CN116020939B - 一种基于级进模的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于级进模的成型方法，在级进模的向上成型工位上设有向上成型模组，向下成型工位上设有向下成型模组，所述成型方法包括以下步骤：料件传送至向上成型工位时，进行步骤一，利用向上成型模组对料件进行向上拉伸：向上成型模组的起凸冲头对料件进行向上挤压，使得料件起凸；经过步骤一加工的料件被输送至向下成型工位，进行步骤二，利用向下成型模组修整起凸位置的R角：向下成型模组的成型凹模对起凸位置进行向下冲压，修整R角使其进一步变小。利用本发明的成型方法可提高工件加工质量，尤其适合小R角软材质工件的加工。

Description

一种基于级进模的成型方法

技术领域

本发明涉及工件加工成型技术领域，特别是涉及一种基于级进模的成型方法。

背景技术

普通工件（比如铁件）拉伸成型，利用拉伸系数进行分步向上拉伸，第一步拉伸系数为0.57，第二步拉伸系数为0.8，第三步拉伸系数为0.8，直到成品，中间添加整形和微调，但这不适用于较软的铝材质。

较软材质的工件，比如铝合金材质的工件，成型容易，但拉伸时更是容易出现各种压痕、划伤、叠肉。对于浅拉伸来说，较高的直壁对应的是较小的成型R角（R=0.3mm），无论是成型冲头还是成型凹模，R角越小越不利于材料流动。

比如，如图1和图2所示，为一种散热器的铝合金零件，材质 BA119PC(10)-0 （基材为DA3103，焊材BA4045B），材料厚度1.0mm（图2中a位置），产品要求向上成型，拉伸高度2.5±0.1mm（图2中b位置），并要求直壁高度不小于1.4mm（图2中c位置），成型后最小料厚不小于0.6mm。异型成型腰部有重点部位有尺寸要求±0.1mm。单纯的向上拉伸不能满足产品要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的较软材质工件拉伸成型容易出现划痕的技术缺陷，而提供一种基于级进模的成型方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于级进模的成型方法，在级进模的向上成型工位上设有向上成型模组，向下成型工位上设有向下成型模组，所述成型方法包括以下步骤：

料件传送至向上成型工位时，进行步骤一，利用向上成型模组对料件进行向上拉伸：向上成型模组的起凸冲头对料件进行向上挤压，使得料件起凸；

经过步骤一加工的料件被输送至向下成型工位，进行步骤二，利用向下成型模组修整起凸位置的R角：向下成型模组的成型凹模对起凸位置进行向下冲压，修整R角使其进一步变小。

在上述技术方案中，利用所述成型方法对铝合金工件进行加工，料件厚度为1.0mm，向上成型，拉伸高度2.5±0.1mm，直壁高度不小于1.4mm，成型后最小料厚不小于0.6mm。

在上述技术方案中，所述步骤一包括两个及以上的分步骤，每个分步骤进行一次向上拉伸，每个分步骤采用的向上成型模组构成相同，起凸冲头、起凸凹模的R角逐步减小。

在上述技术方案中，所述步骤二包括两个及以上的分步，每个分步进行一次向下冲压，每个分步采用的向上成型模组构成相同，成型冲头和成型凹模的R角逐步减小，成型高度逐步变低。

在上述技术方案中，每一个分步骤采用的向上成型模组闭合时，起凸冲头和起凸凹模的间隙大于等于料件的厚度，最后一个分步采用的向下成型模组的成型冲头和成型凹模的间隙小于料件的厚度。

在上述技术方案中，所述步骤一中，所述的向上成型模组包括上下相对设置的上模组件和下模组件；

所述上模组件包括第一上固定板、卸料镶件、起凸凹模；

所述下模组件包括起凸冲头、下压料板、第一下固定板；

起凸冲头固定在第一下固定板上，顶部位于下压料板的通孔内，下压料板位于第一下固定板的上方，且两者之间设有下弹力件；

起凸凹模固定在第一上固定板的下方，卸料镶件位于起凸凹模的通孔内，卸料镶件的顶部和第一上固定板的顶部分别设有至少一个上弹力件。

在上述技术方案中，所述步骤一中的每个分步骤的向上成型模组共用一个第一上固定板和第一下固定板。

在上述技术方案中，所述步骤二中，所述的向下成型模组包括上下相对设置的上模组和下模组；

所述上模组包括第二上固定板、卸料件、卸料板、成型凹模；

所述下模组包括成型冲头、下压板、第二下固定板；

成型冲头的底部固定在第二下固定板上，顶部位于下压板的通孔内，下压板位于第二下固定板的上方，且两者之间设有下弹性件；

成型凹模固定在第二上固定板的底部，卸料件位于成型凹模的通孔内，卸料件的顶部设有上弹性件，卸料板位于第二上固定板的下方，两者之间设有卸料弹性件，成型凹模的端部位于卸料板的通孔内，上弹性件和卸料弹性件的弹力大于下弹性件的弹力。

