CN204524022U - 一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，包括上模、凸模以及位于凸模侧面的压边圈，在所述凸模上设置有胀形筋，该胀形筋位于凸模型面的修边线外，并靠近分模线，且该胀形筋的高度高出产品成型时在凸模型面的最低位置，所述上模的型面上设置有与所述胀形筋对应的凹槽。本实用新型在拉延成型到后期，板料接触到胀形筋，模具继续工作向下成型过程中，胀形筋对板料进行一个反向胀形，使零件侧壁部分应力超过板料的屈服应力，减少了零件的弹性变形，使板料进入一个塑性变形区，而达到零件尺寸固化的目的，从而防止了零件的回弹、扭曲和翘曲等。
Description
技术领域
本实用新型涉及拉延模具技术领域，特别涉及一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具。
背景技术
为了减少汽车尾气排放量，同时提高的碰撞安全性能，目前的汽车设计都力求在保证汽车安全性的同时，尽量减轻汽车各部件的重量。鉴于此，高张力材料使用将成为汽车用材的趋势。
根据国际上对超轻钢汽车的研究(ULSAB-AVC)，把屈服强度在210～550N/mm2范围内的钢板称为高强度钢板；屈服强度大于550N/mm2的钢板称为超高强度钢板。根据强化机理的不同又分为普通高强度钢板和先进高强度钢板。其中，普通高强度钢板主要包括高强度IF(无间隙原子)钢、烘烤硬化钢、含磷(P)钢、各向同性(IS)钢、碳-锰(C-Mn)钢和高强度低合金(HSLA)钢；先进高强度钢主要包括双相(DP)钢、相变诱发塑性(TRIP)钢、复相(CP)钢、贝氏体(BP)钢和马氏体(MP)钢等。如由瑞典SSAB公司生产的DP800，其屈服强度500-640，抗拉强度800-950，延伸率10(DP即双相钢，由铁素体和马氏体组成，马氏体以孤岛的形式分布在铁素体基体上，其中马氏体的含量在5～20％。，材料的强度随马氏体含量的增加而增加，强度范围是500～1200Mpa。双相钢具有较低的曲强比，较高的加工硬化指数，高的烘烤硬化性能、没有屈服延伸和室温时效等特点)。高张力材料不仅强度高，成型性好，更重要的它可以满足在减轻重量的同时增加安全性。但是，高张力零件成型目前存在以下四个难点：1、成型压力大，普通压机不能满足成型力的要求；2、成型模拟不准确，零件最容易出现的反弹和扭曲现象，用一般的模拟软件提供的结果实用性差。3、成型极限受到严格限制，高张力材料一般俗称“双高”，抗拉极限高(抗拉强度在600Mpa以上)、屈服极限高。因此制作封闭式拉延的零件，其拉延深度受限。4、零件精度难以控制，由于零件反弹和扭曲造成精度很难达到理想值。
如图1所示，申请号为201120369022.7的中国专利中公开了一种加工高张力材料零件的拉延模具，其方案是将上模或压边圈上的拉延筋更改为独立的浮动拉延筋，浮动拉延筋安装在在压边圈及压料面镶块中，位于凸模的前后两侧或单侧；但是该模具具有以下不足：由于拉延筋在压边圈区域，拉延使用的坯料就多了拉延筋到凸模侧面的尺寸，增大了生产用的坯料，这样该零件的材料利用就降低了，制品生产成本高。由于拉延筋到凸模侧面的尺寸关系到材料利用率，故而尺寸不能做得太大，这样当浮动拉延筋长度方向尺寸比较大时，压边圈上拉延筋到凸模的区域强度就非常不好。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的不足，实用新型的目的在于提供一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，克服零件成型后的回弹、扭曲、翘曲等缺陷。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，包括上模、凸模以及位于凸模侧面的压边圈，在所述凸模上设置有胀形筋，该胀形筋位于凸模型面的修边线外，并靠近分模线，且该胀形筋的高度高出产品成型时在凸模型面的最低位置，所述上模的型面上设置有与所述胀形筋对应的凹槽。
采用上述结构，即在凸模法兰边上修边线外设置胀形筋，其工作原理是当拉延成型到后期，板料接触到胀形筋，当模具继续工作向下成型过程中，胀形筋对板料进行一个反向胀形，使零件侧壁部分应力超过板料的屈服应力，减少了零件的弹性变形，使板料进入一个塑性变形区，从而防止了零件的回弹、扭曲和翘曲等。
作为优选：所述胀形筋为分断的多条或者整体的一条；可以根据材料利用率合理的调整。
作为优选：所述胀形筋的高度H为5mm-25mm。
根据零件高度及零件板材厚度和板料强度来确定胀形筋的高度，通过CAE确定胀形筋的最大不破裂高度，设置过程原则是按CAE分析不破裂的最大高度设置。
作为优选：所述胀形筋的截面呈梯形结构，该胀形筋与凸模型面圆滑过渡。
作为优选：所述胀形筋远离压边圈一侧的上下部均为弧形，弧形半径R为2mm-3mm。
作为优选：所述胀形筋与所述凸模一体成型。
