专利名称：一种确定拉延破裂刀的安装位置的方法
技术领域：
本发明涉及冲压模具领域，更具体地说，涉及一种确定拉延破裂刀的安装位置的方法。
背景技术：
拉延是冲压工艺中的一种，是利用位于凸模底部的材料的延伸而将平直的板料或制件变为曲面形的一种冲压工艺。在制件的拉延过程中，如图1所示，有些制件的形状结构较为复杂，其沿线A-A截取的截面形状如图2所示，其中制件的A处和B处需要形成凹坑，因此在拉延过程中，制件的C处的材料将向A处和B处流动，那么A处和B处分别与C处相连的侧壁部分的材料将会变薄。当进料不畅或者所述侧壁部分的材料的塑性变形量超过其最大极限时，所述侧壁部分将会严重变薄或者出现拉破现象，从而严重影响制件的拉延质量甚至造成废品。因此，在实际生产中，通常是在模具上的与制件上可能被拉破区域周围的废料区对应的所需位置处加装破裂刀，以主动刺破制件上可能被拉破区域周围的废料区，从而使材料能够顺畅地向制件上需要料多的区域流动，以使材料达到合理的塑性变形，从而拉延出合格的制件。
进而，决定破裂刀什么时候刺破制件以及刺破多大范围内的制件，即破裂刀的安装位置就成为需要解决的问题。因为，如果破裂刀的安装高度较高，即当上模安装到压床上之前倒放在地面上时，固定在上模上的破裂刀相对于地面的高度较高，则当上下模闭合拉延制件时，破裂刀刺破制件的时间会较早，制件还处于弹性变形阶段即被刺破，那么拉延后的制件的刚性较差；如果破裂刀的安装高度较低，即当上模安装到压床上之前倒放在地面上时，固定在上模上的破裂刀相对于地面的高度较低，则当上下模闭合拉延制件时，破裂刀刺破制件的时间会较晚，那么制件这时有可能已经严重变薄甚至已经被拉破，因此将严重影响制件的拉延质量甚至造成废品。而如果破裂刀的安装范围较小，则在拉延过程中制件局部会严重变薄或者出现拉破现象，从而影响制件的拉延质量甚至造成废品；如果破裂刀的安装范围较大，则制件局部原本不需要被刺破而被刺破，那么拉延后的制件的刚性较差。
因此，破裂刀的安装位置对于制件的拉延质量有着重要影响。现有技术中通常采用人工现场调试的方法来确定破裂刀的安装位置，即，如果破裂刀安装得较高，则进行适当修磨降低高度，如果破裂刀安装得较低，则通过焊接或其他方法垫高。但是，这种方法的缺陷在于，不仅实际效果会受到工人技术水平的制约，而且需要进行反复地试验，因此延长了模具的制造周期，降低了生产效率，增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够简单快速准确地确定拉延破裂刀的安装位置的方法。
本发明提供的确定拉延破裂刀的安装位置的方法，其中，所述方法包括建立与制件完全一样的数学模型；在数学模型上的有可能被拉破区域周围的废料区中选取至少一个与破裂刀的长度方向相垂直的截面；测量截面上至少一个物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的截面线长度L；测量对应的原始板料截面上的该物料参与流动区域的截面线长度L0；将测量值代入公式δ＝(L-L0)×100％/L0，计算出截面上该物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的材料延伸率δ；当截面上该物料参与流动区域的一个拉延状态下的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，与该材料延伸率δ对应的上模在该拉延状态下的位置和上模的最终位置之间的距离为该截面拉延破裂刀的安装高度，其中，所述材料延伸率运用价值范围的两个端点值分别为材料延伸率运用价值极限值减去7％和减去0.5％。
本发明提供的确定拉延破裂刀的安装位置的方法，不仅能够简单且快速地得出结果，而且确定的结果不受人为因素的影响，因此大大提高了准确性。同时缩短了模具的制造周期，提高了生产效率，降低了制造成本。
图1为适用于本发明所提供的方法的制件的平面示意图；图2为沿图1中线A-A截取的制件的截面示意图；图3为图2所示截面的拉延中间状态图。
具体实施例方式
下面，结合附图，对本发明进行详细地描述。
在进行详细描述之前，首先需要说明的是，在本发明的整个说明书以及权利要求书中出现的“物料参与流动区域”，是指制件拉延过程中需要料多的区域周围的区域，该区域的范围大小可以根据制件形状以及板料的材料特性的不同而不同。以图1和2所示的制件为例进行说明，如图2所示，其中所述“物料参与流动区域”为A处和B处的凹坑两侧一定范围内的区域，即在该制件的该截面上包括两个物料参与流动区域。通常情况下，当凹坑的可流入圆角R在1-20度范围内，可流入倾角E在3-30度范围内时，凹坑周围的物料参与流动区域为分别向凹坑的两侧延伸10-60毫米的范围内，优选情况下，为分别向凹坑两侧延伸20-30毫米的范围内，其中所述可流入圆角R和可流入倾角E的定义为本领域技术人员所公知。例如，图2中所示的区域D即为物料参与流动区域。