在上述技术方案中，所述步骤二中的每个分步骤的向下成型模组共用一个第二上固定板和第二下固定板。

在上述技术方案中，所述步骤一中，所述卸料镶件位于所述起凸凹模的Y型区域；

所述步骤二中，所述卸料件位于所述成型凹模的Y型区域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的成型方法采用向上拉伸起凸和向下挤压修整R角的加工方式，适合较软材质的铝工件的加工，保证较高加工质量的同时，满足小R角（比如R=0.3mm）的加工需求，满足产品最小料厚、较高直壁要求。

附图说明

图1是散热器的铝合金零件的主视图。

图2是散热器的铝合金零件的剖面图。

图3是步骤1的起凸凹模示意图。

图4是步骤6的成型冲头示意图。

图5是步骤1打开状态下结构示意图。

图6是步骤1闭合状态下结构示意图。

图7是步骤3打开状态下结构示意图。

图8是步骤3闭合状态下结构示意图。

图9是步骤s1的起凸冲头、起凸凹模的尺寸示意图。

图10是步骤s2的起凸冲头、起凸凹模的尺寸示意图。

图11是步骤s3的成型冲头、成型凹模的尺寸示意图。

图12是步骤s4的成型冲头、成型凹模的尺寸示意图。

图13是步骤s5的成型冲头、成型凹模的尺寸示意图。

图14是步骤s6的成型冲头、成型凹模的尺寸示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种基于级进模的成型方法，在级进模的向上成型工位上设有向上成型模组，向下成型工位上设有向下成型模组，所述成型方法包括以下步骤：

料件传送至向上成型工位时，进行步骤一，利用向上成型模组对料件进行向上拉伸：向上成型模组的起凸冲头对料件进行向上挤压，使得料件起凸；

经过步骤一加工的料件被输送至向下成型工位，进行步骤二，利用向下成型模组修整起凸位置的R角：向下成型模组的成型凹模对起凸位置进行向下冲压，修整R角使其进一步变小。

实施例2

所述级进模包括两组向上成型模组（分别为第一向上成型模组、第二向上成型模组）以及四组向下成型模组（分别为第一向下成型模组、第二向下成型模组、第三向下成型模组、第四向下成型模组）。

第一向上成型模组、第二向上成型模组分别设置在第一、第二工位上，第一向下成型模组、第二向下成型模组、第三向下成型模组、第四向下成型模组分别设置在第三、第四、第五以及第六工位上。

如图5和图6所示，每一组向上成型模组均包括上下相对设置的上模组件和下模组件，其中：所述上模组件包括第一上固定板1、卸料镶件2、起凸凹模3、上弹簧7；所述下模组件包括起凸冲头4、下压料板5、第一下固定板6和下弹簧8；起凸冲头4的底部固定在第一下固定板6上，顶部位于下压料板5的通孔内，下压料板5位于第一下固定板6的上方，且两者之间设有下弹簧8；起凸凹模3固定在第一上固定板1的下方，卸料镶件2位于起凸凹模3的通孔内，卸料镶件2的顶部和第一上固定板1的顶部分别设有至少一个上弹簧7；

如图7和图8所示，每一组向下成型模组均包括上下相对设置的上模组和下模组，其中：上模组包括第二上固定板9、卸料件10、卸料板11、成型凹模12；下模组包括成型冲头13、下压板14、第二下固定板15；成型冲头13的底部固定在第二下固定板15上，顶部位于下压板14的通孔内，下压板14位于第二下固定板15的上方，且两者之间设有下弹簧17；成型凹模12固定在第二上固定板9的底部，卸料件10位于成型凹模12的成型孔内，卸料件10的顶部设有上弹簧16，卸料板11位于第二上固定板9的下方，两者之间设有卸料弹簧18，成型凹模12的端部位于卸料板11的通孔内，上弹簧16和卸料弹簧18的弹簧力大于下弹簧17的弹簧力。

