两侧压料拉延成形方法及用于该方法的模具与流程

本发明涉及汽车零部件生产技术，尤其涉及一种两侧压料拉延成型方法及用于该方法的模具。

背景技术：

冲压模具是汽车生产中的一个重要环节，目前汽车车身冲压件主要通过冷冲压的方式来实现，其成形过程主要包括拉延或成形、修冲、翻边、整形等工作内容。拉延或成形模具主要是由凸模、凹模、压边圈和托料芯三大部分构成。

其中拉延或成形为零件能否成形及工艺优化的关键，大部分零件都可采用拉延成形，冲压过程中板件通过上模和压边圈先压紧，然后共同向下运动，向下运动过程中凸模，将坯料拉伸成形，通过四周压边可很好地控制进料阻力，材料流动均匀，是解决复杂零件成形的常用方法。但为保证压料面平整规则，需在产品造型基础上工艺补充面，后工序修边产生废料，其材料利用率低。

图1为某车型上的零件图，其中，该零件在车身上左右件对称，型面存在台阶造型，拉延深度大，且沿其长度方向存在弧状结构。图2为现有技术中的拉延工艺模面图，如图2所示，现有技术中在生产时，一般通过左右件合模，在加工的过程中通过增加工艺补充面，形成如图2所示的拉延工艺模面；如图2所示，其中，3’为拉延型面，4’为坯料线，5’为分模线，6’为拉延筋，7’为拉延后零件边界线。在拉延的过程中，一般是将对称的左右件按照图2的方式合模，一次拉延。图3为现有技术中的零件加工流程图，请参照图3，现有技术在加工的过程中包括以下步骤：拉延：从四周及中间增加工艺补充面并拉延；修边冲孔：确定分切线，沿分切线冲多个孔，并对零件第一端的侧边进行修整；修边分切：对工件的周边进行修整，并沿分切线对工件进行分切；修边翻边整形：对工件的周边进行翻边整形，并对分切后的面进行修边；侧修边冲孔：对工件的侧边进行修整，并对工件进行冲孔。图4为现有技术中公开的拉延模具结构示意图，请参照图4，其中包括，凹模8’、凸模9’、压边圈10’，拉延生产前，先将压边圈10’顶起，拉延时，凹模8’下行先与压边圈10’压紧，然后共同向下运动，向下运动过程中凸模9’与凹模8’将坯料拉延成形。通过压边圈10’从四周对坯料进行压紧，对坯料产生一定的进料阻力。

由于拉延型面的工艺补充面较多，其中包括四周和两工件中间部分，其材料利用率仅为30％，且工序内容较多，包括拉延，修边冲孔，修边分切，修边翻边整形，侧修边冲孔共五个工序，其工序内容多，降低生产效率，增加模具工装成本。此外，由于现有技术在拉延的过程中，一次拉延两个工件，被拉延后的零件首首相连、尾尾相连，且二者对称布置，再加上工件上具有弧形结构，分切面上不同点处的拉延强度不同，材料内部的应力不均匀，会促使工件分切面处产生应力回弹现象，无法保证工件的精度，使得工件的质量降低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种两侧压料拉延成型方法及用于该方法的模具，以解决现有技术中的问题，提高材料的利用率，减少加工工序，提高了工作效率。

本发明提供了一种两侧压料拉延成形方法，其中，包括，

落料，根据预先设定的形状将板材剪切成坯料；

成形，从一侧边处将坯料料边压死，保持坯料其余侧边处于自由敞开状态；通过相互配合的上模具和下模具从坯料的两侧合模。

根据如上所述的两侧压料拉延成形方法，其中，优选的是，单次成形的工件数量为多个时，多个工件沿其长度方向顺次连接。

根据如上所述的两侧压料拉延成形方法，其中，优选的是，还包括以下步骤：

修边冲孔，对成形后的坯料进行修边并冲孔；

分切翻边，当一次成形的工件为多个时，对修边冲孔后的多个工件进行分切，并对分切后的工件进行翻边。

根据如上所述的两侧压料拉延成形方法，其中，优选的是，在分切翻边的步骤中，当一次成形的工件为单个时，对该工件进行翻边。

本发明还提出了一种用于如上所述的两侧压料拉延成型方法的模具，其中，包括下模座、下模镶块、上模座、上模镶块、压料芯和压紧装置；

所述下模镶块安装在所述下模座上，所述上模镶块和所述压紧装置安装在所述上模座上；所述压料芯位于所述压紧装置远离所述上模座的一端，所述压料芯能够与所述下模座配合将坯料从一侧料边处压死；上模镶块具有与所述下模镶块相匹配的形状。

根据如上所述的模具，其中，优选的是，所述压紧装置为氮气弹簧。

根据如上所述的模具，其中，优选的是，还包括第二压边圈，所述第二压边圈可滑动地安装在所述下模座上，且所述第二压边圈的滑动方向与所述上模座的移动方向一致。

根据如上所述的模具，其中，优选的是，所述第二压边圈的侧面上设有导滑块，所述导滑块与所述下模座滑动连接；所述第二压边圈远离下模座的一侧设有多个上平衡块。

根据如上所述的模具，其中，优选的是，所述下模座上设有多个通孔，安装在机床上的机床导杆穿过所述通孔与所述第二压边圈连接。

根据如上所述的模具，其中，优选的是，所述下模座上设有导滑面，所述上模座上设有防侧滑导板，所述导滑面与所述防侧滑导板滑动连接。

本发明提出的一种两侧压料拉延成形方法，在落料的过程中，按预先设定的形状将板材剪切成坯料，可以有效减少废料的产生，提高材料的利用率。然后将坯料的一侧料边压死后，再利用相互匹配的上模具和下模具从坯料的两侧合模，将坯料拉延。利用此成形方法，将原加工工艺中的五个步骤减少一个，从而提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为某车型上的零件图；