如上所述，本实用新型的有益效果是：当拉延成型到后期，板料接触到胀形筋，模具继续工作向下成型过程中，胀形筋对板料进行一个反向胀形，使零件侧壁部分应力超过板料的屈服应力，减少了零件的弹性变形，使板料进入一个塑性变形区，而达到零件尺寸固化的目的，从而防止了零件的回弹、扭曲和翘曲等。采用本实用新型模具后，坯料的浪费大幅降低，这样在零件的品质和材料利用率之间达到了一个比较好的平衡，由于胀形筋是和凸模一体，就避免了浮动拉延筋造成的压边圈强度不足问题，并且由于结构简单，模具制造成本降低。
附图说明
图1为传统拉延模具结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型中凸模的结构示意图；
图4和图5为本实用新型对板料拉延过程的示意图；
图6为本实用新型成型后的板料与传统拉延模具成型板料的对比示意图。
零件标号说明
1 上模
2 压边圈
3 凸模
4 胀形筋
5 凹槽
6 板料
7 传统成型产品
8 本实用新型的成型产品
9 拉延筋
10 上模座
11 墩死块
12 下模座
13 垫块
14 传力杆
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解实用新型的其他优点及功效。
图1所示为现有浮动拉延筋结构断面图，包括上模座10、下模座12、压边圈2、拉延筋9、墩死块11、压机顶杆、垫块13和传力杆14等，由于拉延筋9在压边圈2区域，拉延使用的坯料就多了图中L的尺寸，增大了生产用的坯料，这样该零件的材料利用就降低了，制品生产成本高。由于图中L尺寸关系到材料利用率，故而尺寸不能做得太大，这样当拉延筋9长度方向尺寸比较大时，压边圈2上L尺寸范围内的强度就非常不好。
如图2至图4所示，本实用新型提供一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，包括上模1、凸模3以及位于凸模3侧面的压边圈2，在凸模3型面的修边线外与凸模3一体成型有胀形筋4，该胀形筋4靠近分模线，且该胀形筋4的高度高出产品成型时在凸模3型面的最低位置，上模1的型面上设置有与胀形筋4对应的凹槽。胀形筋4为分断的多条或者整体的一条；可以根据材料利用率合理的调整。
胀形筋4的高度H为5mm-25mm；具体设计时，可以根据零件高度H1及零件板材厚度和板料6强度来确定胀形筋4的高度，通过CAE确定胀形筋4的最大不破裂高度，设置过程原则是按CAE分析不破裂的最大高度设置。
本例中胀形筋4的截面呈梯形结构，该胀形筋4与凸模3型面圆滑过渡。胀形筋4远离压边圈2一侧的上下部均为弧形，弧形半径R为2mm-3mm。
如图4和图5所示，当拉延成型到后期，板料6接触到胀形筋4，当模具继续工作向下成型过程中，胀形筋4对板料6进行一个反向胀形，使零件侧壁部分应力超过板料6的屈服应力，减少了零件的弹性变形，使板料6进入一个塑性变形区，从而防止了零件的回弹、扭曲和翘曲，图6中传统成型产品7反弹和扭曲造成精度很难达到理想值；而本实用新型的成型产品8，克服了反弹扭曲的缺陷，达到比较好的精度。而且相对于现有的浮动拉延模具结构，坯料的浪费大幅降低，在零件的品质和材料利用率之间达到了一个比较好的平衡，由于胀形筋4是和凸模3一体，就避免了传统浮动拉延筋造成的压边圈2强度不足问题，并且由于结构简单，模具制造成本降低。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，包括上模、凸模以及位于凸模侧面的压边圈，其特征在于：在所述凸模上设置有胀形筋，该胀形筋位于凸模型面的修边线外，并靠近分模线，且该胀形筋的高度高出产品成型时在凸模型面的最低位置，所述上模的型面上设置有与所述胀形筋对应的凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，其特征在于：所述胀形筋为分断的多条或者整体的一条。
3.根据权利要求1或2所述的一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，其特征在于：所述胀形筋的高度H为5mm-25mm。
4.根据权利要求3所述的一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，其特征在于：所述胀形筋的截面呈梯形结构，该胀形筋与凸模型面圆滑过渡。
5.根据权利要求4所述的一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，其特征在于：所述胀形筋远离压边圈一侧的上下部均为弧形，弧形半径R为2mm-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种防止高强度板侧壁回弹翘曲的拉延模具，其特征在于：所述胀形筋与所述凸模一体成型。
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