实施例3

基于实施例2的级进模的成型方法，包括以下步骤：

步骤1，料片被输送至级进模的第一工位上，在第一向上成型模组的上模组件和下模组件的作用下，进行第一次向上拉伸；

具体的，将料片放在起凸凹模3和起凸冲头4之间，上模组件（第一上固定板1、卸料镶件2、起凸凹模3）同时向下运动，与料片上表面接触后压住料片继续向下，起凸冲头4向上挤压料片起凸，同时卸料镶件2被料片顶起，最后达到图7闭合状态，模具打开时候，卸料镶件2和下压料板5分别向上向下卸料，完成一个向上拉伸过程。

完成步骤1后，料片被输送至级进模的第二工位上，进行步骤2，料片在第二向上成型模组之间，进行第二次向上拉伸；

第二向上成型模组的起凸冲头4、起凸凹模3的外形与步骤1的第一向上成型模组相同，只是起凸凹模3上的成型R角变小。

因其结构相同，在级进模设计时，第一向上成型模组、第二向上成型模组共用第一上固定板1、第一下固定板6。

步骤1和步骤2的目的是，先向上拉伸，保证最小料厚和不破裂的前提下，确定向上拉伸的体积满足成品需要，同时逐步将料片的内外R角变小，使料片不因为剧烈收缩而产生拉裂和压伤压痕。

完成步骤2的料片被输送至第三工位，进行步骤3，料片位于第一向下成型模组之间时，进行第一次向下冲压；

具体动作：料片放在卸料板11和下压板14之间，上模组（第二上固定板9、卸料件10、卸料板11、成型凹模12）同时向下运动，与料片上表面接触后继续向下，直至下压板14、第二下固定板15闭合将料片压紧，之后第二上固定板9、卸料件10、卸料板11继续向下，由成型凹模12完成成型过程，模具打开时，卸料件10、卸料板11分别向上向下卸料，完成一次冲压过程。

步骤4-6，分别在第四工位的第二向下成型模组、第五工位的第三向下成型模组、第六工位的第四向下成型模组之间，进行第二-四次向下冲压；

第二向下成型模组、第三向下成型模组、第四向下成型模组的结构与第一向下成型模组的结构相同，只是成型R角逐步变小，成型高度逐步变低。

在步骤6时达到产品理论高度，并通过图4的成型冲头对料片进行挤压，使得料片饱满，产品所需的上表面平整。

步骤1到步骤5，起凸冲头和起凸凹模的间隙以及成型凹模的间隙都是大于等于一个料厚1.0mm，便于料片流动，在最终步骤6，间隙为0.9mm，这样对产品内表面进行挤压，进行整形。

步骤6由于使用了小于料厚的间隙，故上模组和下模组所需的卸料力都比步骤1-步骤5要大，而卸料行程又比较小为2.5mm，所以尽量使用氮气弹簧，或者预压比较大些的重载荷弹簧。

产品为拉伸成型，在各个工步的起凸凹模3、成型凹模12都需要由排气孔。

实施例4

以图1和图2所示的散热器的铝合金零件为例，材质 BA119PC(10)-0（基材为DA3103，焊材BA4045B），材料厚度1.0mm，产品要求向上成型，拉伸高度2.5±0.1mm，并要求直壁高度不小于4mm，成型后最小料厚不小于0.6mm。异型成型腰部有重点部位有尺寸要求±0.1mm。

步骤s1：同实施例3中的步骤1，向上拉伸，用起凸冲头、起凸凹模对材料进行冲压，使材料起凸。

第一步拉伸成型对于后续工步中材料流动非常，影响后续产品最小料厚。上模尽量最大包容产品展开料片，减少压料，如图9所示，凹模周圈R=5.0mm，图3所示中间Y型部分降低0.50mm，R=1.8mm，使中间材料流动更好，并减小硬性变形压痕。下模冲头与凹模间隙为1.15mm，R=5.0mm，冲头高度6.5mm。

步骤s2：同实施例3中的步骤2，如图10所示，上模凹模周边R2.5mm，中间Y型部位和步一相同降低0.50mm，R=1.8mm。下模冲头与凹模间隙1.15mm，R=3.0mm，冲头高度5.5mm。步二将步一拉伸的形状规整，R角变小。

