汽车用深拉延钣金零件成型表面修饰方法及成型模具与流程

本发明涉及汽车零配件加工领域，特别涉及一种汽车用深拉延钣金零件成型表面修饰方法、汽车用深拉延钣金零件成型模具及表面修饰用的石墨柱的成型方法。

背景技术：

在汽车冲压模具领域，不管是热冲压还是冷冲压都有需要拉延才能成型的零件。而对于拉延零件，压料面是控制材料流动的关键。在零件仿真成型分析中，有一个参数为摩擦系数。调整这个系数，对零件会产生很大的影响。比如当你摩擦系数设置为常规时，分析显示压料面控制材料流动处于一种平衡状态，零件可以完美的成型。而当你把摩擦系数设置较高一点，分析显示在成型过程中，压料面控制的材料流动受阻，导致零件在成型过程中开裂。在模拟分析中，我们可以很轻易的去改变压料面的摩擦系数。而在实际生产制造中，我们面对的是实际的模具结构。在模具结构中，压料面对应的结构为：上模凹模镶块.下模压边圈镶块。

实际调试零件中摩擦系数表现在于镶块的表面粗糙度。在数控加工过程中刀具与镶块表面间的摩擦，切屑分离时表面层金属的塑形变形以及工艺系统中的高频振动等，由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别，这些都是影响镶块表面粗糙度的因素。

一般来说数控精铣后的镶块型面表面粗糙度ra3.2。这样的粗糙度往往是不行的，需要钳工用磨石去研磨镶块的表面，在钳工处理后镶块型面表面粗糙度在ra1.6左右。这样的表面粗糙度对于大多数的拉延零件是满足它的成型性的，而对于有的复杂拉延零件，尤其对压料面材料流动很敏感的，这样的表面粗糙度还是达不到要求。举例来说，有些冲压拉延零件的镶块型面表面粗糙度在ra1.6左右，零件在成型过程中，压料面控制的材料流动受阻，导致零件开裂。在试过常规的调试手段后，零件依然开裂。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明提供一种汽车用深拉延钣金零件成型模具，该汽车用深拉延钣金零件成型模具解决了因镶块型面粗糙度达不到零件成型要求而造成零件开裂的问题。

技术方案是：一种汽车用深拉延钣金零件成型表面修饰方法，该表面修饰方法为通过嵌在压边圈镶块和上模镶块的型面的石墨柱润滑压边圈镶块和上模镶块的型面。

本发明还提供一种汽车用深拉延钣金零件成型模具。

技术方案是：一种汽车用深拉延钣金零件成型模具，包括下模、上模和压边圈，下模包括下模座和下模镶块，上模包括上模座和上模镶块，压边圈包括压边圈体和压边圈镶块，下模为凸模，上模为凹模，压边圈镶块位于下模镶块与上模镶块之间，所述压边圈镶块的型面上开有若干第一孔，第一孔内嵌有石墨柱，上模镶块的型面上开有若干第二孔，第二孔内嵌有石墨柱。通过在型面嵌有石墨柱，不但解决了开裂问题，而且可以应用于全自动化生产线。

