CN114323891B - 一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具及评估方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，包括下模(1)和与下模(1)匹配的上模(2)，其特征在于：所述下模(1)形成有梁型凹槽(3)，所述梁型凹槽一端形成有截面宽度由下模(1)内侧向边侧逐渐变宽的下模变宽部(4)；所述下模(2)形成有梁型凸筋(5)，所述梁型凸筋(5)一端形成有截面宽度由上模(2)内侧向边侧逐渐变宽、可与下模变宽部(4)配合的上模变宽部(6)。根据一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具及评估方法，实现了高强度钢板辊冲成形变宽度特征成形极限的测量，弥补了高强度钢板辊冲成形变宽度特征成形极限测量领域的空白，对于以后的辊冲成形复杂零部件成形极限研究以及产品的成形具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域中板材成型，更具体地说，涉及一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具及评估方法。
背景技术
高强度钢是当前汽车最主要的轻量化材料。高强度钢普遍具有强度高、韧性差，回弹明显，弹性非线性显著，给传统的工艺带来了挑战。辊冲成形作为一种新型的成形工艺，最显著的特点就是将变形区域急剧扩大达到降低冗余变形的目的，充分结合了冲压成形的约束充分和辊弯成形的渐进弯曲的特点，因此可以成形变截面梁类零件。变宽度特征零件是属于变宽度零件，在汽车梁类零件上可以看到许多该特征。目前对于辊冲成形的试验研究非常少，对不同材料在辊冲成形下可达到的零件宽度变化程度尚无建议指标，而且也缺少变宽度成形极限的规范和考核制度，这使得设计辊冲成形零件带来许多困难。
现有专利“CN200610010339.5”发明名称为：可以提高板材零件成形极限所使用的加工装置及加工方法，该发明提供了一种对于液压胀形成形工艺的成形极限测试装备。现有专利“CN200320128249.8”，发明名称为：一种成形试验用模具，该试验新型专利涉及于冲压工艺的弧形或者矩形试样的成形极限试验。现有专利“CN200420023237.3”，发明名称为：差厚激光拼焊板成形极限图测量模具，使用该模具可以获得冲压工艺的差厚激光拼焊板的成形极限图。“CN201020266571.7”，发明名称为：一种板材成形极限的测试模具，其中增加了加热部件，可以完成板料在一定温度范围内的等温或者差温冲压成形的成形极限测试。
但以上对于成形极限的测量装备针对的并非辊冲成形工艺，且目前未有关于辊冲成形工艺成形极限的专利提出，而辊冲成形由于其应力、应变的复杂性，一般试验测试的成形极限在辊冲中应用时有较大误差，不利于材料中辊冲成形中的应用，所以亟待建立起一种规范来评估辊冲成形极限并指导辊冲成形工艺零件的设计。
发明内容
为解决上述问题，本专利发明提出了一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的方法和评估模具，弥补了辊冲工艺关于加工变宽度特征成形极限的研究空白，对于辊冲成形工艺的推广和汽车超高强梁类零件变宽度特征的设计具有极其重要的指导意义，技术方案如下。
一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，包括下模1和与下模1匹配的上模2，其特征在于：所述下模1形成有梁型凹槽3，所述梁型凹槽一端形成有截面宽度由下模1内侧向边侧逐渐变宽的下模变宽部4；所述下模2形成有梁型凸筋5，所述梁型凸筋5一端形成有截面宽度由上模2内侧向边侧逐渐变宽、可与下模变宽部4配合的上模变宽部6。
由此，可使用下模1和上模2配合冲压被测试材料，使材料产生变宽部。
根据本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述下模变宽部4的内侧壁曲线为圆弧。
根据本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述上模变宽部6的外侧壁曲线为圆弧。
根据本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述下模1包括二个下模块1-1和一个形成有下模变宽部4的变宽下模块1-2。
由此，可更换不同的变宽下模块。
根据本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述上模2包括二个上模块2-1和一个形成有上模变宽部6的变宽上模块2-2。
由此，可更换不同的变宽上模块。
根据本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述下模1侧壁和水平面的转折处处形成有过渡斜面。
由此，可保护板材，避免干扰测试结果。
根据本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述上模2侧壁和水平面的转折处形成有过渡斜面。
由此，可保护板材，避免干扰测试结果。
一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，适用于本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于：
步骤一：设下模变宽部4的宽度为h，侧壁圆弧半径为R，下模变宽部4最窄宽度为B1，下模变宽部4最宽处为B0，固定h值，选用3～5个具有固定间隔的R值进行测试；
步骤二：将待测材料置于下模1内，压入上模2进行测试，通过更换不同R值的变宽下模块1-2和变宽上模块2-2获得不同程度变形的材料；
步骤三：选用步骤二中没有缺陷的且R值最大的材料作为成形极限材料，此时
该材料可辊冲成形的变宽度特征极限系数
根据本发明所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述缺陷包括板材起皱、颈缩、过薄。
根据本发明所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述B0＝50～80mm。
根据本发明所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述h＝30～40mm。
根据本发明所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述R＝50～150mm。
根据本发明所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述选用的R值间隔10mm。
