延工序件示意图；

图4为图3中B-B向示意图；

图5为本申请实施例提供的下模压边圈置于拉延下模时的平面示意图；

图6为本申请实施例提供的下模压边圈与拉延凸模的平面示意图；

图7为图6中C处局部放大图；

图8为图7中K-K向示意图；

图9为图7中D-D处、E-E处、F-F处、G-G处、H-H处的截面对比图。

图中：1’、工艺压料面；2’、产品型面；3’、水平面；4’、零件形状趋势延伸线。

1、压边圈主体；10、第一工艺压料面；2、拉延下模；20、底板；21、拉延凸模。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种下模压边圈，其能解决相关技术中因拉延工序件在角部位置的材料流动更加困难，流动不均匀，导致板料成型过程中主次应变不均匀，造成拉延工序件在角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等多种零部件缺陷的问题。

结合图5、图6、图7和图8所示，本申请实施例提供的一种下模压边圈，该下模压边圈是用来配合拉延上模和拉延下模2，对料板进行冲压加工，从而制造拉延工序件，其中，下模压边圈包括压边圈主体1，压边圈主体1上设置有第一工艺压料面10，且第一工艺压料面10在压边圈主体1上的位置，对应于拉延工序件的第二工艺压料面的角部位置；第一工艺压料面10自压边圈主体1的分模线朝压边圈主体1的外轮廓线延伸，并形成一曲面，曲面位于一球面上，也就是说，该第一工艺压料面10是一个球面结构。

需要说明的是，拉延工序件是具有产品型面和工艺压料面，且工艺压料面是在产品型面的外侧，并且工艺压料面与产品型面相连接，拉延工序件的产品型面是由拉延下模2上的拉延凸模21形成的，拉延工序件的工艺压料面是由下模压边圈形成的，也就是说，拉延下模2上的拉延凸模21对应于拉延工序件的产品型面，下模压边圈对应于拉延工序件的工艺压料面。

为了区别，本申请中将拉延工序件的工艺压料面称之为第二工艺压料面，压边圈主体1本身是对应于第二工艺压料面，也就是说，压边圈主体1本身就相当于是一个工艺压料面，在这个工艺压料面中，其中一部分称之为第一工艺压料面10，该第一工艺压料面10是对应于拉延工序件的第二工艺压料面的角部位置，且本申请中将第一工艺压料面10设计成一个曲面，该曲面属于球面结构的一部分。

在同一个平面上进行投影，当投影的面积相等时，球面结构的实际面积是大于平面结构的实际面积，当板料流动时，相对于平面结构，板料沿着球面结构流动时，收缩线会变得更加长，这样可以增加板料的流动行程，进而使得板料的流动面积更大，利用这一原理，将曲面的第一工艺压料面10设计在角部位置，可以舒缓、甚至是解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，可以确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

参见图7、图8和图9所示，在一些优选的实施方式中，在压边圈主体1上且第一工艺压料面10处的分模线的半径为r，球面的半径为R，球面的半径R是r的若干倍，可以从2.5～3.5中选择。

在一些优选的实施方式中，球面的半径R是r的3.25倍。

参见图8所示，在一些优选的实施方式中，第一工艺压料面10的水平夹角α取值范围为12°～24°；通常，机罩外板等零件，采用水平夹角α。

或者，第一工艺压料面10的零件形状趋势延伸线夹角β取值范围为12°～24°。通常而言，背门或者行李箱上片等零件，采用零件形状趋势延伸线夹角β。

在一些优选的实施方式中，α取值范围为12°、15°、18°、21°或24°；

或者，β取值范围为12°、15°、18°、21°或24°。

申请人经过大量的试验研究后发现，上述水平夹角α或者零件形状趋势延伸线夹角β在取值时，通常是间隔一定度数取值，这种间隔的度数不能太大，也不能太小，通常采用3°间隔进行取值，在舒缓甚至解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀方面具有更好的效果，从而更好地避免角部位置起皱、产品型面扭曲回弹等缺陷。

在一些优选的实施方式中，对于压边圈主体1上除了第一工艺压料面10以外的其余工艺压料面，这些工艺压料面与第一工艺压料面10之间形成均匀过渡。这样不仅可以使得角部位置的板料均匀顺利地流入形成于拉延上模和拉延下模之间的型腔内，而且在成型过程中，可以进一步地使主次应变均匀分布，有效地抑制拉延工序件扭曲回弹，提高拉延工序件尺寸精度和拉延工序件的外观质量。

参见图5、图6、图7、图8和图9所示，本申请实施例还提供了一种拉延模具，该拉延模具包括拉延上模、拉延下模2和下模压边圈，拉延下模2位于拉延上模下方，并且与拉延上模相对设置，拉延下模2包括底板20和拉延凸模21，拉延凸模21组设于底板20上；以及下模压边圈，下模压边圈设于底板20上，并位于拉延凸模21外侧。

利用本申请实施例提供的拉延模具在冲压制造拉延工序件时，由于在同一个平面上进行投影，当投影的面积相等时，球面结构的实际面积是大于平面结构的实际面积，当板料流动时，相对于平面结构，板料沿着球面结构流动时，收缩线会变得更加长，这样可以增加板料的流动行程，进而使得板料的流动面积更大，因此，本申请利用这一原理，将曲面的第一工艺压料面10设计在下模压边圈的角部位置，可以舒缓、甚至是解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，可以确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

