CN115889558A - 一种单模二次拉延成形冲压模具及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单模二次拉延成形冲压模具及工艺，该冲压模具包括凹模、压边圈以及凸模。凹模包括第一凹模和第二凹模，压边圈包括第一压边圈和第二压边圈，第二凹模固定设置在上模座的中部，其下表面设有产品型面；凸模固定设置在下模座的中部，并与第二凹模相互配合。第一凹模呈框架结构，其活动设置在上模座上，并位于第二凹模的周侧；第一压边圈活动设置在下模座上，其与第一凹模相配合，以实现产品周侧坯料的压紧；第二压边圈活动安装在下模座上，并位于凸模的内侧，其用于产品内部坯料的压紧。本发明解决尾门内板零件深度较大，导致常规的一次拉延容易开裂问题；解决现有二次拉延需要两工序两副拉延模具工装开发成本、生产成本高的问题。

Description

一种单模二次拉延成形冲压模具及工艺

技术领域

本发明涉及汽车零部件冲压技术领域，更具体地，涉及一种单模二次拉延成形冲压模具及工艺。

背景技术

汽车白车身主要由冲压件拼焊组成，基于车型各部位组成关系及装配功能需求不同零件结构也各不相同，特别是车身覆盖件部分的冲压件，主要为形状复杂的空间立体结构。目前冲压件生产仍以冷冲压生产方式为主，其冲压生产工艺过程主要包括拉延、修边冲孔、翻边整形等工作内容。汽车尾门内板零件尺寸大、结构特征多、形状复杂，空间立体结构，成形深度大，其拉延工序往往存在开裂、起皱等质量问题。

现有冲压工艺方案为常规的一次拉延成形，但由于不同车型其结构特征、尺寸大小不一样，成形深度、凹槽夹角对成形会有明显影响。如本发明技术方案尾门内板产品部分成形深度305mm，开口角度140度，成形深度较现有技术方案明显增大，且开口角度减小，拉延面角度变陡，顶部面交接位置形成尖点，容易开裂。此外，零件上部铰链安装位置为V字形凹槽结构，下部门锁位置也为V字形凹槽结构，且下部门锁凹槽夹角约93度，该结构特征对成形进料有较大影响，不利于板料流入，更容易导致产品高点位置开裂。

现有技术方案中的二次拉延，主要是通过两工序两副模具冲压拉延实现，具体为在第一工序中预拉延成形出一部分产品结构特征，或先浅拉延出产品部分结构特征。随后在第二工序的另一副模具中进行第二次拉延，该种二次拉延方式需要两工序冲压生产。若采用现有二次拉延的工艺方案，冲压工序数增加，模具开发成本及后期生产成本增加。

因此，如何提供一种可有效避免一次拉延容易开裂、二次拉延成本较高的冲压模具及工艺成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单模二次拉延成形冲压模具及工艺，解决尾门内板零件深度较大，上下部型面结构复杂程度增加(上部增加V字形凹槽、下部V字形凹槽夹角小)，导致常规的一次拉延容易开裂问题；解决现有二次拉延需要两工序两副拉延模具工装开发成本、生产成本高的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种单模二次拉延成形冲压模具，包括凹模、压边圈以及凸模；

所述凹模包括第一凹模和第二凹模，所述压边圈包括第一压边圈和第二压边圈，所述第二凹模固定设置在上模座的中部，其下表面设有产品型面；所述凸模固定设置在下模座的中部，并与所述第二凹模相互配合，实现产品的拉延成形；

所述第一凹模呈框架结构，其活动设置在所述上模座上，并位于所述第二凹模的周侧；所述第一压边圈活动设置在所述下模座上，其与所述第一凹模相配合，以实现产品周侧坯料的压紧；所述第二压边圈活动安装在所述下模座上，并位于所述凸模的内侧，其用于产品内部坯料的压紧。

可选地，根据本发明所述的单模二次拉延成形冲压模具，所述第二压边圈位于所述凸模和所述第二凹模之间，且所述凸模上开设有与所述第二压边圈相对应的通孔，以实现产品内部坯料的成形。

可选地，根据本发明所述的单模二次拉延成形冲压模具，所述第一凹模的内侧设有朝向第二凹模倾斜延伸的第一折边，所述第一折边的倾斜度与所述第二凹模的产品型面边缘的倾斜度一致。

可选地，根据本发明所述的单模二次拉延成形冲压模具，所述第一折边的边缘处还设有向内弯折的第二折边，所述第二凹模的边缘处设有向外弯折的第三折边，所述第二折边与所述第三折边相互平行。