本发明提供的确定拉延破裂刀的安装位置的方法，包括利用各种公知的方法建立与制件完全一样的数学模型；根据制件的形状结构和板料的材料特性，在数学模型上首先确定出需要安装破裂刀刺破的区域，即有可能被拉破的区域周围的废料区，并且确定出破裂刀的安装方向，即破裂刀的长度方向，上述确定方法为本领域技术人员所公知；
在数学模型上的需要安装破裂刀刺破的区域中选取至少一个与破裂刀的长度方向相垂直的截面，优选为首先选取一个截面；测量截面上至少一个物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的截面线长度L；测量对应的原始板料截面上的该物料参与流动区域的截面线长度L0；将测量值代入公式δ＝(L-L0)×100％/L0，计算出截面上该物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的材料延伸率δ；当截面上该物料参与流动区域的一个拉延状态下的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，与该材料延伸率δ对应的上模在该拉延状态下的位置和上模的最终位置之间的距离为该截面拉延破裂刀的安装高度，所述材料延伸率运用价值范围的两个端点值分别为材料延伸率运用价值极限值减去7％和减去0.5％。
其中，当所述截面上的物料参与流动区域为多个时，可以从中选取一个区域进行计算，也可以对每个区域都进行计算。当所述多个区域为相互对称时，只需选取其中一个区域进行计算即可。当所述多个区域不相互对称时，对各个区域进行计算后，只要有一个区域的材料延伸率满足条件即可根据该区域来确定破裂刀的位置。当所述多个区域中有相互重叠的情况时，将重叠的多个区域作为一个区域来计算。以图1和2所示制件为例，由于该截面上的两个物料参与流动区域是对称的，因此只需选取一个区域进行计算即可。
所述的材料延伸率运用价值极限值通常根据材料的不同而各不相同，该数值可以通过各种技术手册查到，为本领域技术人员所公知。例如，料厚为0.8毫米的ST14拉延板的最大延伸率通常为39％，但是当将其用作汽车覆盖件的拉延板料时，如果其延伸率超过20％，则该板料就没有运用的价值，因此，料厚为0.8毫米的ST14拉延板用作汽车覆盖件时的延伸率运用价值极限值为20％，相应的，其延伸率运用价值范围为13％-19.5％。应当说明的是，本发明说明书及权利要求书中所提到的“材料延伸率运用价值极限值”，在不作特别说明的情况下，都是指材料用作汽车覆盖件时的延伸率运用价值极限值，该极限值为本领域技术人员所公知。
优选情况下，所述材料延伸率运用价值范围的两个端点值分别为材料延伸率运用价值极限值减去5％和减去2％。同样以料厚为0.8毫米的ST14拉延板为例，其延伸率运用价值范围优选为15％-18％。即，当截面上的物料参与流动区域在某一拉延状态下的材料延伸率在15％-18％之间时，上模在该拉延状态下的位置与上模的最终位置之间的距离即为该截面破裂刀的安装高度。例如制件的A-A截面在图3所示的拉延中间状态下，截面上的物料参与流动区域D的截面线长度L为150.56毫米，原始板料该截面上该区域的截面线长度L0为128.70毫米。计算得出此拉延状态下该截面上该物料参与流动区域的材料延伸率δ为16.98％，介于该材料的延伸率运用价值范围15％-18％之间。而制件在该拉延状态下距离拉延到位还有8毫米，即上模在该拉延状态下的位置与其最终的位置之间的距离为8毫米，因此该截面破裂刀的安装高度即为8毫米。
优选情况下，当截面上的该物料参与流动区域的一个拉延状态下的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，该截面拉延破裂刀的安装高度为与该材料延伸率δ对应的上模在该拉延状态下的位置和上模的最终位置之间的距离加上修正系数，所述修正系数为1-4毫米，优选为1-3毫米，更优选为2毫米。设置修正系数的目的是用于克服模具表面光洁度和间隙不均匀的缺陷。同样以上述实例为例，即破裂刀的安装高度优选为(8+2)毫米，即10毫米。
优选情况下，本发明提供的确定拉延破裂刀的安装位置的方法还包括，所选取的与破裂刀的长度方向相垂直的截面为多个；在一个截面上的物料参与流动区域的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内的拉延状态下，分别计算出该拉延状态下其他各个截面上物料参与流动区域的材料延伸率δ；当材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，在该截面所在的破裂刀长度方向上的位置上安装破裂刀。