采用上述拉延模具制造的拉延工序件，具有零件尺寸精度高、零件的外观质量好的优点。

本申请实施例还提供了一种上述拉延模具的使用方法，该使用方法包括如下步骤：

101：将拉延上模向上升起来，然后将料板放置于下模压边圈上；

102：驱使拉延上模向下移动，并对料板进行冲压，通过冲压，以使得料板形成拉延工序件。

本申请实施例提供的使用方法，步骤简单，操作可靠。

本申请实施例提供的使用方法，在进行冲压拉延工序件时，由于所使用的拉延模具中采用了上述实施例提供的下模压边圈，该下模压边圈基于的原理为：在同一个平面上进行投影，当投影的面积相等时，球面结构的实际面积是大于平面结构的实际面积，当板料流动时，相对于平面结构，板料沿着球面结构流动时，收缩线会变得更加长，这样可以增加板料的流动行程，进而使得板料的流动面积更大。因此，本申请利用这一原理，对下模压边圈进行改进，将曲面的第一工艺压料面10设计在下模压边圈的角部位置，这样便可以舒缓、甚至是解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，可以确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

正是利用上述下模压边圈，再配合简单的操作步骤，便可以冲压出零件尺寸精度高、零件的外观质量好的拉延工序件。

在一些优选的实施方式中，在驱使拉延上模向下移动之前，使用方法还包括：利用拉延顶杆，将下模压边圈顶起；

对料板进行冲压，包括：

以第一冲压力，利用拉延上模，将料板在下模压边圈上进行预冲压，以使板料对应于第一工艺压料面10处的部分预展开；

以第二冲压力，利用拉延上模，驱使料板和下模压边圈整体向下运动至底板20和拉延凸模21，以形成拉延工序件。

本实施例中，第一冲压力与第二冲压力可以相同，也可以不相同，在不相同的情况下，第一冲压力可以小于或大于第二冲压力，通常而言，第一冲压力是小于第二冲压力。

在本实施例中，利用第一冲压力，在拉延上模与下模压边圈上进行料板的预冲压，以使板料对应于第一工艺压料面10处的部分预展开，其好处是有利于板料在后续工序中正式冲压时，使角部位置的板料在成型过程中流动更加均匀，拉延工序件内部的应力更加的均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

本申请实施例还提供了一种拉延工序件，该拉延工序件使用上述实施例提供的拉延模具拉延而成的。

拉延工序件为机罩外板或行李箱上片，当然也可以是汽车的顶盖、侧围、后背门。

总之，本申请的原理如下：

在同一个平面上进行投影，当投影的面积相等时，球面结构的实际面积是大于平面结构的实际面积，当板料流动时，相对于平面结构，板料沿着球面结构流动时，收缩线会变得更加长，这样可以增加板料的流动行程，进而使得板料的流动面积更大，利用这一原理，将曲面的第一工艺压料面设计在角部位置，可以舒缓、甚至是解决角部位置的板料出现的挤压、堆积问题，可以确保角部位置的板料在成型过程中流动得更加均匀，拉延工序件内部应力更加均匀，从而避免出现拉延工序件角部位置起皱、产品型面在主次应力释放后扭曲回弹等多种零部件缺陷。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种下模压边圈，其用于制造拉延工序件，其特征在于：

所述下模压边圈包括压边圈主体(1)，所述压边圈主体(1)上设置有第一工艺压料面(10)，且所述第一工艺压料面(10)在所述压边圈主体(1)上的位置，对应于拉延工序件的第二工艺压料面的角部位置；

所述第一工艺压料面(10)自所述压边圈主体(1)的分模线朝所述压边圈主体(1)的外轮廓线延伸，并形成一曲面，所述曲面位于一球面上。

2.如权利要求1所述的下模压边圈，其特征在于：

在所述压边圈主体(1)上且所述第一工艺压料面(10)处的分模线的半径为r，所述球面的半径为R，所述球面的半径R是r的若干倍。

3.如权利要求2所述的下模压边圈，其特征在于：所述球面的半径R是r的3.25倍。

4.如权利要求1所述的下模压边圈，其特征在于：

所述第一工艺压料面(10)的水平夹角α取值范围为12°～24°；

或者，所述第一工艺压料面(10)的零件形状趋势延伸线夹角β取值范围为12°～24°。

5.如权利要求4所述的下模压边圈，其特征在于：

α取值范围为12°、15°、18°、21°或24°；

或者，β取值范围为12°、15°、18°、21°或24°。

6.一种拉延模具，其特征在于，其包括：

拉延上模；

拉延下模(2)，其位于所述拉延上模下方，并且与所述拉延上模相对设置，所述拉延下模(2)包括底板(20)和拉延凸模(21)，所述拉延凸模(21)组设于所述底板(20)上；以及，

如权利要求1至5任一所述的下模压边圈，所述下模压边圈设于所述底板(20)上，并位于所述拉延凸模(21)外侧。

7.一种如权利要求6所述的拉延模具的使用方法，其特征在于，其包括如下步骤：

升起拉延上模，并将料板放置于下模压边圈上；

驱使所述拉延上模向下移动，对所述料板进行冲压，以形成拉延工序件。

8.如权利要求7所述的使用方法，其特征在于：

在驱使所述拉延上模向下移动之前，所述使用方法还包括：利用拉延顶杆，将所述下模压边圈顶起；

对所述料板进行冲压，包括：

以第一冲压力，利用所述拉延上模，将所述料板在所述下模压边圈上进行预冲压，以使所述料板对应于第一工艺压料面(10)处的部分预展开；

以第二冲压力，利用所述拉延上模，驱使所述料板和所述下模压边圈整体向下运动至所述底板(20)和拉延凸模(21)，以形成拉延工序件。

9.一种拉延工序件，其特征在于：所述拉延工序件使用如权利要求6所述的拉延模具拉延而成的。

10.如权利要求9所述的拉延工序件，其特征在于：所述拉延工序件为机罩外板或行李箱上片。