根据本发明的第二方面，还提供了一种单模二次拉延成形冲压工艺，使用上述实施例中任一项所述的冲压模具，并包括第一次拉延步骤：

S1、将产品坯料放在第一压边圈上，上模座向下运行，直至第一凹模与第一压边圈接触，以将产品坯料的周侧压紧；

S2、上模座继续下行，第二凹模向下运动并伸入至第一凹模的内部，通过第一凹模上的高点区域A模面，实现高点区域A的第一次拉延成形；

S3、上模座继续下行，第二凹模继续向下运动，并与第二压边圈相互配合，实现坯料的中间区域压紧。

可选地，根据本发明所述的单模二次拉延成形冲压工艺，还包括第二次拉延步骤：

S4、第一次拉延成形结束后，第一凹模与第二凹模组成一个整体的凹模；

S5、上模座继续下行，凹模、压边圈以及产品坯料整体向下移动，直至凸模进入第一压边圈的内部并与产品坯料接触；

S6、凹模与凸模实现完全闭合，实现产品坯料两端的V型槽结构区域的拉延成形。

本发明技术方案带来的有益效果：

1.采用二次拉延方案，通过第一压边圈和第一凹模配合，将尾门成形深度较大的高点位置在上模向下运动的过程中第一次拉延出来，避免常规拉延工艺方法中该位置最后成形对坯料需求较大但供料不足导致开裂的问题。

2.该工艺方案拉延二次成形为在同一工序一副模具中完成，相对现有常规的二次拉延两工序、两副模具有效减少工序数、降低开发成本及生产成本。

3.采用第一凹模、第二凹模结构，使得第一凹模与压边圈接触压料时，产品中间V形底落差最大区域可以不接触板料，避免压料前接触板料变形。同时，双凹模结构也降低了拉延模面压边圈的拉延深度，减少开裂风险。第三，拉延深度降低，坯料尺寸缩小，材料利用率提升。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明产品零件的立体图；

图2为本发明产品零件的主视图；

图3为本发明所公开的单模二次拉延成形冲压模具的截面示意图；

图4为本发明所公开的第一凹模、第二凹模的立体图；

图5为本发明所公开的第一凹模、第二凹模的主视图；

图6为本发明所公开的单模二次拉延成形冲压工艺的初始状态图；

图7为本发明所公开的单模二次拉延成形冲压工艺的第一压边圈与第一凹模闭合示意图；

图8为本发明所公开的单模二次拉延成形冲压工艺的第一次拉延成形示意图。

附图标记说明：1、第一凹模；11、压料面；12、第一折边；13、第二折边；2、第二凹模；21、第三折边；3、第一压边圈；101、现有技术压料面；4、第二压边圈；5、凸模；H、产品深度；A、高点区域；B、上部V形槽结构区域；C、下部V形槽结构区域。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据图1和图2所示，本发明技术方案中所示尾门内板零件产品深度H大，约300mm，零件的上部铰链安装区域设计有上部V形槽结构区域B、下部尾门锁位置设计有下部V形槽结构区域C，且尾部门锁位置的V形槽开口角度相对于现有技术方案中产品开口角度小，综上三方面该零件的拉延成形难度明显增加，拉延开裂。

说明：零件成形深度越浅、产品结构越平缓，零件开裂风险越低；反之，零件成形深度越大、产品结构特征越多、起伏越大成形开裂风险越大。产品开口角度指AB面、与AC面的夹角；V型槽开口角度指V形槽两交面之间的夹角，开口角度越大，越有利于成形。

根据图3至图5所示，本发明提供了一种单模二次拉延成形冲压模具，包括凹模、压边圈以及凸模5。

所述凹模包括第一凹模1和第二凹模2，所述压边圈包括第一压边圈3和第二压边圈4，所述第二凹模2固定设置在上模座的中部，其下表面设有产品型面；所述凸模5固定设置在下模座的中部，并与所述第二凹模2相互配合，实现产品的拉延成形。

所述第一凹模1呈框架结构，其活动设置在所述上模座上，并位于所述第二凹模2的周侧；所述第一压边圈3活动设置在所述下模座上，其与所述第一凹模1相配合，以实现产品周侧坯料的压紧；所述第二压边圈4活动安装在所述下模座上，并位于所述凸模5的内侧，其用于产品内部坯料的压紧。

在本实施例中，第一凹模1先与第一压边圈3配合将板料压紧，保持相对不动，然后第二凹模2向下运动，第二凹模2的高点部分与坯料接触进行第一次预拉延，对零件深度最大的高点部分先成形；第一次预拉延完成后，第一凹模1、第二凹模2与压边圈共同向下运动，第二凹模2与第二压边圈4接触，将其对应区域板料压紧，通过第一凹模上的高点区域A模面，实现高点区域A的第一次拉延成形，随后，第一凹模1、第二凹模2与第一压边圈3、第二压边圈4共同向下运动，通过凸模5进行第二次拉延成形，避免了常规拉延方案中该位置最后成形时周圈坯料无法供料导致开裂的问题。

进一步地，所述第二压边圈4位于所述凸模5和所述第二凹模2之间，且所述凸模5上开设有与所述第二压边圈4相对应的通孔，以实现产品内部坯料的成形。通孔的设置为了避免第二压边圈4对第二凹模2和凸模5之间的完全闭合造成影响。

进一步地，所述第一凹模1的内侧设有朝向第二凹模2倾斜延伸的第一折边12，所述第一折边12的倾斜度与所述第二凹模2的产品型面边缘的倾斜度一致。从而使得第二凹模2的产品型面在第一凹模1和第一压边圈3的压紧作用下，与产品坯料有效地贴合，保证第一次拉延成形的质量。