根据一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具及评估方法，实现了高强度钢板辊冲成形变宽度特征成形极限的测量，弥补了高强度钢板辊冲成形变宽度特征成形极限测量领域的空白，对于以后的辊冲成形复杂零部件成形极限研究以及产品的成形具有重要的意义。
研究成果将对高强度钢板的辊冲成形极限研究以及辊冲工艺应用提供有力的技术支持，可以帮助汽车厂进行可靠的选材，并降低轿车冲压件制造成本、保障整车装配质量、缩短新车型开发周期，以推进高强度钢板在汽车厂已有车型和新车型上的稳定使用，同时可以降低辊冲工艺制造成本、保障成形件质量。
附图说明
图1为一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具结构示意图
图2为一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具闭合示意图。
图3为下模俯视图。
图4为上模仰视图。
图5为实施例测试材料对比图。
其中1为下模，1-1为下模块，1-2为变宽下模块，2为上模，2-1为上模块，2-2为变宽下模块，3为梁型凹槽，4为下模变宽部，5为梁型凸筋，6为上模变宽部。
具体实施方式
实施例1
一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，包括下模1和与下模1匹配的上模2，下模1形成有梁型凹槽3，梁型凹槽一端形成有截面宽度由下模1内侧向边侧逐渐变宽的下模变宽部4；下模2形成有梁型凸筋5，梁型凸筋5一端形成有截面宽度由上模2内侧向边侧逐渐变宽、可与下模变宽部4配合的上模变宽部6。下模变宽部4的内侧壁曲线，和上模变宽部6的外侧壁曲线为圆弧。
下模1包括二个下模块1-1和一个形成有下模变宽部4的变宽下模块1-2，可更换不同曲率的下模块1-2。下模2包括二个上模块2-1和一个形成有上模变宽部6的变宽上模块2-2，可更换不同曲率的上模块2-2。下模1、上模2侧壁和水平面的转折处处形成有过渡斜面。
一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，适用于本发明提供的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，具体实施例如图5
对某材料进行辊冲变宽度特征成形极限评估，为变宽度特征辊冲成形试验件，其中1#、2#件未有成形缺陷，3#件开始颈缩。变宽度特征三个尺寸系列模具尺寸为#1：R＝140mm；#2：R＝100mm；#3：R＝60mm。初始宽度B0都为50mm，h＝34mm。取2#件为其成形极限计算数据，则辊冲变宽度特征的成形极限为：
根据一种辊冲成形变宽度特征成形极限的模具及评估方法，实现了高强度钢板辊冲成形变宽度特征成形极限的测量，弥补了高强度钢板辊冲成形变宽度特征成形极限测量领域的空白，对于以后的辊冲成形复杂零部件成形极限研究以及产品的成形具有重要的意义。
研究成果将对高强度钢板的辊冲成形极限研究以及辊冲工艺应用提供有力的技术支持，可以帮助汽车厂进行可靠的选材，并降低轿车冲压件制造成本、保障整车装配质量、缩短新车型开发周期，以推进高强度钢板在汽车厂已有车型和新车型上的稳定使用，同时可以降低辊冲工艺制造成本、保障成形件质量。
Claims (11)
1.一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，包括下模(1)和与下模(1)匹配的上模(2)，其特征在于：
所述下模(1)包括二个下模块(1-1)和一个形成有下模变宽部(4)、可更换不同曲率的变宽下模块(1-2)，所述上模(2)包括二个上模块(2-1)和一个形成有上模变宽部(6)、可更换不同曲率的变宽上模块(2-2)，
所述下模(1)形成有梁型凹槽(3)，所述梁型凹槽一端形成有截面宽度由下模(1)内侧向边侧逐渐变宽的下模变宽部(4)；所述上模(2)形成有梁型凸筋(5)，所述梁型凸筋(5)一端形成有截面宽度由上模(2)内侧向边侧逐渐变宽、可与下模变宽部(4)配合的上模变宽部(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述下模变宽部(4)的内侧壁曲线为圆弧。
3.根据权利要求1所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述上模变宽部(6)的外侧壁曲线为圆弧。
4.根据权利要求1所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述下模(1)侧壁和水平面的转折处形成有过渡斜面。
5.根据权利要求1所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于；所述上模(2)侧壁和水平面的转折处形成有过渡斜面。
6.一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，适用于权利要求1所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的模具，其特征在于：
步骤一：设下模变宽部(4)的宽度为h，侧壁圆弧半径为R，下模变宽部(4)最窄宽度为B1，下模变宽部(4)最宽处为B0，固定h值，选用3～5个具有固定间隔的R值进行测试；
步骤二：将待测材料置于下模(1)上，压入上模(2)进行测试，通过更换不同R值的变宽下模块(1-2)和变宽上模块(2-2)获得不同程度变形的材料；
步骤三：选用步骤二中没有缺陷的且R值最大的材料作为成形极限材料，此时
该材料可辊冲成形的变宽度特征极限系数
7.根据权利要求6所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述缺陷包括板材起皱、颈缩、过薄。
8.根据权利要求6所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述B0＝50～80mm。
9.根据权利要求6所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述h＝30～40mm。
10.根据权利要求6所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述R＝50～150mm。
11.根据权利要求6所述的一种用于评估辊冲成形变宽度特征成形极限的评估方法，其特征在于：所述选用的R值间隔10mm。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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