接续上例，同样以料厚为0.8毫米的ST14拉延板为例，其延伸率运用价值极限值为20％，则其延伸率运用价值范围优选为15％-18％。即，在制件的某一截面上的物料参与流动区域的材料延伸率在15％-18％之间的拉延状态下，制件上所选取的其他截面中，截面上的物料参与流动区域的材料延伸率在15％-18％之间的截面所在的破裂刀长度方向上的位置应当安装破裂刀。例如在图1所示的制件上，在沿线A-A截取的截面上的物料参与流动区域D的材料延伸率在15％-18％之间的拉延状态下，即在距离制件拉延到位还有8毫米的拉延状态下，在分别沿线B-B、C-C、D-D、E-E、F-F截取的五个不同的截面中，截面B-B、D-D、E-E上的物料参与流动区域的材料延伸率均在15％-18％之间，而截面C-C、F-F上的物料参与流动区域的材料延伸率均小于15％，因此截面B-B、D-D、E-E所在的破裂刀长度方向上的位置上应当安装破裂刀，而截面C-C、F-F所在的破裂刀长度方向上的位置上无需安装破裂刀。从而可以确定破裂刀的安装范围是从截面B-B到截面E-E。
最后需要说明的是，在本发明中所使用的建立制件的数学模型，模拟制件的拉延过程，抓取制件在整个拉延过程中每一状态的视图，测量制件的不同截面上的物料参与流动区域在不同拉延状态下的截面线长度，以及确定不同拉延状态下距离制件拉延到位的距离，即上模在不同拉延状态下的位置与其最终位置之间的距离等每一步骤的具体实现方法，均为本领域技术人员所公知，故在此不再赘述。
权利要求
1.一种确定拉延破裂刀的安装位置的方法，其特征在于，所述方法包括建立与制件完全一样的数学模型；在数学模型上的有可能被拉破区域周围的废料区中选取至少一个与破裂刀的长度方向相垂直的截面；测量截面上至少一个物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的截面线长度L；测量对应的原始板料截面上的物料参与流动区域的截面线长度L0；将测量值代入公式δ＝(L-L0)×100％/L0，计算出截面上的物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的材料延伸率δ；当截面上的物料参与流动区域的一个拉延状态下的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，与该材料延伸率δ对应的上模在该拉延状态下的位置和上模的最终位置之间的距离为该截面拉延破裂刀的安装高度，其中，所述材料延伸率运用价值范围的两个端点值分别为材料延伸率运用价值极限值减去7％和减去0.5％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当截面上的物料参与流动区域的一个拉延状态下的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，该截面拉延破裂刀的安装高度为与该材料延伸率δ对应的上模在该拉延状态下的位置和上模的最终位置之间的距离加上修正系数，所述修正系数为1-4毫米。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所选取的与破裂刀的长度方向相垂直的截面为多个；在一个截面上的物料参与流动区域的材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内的拉延状态下，分别计算出该拉延状态下其他各个截面上物料参与流动区域的材料延伸率δ；当材料延伸率δ介于材料延伸率运用价值范围内时，在该截面所在的破裂刀长度方向上的位置上安装破裂刀。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述材料延伸率运用价值范围的两个端点值分别为材料延伸率运用价值极限值减去5％和减去2％。
全文摘要
一种确定拉延破裂刀的安装位置的方法包括建立制件的数学模型；在数学模型上的有可能被拉破区域周围的废料区中选取至少一个与破裂刀的长度方向相垂直的截面；测量截面上至少一个物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的截面线长度；测量对应的原始板料截面上的物料参与流动区域的截面线长度；计算物料参与流动区域在上模距离其最终位置不同距离时的材料延伸率；当物料参与流动区域的一个拉延状态下的材料延伸率介于材料延伸率运用价值范围内时，与该材料延伸率对应的该状态下上模位置和上模最终位置之间的距离为该截面破裂刀的安装高度，所述材料延伸率运用价值范围的两个端点值分别为材料延伸率运用价值极限值减去7％和减去0.5％。
文档编号B21D37/00GK1979504SQ20051012752
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月5日 优先权日2005年12月5日
发明者江克洪 申请人:比亚迪股份有限公司