再进一步地，所述第一折边12的边缘处还设有向内弯折的第二折边13，所述第二凹模2的边缘处设有向外弯折的第三折边21，所述第二折边13与所述第三折边21相互平行。在本发明第二次拉延过程中，需要上模座带动第一凹模1和第二凹模2构成的凹模整体向下运动，为了防止第二凹模2对产品坯料的作用力过大，第三折边21可以有效防止第二凹模2穿过第一凹模1。

再根据图6至图8所示，本发明还提供了一种单模二次拉延成形冲压工艺，使用上述实施例中任一项所述的冲压模具，并包括第一次拉延步骤：

S1、如图6所示的初始状态，第一压边圈3及第二压边圈4为顶起状态，第一凹模1为顶出状态，将产品坯料放在第一压边圈3上，上模座向下运行，直至第一凹模1与第一压边圈3接触，以将产品坯料的周侧压紧，如图7所示；

S2、上模座继续下行，第二凹模2向下运动并伸入至第一凹模1的内部，并与坯料接触，通过第一凹模上的高点区域A模面，实现高点区域A的第一次拉延成形，达到如图8所示状态；

S3、上模座继续下行，第二凹模继续向下运动，并与第二压边圈相互配合，实现坯料的中间区域压紧。

成形过程中，第一拉延时坯料中间区域先成形，凸模5的上部V型槽结构区域B和下部V型槽结构区域C均为接触板料成形，这两处外侧的板料可以向中间区域提供变形，对中间深度大区域形成补充，进一步降低开裂风险。

可选地，根据本发明所述的单模二次拉延成形冲压工艺，还包括第二次拉延步骤：

S4、第一次拉延成形结束后，第一凹模1与第二凹模2组成一个整体的凹模；

S5、上模座继续下行，凹模、压边圈以及产品坯料整体向下移动，直至凸模5进入第一压边圈3的内部并与产品坯料接触；

S6、凹模与凸模5实现完全闭合，实现产品坯料两端的上部V型槽结构区域B和下部V型槽结构区域C的拉延成形。

本发明技术方案采用第一凹模1、第二凹模2结构，使得第一凹模1与压边圈接触压料时，产品中间V形底落差最大区域可以不接触板料，避免压料前接触板料变形。基于此，双凹模结构降低了拉延模面压边圈的拉延深度，如图5所示(若不采用本发明技术方案，拉延模面的压料面11应该下移至现有技术压料面101位置，含括深度最大区域以避免压料前接触板料变形，进而导致拉延深度明显增大，或者V形更陡，开裂风险更大)。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种单模二次拉延成形冲压模具，其特征在于，包括凹模、压边圈以及凸模；

所述凹模包括第一凹模和第二凹模，所述压边圈包括第一压边圈和第二压边圈，所述第二凹模固定设置在上模座的中部，其下表面设有产品型面；所述凸模固定设置在下模座的中部，并与所述第二凹模相互配合，实现产品的拉延成形；

所述第一凹模呈框架结构，其活动设置在所述上模座上，并位于所述第二凹模的周侧；所述第一压边圈活动设置在所述下模座上，其与所述第一凹模相配合，以实现产品周侧坯料的压紧；所述第二压边圈活动安装在所述下模座上，并位于所述凸模的内侧，其用于产品内部坯料的压紧。

2.根据权利要求1所述的单模二次拉延成形冲压模具，其特征在于，所述第二压边圈位于所述凸模和所述第二凹模之间，且所述凸模上开设有与所述第二压边圈相对应的通孔，以实现产品内部坯料的成形。

3.根据权利要求1所述的单模二次拉延成形冲压模具，其特征在于，所述第一凹模的内侧设有朝向第二凹模倾斜延伸的第一折边，所述第一折边的倾斜度与所述第二凹模的产品型面边缘的倾斜度一致。

4.根据权利要求3所述的单模二次拉延成形冲压模具，其特征在于，所述第一折边的边缘处还设有向内弯折的第二折边，所述第二凹模的边缘处设有向外弯折的第三折边，所述第二折边与所述第三折边相互平行。

5.一种单模二次拉延成形冲压工艺，其特征在于，使用权利要求1至4中任一项所述的冲压模具，并包括第一次拉延步骤：

S1、将产品坯料放在第一压边圈上，上模座向下运行，直至第一凹模与第一压边圈接触，以将产品坯料的周侧压紧；

S2、上模座继续下行，第二凹模向下运动并伸入至第一凹模的内部，通过第一凹模上的高点区域A模面，实现高点区域A的第一次拉延成形；

S3、上模座继续下行，第二凹继续模向下运动，并与第二压边圈相互配合，实现产品坯料的中部压紧。

6.根据权利要求5所述的单模二次拉延成形冲压工艺，其特征在于，还包括第二次拉延步骤：

S4、第一次拉延成形结束后，第一凹模与第二凹模组成一个整体的凹模；

S5、上模座继续下行，凹模、压边圈以及产品坯料整体向下移动，直至凸模进入第一压边圈的内部并与产品坯料接触；

S6、凹模与凸模实现完全闭合，实现产品坯料两端的V型槽结构区域的拉延成形。

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