步骤s3：同实施例3中的步骤3，如图11所示，上模凹模周边R2.0mm，中间Y型部位不再降低，R=1.8mm。下模冲头与凹模间隙1.0mm，R=2.0mm，冲头高度5.3mm。

步骤s4：同实施例3中的步骤4，如图12所示，上模凹模全周R1.0mm，形状与产品理论尺寸相同，中间Y型部位R=1.0mm，下模冲头与凹模间隙1.0mm，R=1.5mm，冲头高度4.2mm。

步骤s5，同实施例3中的步骤5，如图13所示，上模凹模全周R0.5mm，形状与产品理论尺寸相同，中间Y型部位R=0.5mm，下模冲头与凹模间隙1.0mm，R=0.8mm，冲头高度3.05mm

步骤s6，同实施例3中的步骤6，如图14所示，整型工步，上模凹模全周R0.2mm，形状与产品理论尺寸相同，中间Y型部位R=0.2mm，下模冲头与凹模间隙0.9mm，R=0.2mm，冲头高度2.5mm。

下模在Y型区域使用镶件挤压产品，消除铝材压痕。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于级进模的成型方法，其特征在于，在级进模的向上成型工位上设有向上成型模组，向下成型工位上设有向下成型模组，所述成型方法包括以下步骤：

料件传送至向上成型工位时，进行步骤一，利用向上成型模组对料件进行向上拉伸：向上成型模组的起凸冲头对料件进行向上挤压，使得料件起凸；

经过步骤一加工的料件被输送至向下成型工位，进行步骤二，利用向下成型模组修整起凸位置的R角：向下成型模组的成型凹模对起凸位置进行向下冲压，修整R角使其进一步变小；

所述步骤一中，所述的向上成型模组包括上下相对设置的上模组件和下模组件；

所述上模组件包括第一上固定板、卸料镶件、起凸凹模；

所述下模组件包括起凸冲头、下压料板、第一下固定板；

起凸冲头固定在第一下固定板上，顶部位于下压料板的通孔内，下压料板位于第一下固定板的上方，且两者之间设有下弹力件；

起凸凹模固定在第一上固定板的下方，卸料镶件位于起凸凹模的通孔内，卸料镶件的顶部和第一上固定板的顶部分别设有至少一个上弹力件；

所述步骤二中，所述的向下成型模组包括上下相对设置的上模组和下模组；

所述上模组包括第二上固定板、卸料件、卸料板、成型凹模；

所述下模组包括成型冲头、下压板、第二下固定板；

成型冲头的底部固定在第二下固定板上，顶部位于下压板的通孔内，下压板位于第二下固定板的上方，且两者之间设有下弹性件；

成型凹模固定在第二上固定板的底部，卸料件位于成型凹模的通孔内，卸料件的顶部设有上弹性件，卸料板位于第二上固定板的下方，两者之间设有卸料弹性件，成型凹模的端部位于卸料板的通孔内，上弹性件和卸料弹性件的弹力大于下弹性件的弹力。

2.如权利要求1所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，利用所述成型方法对铝合金工件进行加工，料件厚度为1.0mm，向上成型，拉伸高度2.5±0.1mm，直壁高度不小于4mm，成型后最小料厚0.6mm。

3.如权利要求1所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，所述步骤一包括两个以上的分步骤，每个分步骤进行一次向上拉伸，每个分步骤采用的向上成型模组构成相同，起凸冲头、起凸凹模的R角逐步减小。

4.如权利要求3所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，所述步骤二包括两个以上的分步骤，每个分步骤进行一次向下冲压，每个分步骤采用的向下成型模组构成相同，成型冲头和成型凹模的R角逐步减小，成型高度逐步变低。

5.如权利要求4所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，每一个分步骤采用的向上成型模组闭合时，起凸冲头和起凸凹模的间隙大于等于料件的厚度，最后一个分步骤采用的向下成型模组的成型冲头和成型凹模的间隙小于料件的厚度。

6.如权利要求5所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，所述步骤一中的每个分步骤的向上成型模组共用一个第一上固定板和第一下固定板。

7.如权利要求6所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，所述步骤二中的每个分步骤的向下成型模组共用一个第二上固定板和第二下固定板。

8.如权利要求7所述的基于级进模的成型方法，其特征在于，所述步骤一中，所述卸料镶件位于所述起凸凹模的Y型区域；

所述步骤二中，所述卸料件位于所述成型凹模的Y型区域。

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