作为优选，所述第一孔与第二孔错位设置。

作为优选，所述第一孔直径为5-10mm，深度为4-5mm。

作为优选，所述第二孔直径为5-10mm，深度为4-5mm。

本发明还提供一种表面修饰用的石墨柱的成型方法。

技术方案是：一种表面修饰用的石墨柱的成型方法，包括以下步骤：

步骤一：根据模拟分析或者实际调试，找到零件成型过程中，压料面区域材料流动受阻的位置；

步骤二：在压料面对应的压边圈镶块型面和上模镶块型面的表面，各自分别加工第一孔和第二孔，第一孔和第二孔错位布置；

步骤三：加工完第一孔和第二孔后，将每一个石墨柱镶嵌在第一孔和第二孔内；

步骤四：将曲面位置的石墨柱修顺至与型面匹配。

本发明的研发历程及有益效果：

为了解决开裂问题，本发明发明人先采用了以下几种调试方法：

方法一：在压料面对应的镶块型面上刷耐高温油脂，结果零件成型过程中材料流动顺畅，零件可以完全成型，没有开裂。

方法二：在压料面对应的镶块型面上抹石墨粉，结果零件也是可以完全成型的(表明镶块型面的表面粗糙度还是达不到该零件的成型要求)。

方法三：镶块型面上抹pvd涂层，pvd涂层处理后的镶块型面表面粗糙度在ra0.05～0.2。pvd涂层可以提高模具表面耐磨性，使其硬度变得更高，pvd涂层的摩擦系数低，润滑性很好。也就是说表面粗糙度等级越高，润滑性越好。但是，热冲压成型过程中，需要先将料片温度加热到900℃～950℃，投入模具后因料片温度过高，容易破坏pvd涂层，并且耐磨性较差，寿命极低，根据零件造型不同1千到1万冲次就需要重新涂覆。

上述三种方法虽然在也可以解决开裂问题，但是，由于现在的的生产线是全自动化生产，生产节拍和安全性都不允许生产过程中刷油和抹石墨粉动作。

发明人长期研究发现，当将石墨柱间隔镶嵌在镶块型面表面时，不经涂抹也可以解决开裂问题，而且石墨熔点3652℃，足够耐受高温，生产过程中不需要涂抹，完全可以应用于全自动化生产线。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明压边圈镶块结构示意图；

图3是本发明上模镶块整体结构示意图；

图4是本发明上模镶块的石墨柱是与压边圈镶块石墨柱错位布置示意图；

图5是本发明型面曲面位置的石墨柱修顺前的示意图；

图6是本发明型面曲面位置的石墨柱修顺后的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1-4，图1为本发明整体结构示意图，图2为本发明压边圈镶块结构示意图，图3为本发明上模镶块整体结构示意图，图4为本发明上模镶块的石墨柱是与压边圈镶块石墨柱错位布置示意图。

一种汽车用深拉延钣金零件成型模具，包括下模、上模和压边圈，下模包括下模座1和下模镶块6，上模包括上模座2和上模镶块8，压边圈包括压边圈体7和压边圈镶块3，下模为凸模，上模为凹模，压边圈镶块3位于下模镶块6与上模镶块8之间。

压边圈镶块3的型面上开有若干第一孔31，第一孔31内嵌有石墨柱9。

上模镶块21的型面上开有若干第二孔22，第二孔22内嵌有石墨柱9。

本发明中，零件成型后最外缘轮廓为零件数模边缘4。

进一步地，第一孔31分布在压边圈镶块3的型面上的走料区。第二孔22分布在分布在上模镶块21的型面上走料区。

进一步地，为了让每一个石墨柱都有对应的硬点与之匹配，第一孔31与第二孔22错位设置，图4中，第一孔31和第二孔22覆盖料片边缘5。

进一步地，为覆盖料片边缘，沿着成型后零件数模边缘向外布置石墨柱，第一孔31与零件数模边缘4的距离为6mm，第二孔22与零件数模边缘4的距离为6mm，以此类推。

上述嵌有石墨柱的加工方法如下：

步骤一：根据模拟分析或者实际调试，找到零件成型过程中，压料面区域材料流动受阻的位置。

步骤二：在压料面对应的压边圈镶块3型面和上模镶块21型面的表面，各自分别加工直径5-10mm深度4-5mm的第一孔31和第二孔22，第一孔31和第二孔22距离零件数模边缘4为6mm，覆盖料片边缘。加工的孔位上模与下模错位布置。

步骤三：在加工完孔位后，将每一个石墨柱镶嵌在第一孔31和第二孔22内，这里的镶嵌需要紧配，并且位于型面曲面位置的石墨柱要高出型面少许。

步骤四：将曲面位置的石墨柱修顺至与型面匹配(请参考图5和图6，图5为本发明型面曲面位置的石墨柱修顺前的示意图，图6为本发明型面曲面位置的石墨柱修顺后的示意图)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。