图2为现有技术中的拉延工艺模面图；

图3为现有技术中的零件加工流程图；

图4为现有技术中的拉延模具结构示意图；

图5为本发明具体实施方式中提出的拉延成形方法的步骤流程图；

图6为本发明具体实施方式中提出的工件整形的步骤流程图；

图7为本发明具体实施方式中提出的工艺模面图；

图8为本发明具体实施方式中提出的下模座的结构示意图；

图9为本发明具体实施方式中提出的上模座的结构示意图；

图10为本发明具体实施方式中提出的上模座与压料芯的安装示意图；

图11为本发明具体实施方式中提出的压边圈的结构示意图；

图12为本发明具体实施方式中提出的上驱动压料芯的结构示意图。

附图标记说明：

1’-零件第一端 2’-零件第二端 3’-拉延型面 4’-第一坯料线 5’-第一分模线 6’-拉延筋 7’-拉延后零件边界线 8’-凹模 9’-凸模 10’-第一压边圈

1-成形型面 2-第二坯料线 3-第二分模线 4-成形后零件边界线5-上驱动压料面 6-下驱动压料面 7-下模座 8-下模镶块 9-第二压边圈 10-压料芯 11-上模座 12-上模镶块 13-安全螺栓

701-下模座本体 702-导滑面 703-第一定位板 901-压边圈本体902-导滑块 903-第二定位板 904-顶杆腿 905-上平衡块

1001-压料芯本体 1002-下平衡块 1003-导滑板 1004-定位板避让槽

1101-上模座本体 1102-防侧滑导板 1103-导滑部 1104-安装槽1105-蹲死块

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参照图5，图5为本发明具体实施方式中提出的拉延成形方法的步骤流程图，具体包括以下步骤：

落料，先根据预先设定的形状将板材剪切成坯料；具体实施时，坯料的四周预留有工艺补充面；通过将板材剪切成预先设定的形状及尺寸，能够在后序成形步骤中，按预定的数量一次成形，具体实施时，可以一次成形一个工件，也可以是多个工件，本实施方式中优选两个工件。

成形，从一侧边处将坯料料边压死，保持坯料其余侧边处于自由敞开状态；通过相互配合的上模具和下模具从坯料的两侧合模。由于在成形的过程中，将坯料一侧的料边压死，能够大幅减少压死侧的工艺补充面，而在与压死侧相临的两侧边处，由于拉延的强度较小，成形过程中所需要的工艺补充面较小，因此能够在所述两侧边处减少废料的产生，能够大地减少材料的利率。进一步地，当一次成形的工件数量为多个时，多个工件沿其长度方向顺次连接。具体实施时，可将对称的左右件首首连接，也可以将左右件尾尾连接，还可以沿其长度方向顺次连接。当一次成形的工件个数为两个对称的左右件时，优选首首连接的方式，即成形后形成的左侧工件的第一端与右侧工件的第一端连接；左侧工件与右侧工件对称分布；优选对称面为分切线。具体实施时，请参照图7，图7为本发明具体实施方式中提出的工艺模面图，其中，成形型面1位于第二坯料线2围成的面内，保证坯料外周均预留有工艺补充面，在本实施方式中，所述第二坯料线2相对的两侧一侧设有缺口，另一侧设有凸出部，以使其适应本实施方式中所述工件的形状；且在使用的过程中，所述的缺口形状能够与所述凸出部的形状配合。如此，能够节约材料且减少落料过程中的工序。由图7中可以看出，坯料被压死的一侧为坯料上具有缺口的一侧。其余侧为自由敞开状态，成形后零件边界线位于第二坯料线2的内侧。上驱动压料面5和下驱动压料面6分别位于成形型面1的两侧，上驱动压料面5位于靠近坯料被压死的一侧，第二分模线3位于成形型面1的边线处。

如此，避免了分切面两侧存在连续的弧状结构而导致的分切面处的拉延强度不均匀的问题，能够防止在分切的过程中产生应力回弹的现象，从而提高工件的质量。

请参照图6，图6为本发明具体实施方式中提出的工件整形的步骤流程图，具体实施时，还包括以下步骤：

修边冲孔，对成形后的坯料进行修边并冲孔；

分切翻边，当一次成形的工件为多个时，对修边冲孔后的多个工件进行分切，并对分切后的工件进行翻边。更进一步地，当一次成形的工件为单个时，无需进行分切，直接对冲孔后的工件进行翻边。由于不需要在分切前沿分切面预冲孔，能够减少一个工序，降低了模具工装成本，提高了生产效率。

图8为本发明具体实施方式中提出的下模座的结构示意图，图9为本发明具体实施方式中提出的上模座的结构示意图，图10为本发明具体实施方式中提出的上模座与压料芯的安装示意图；请参照图8-图10，本发明还提出了一种用于上述方法的模具，其中包括：下模座7、下模镶块8、压料芯10、上模座11、上模镶块12和压紧装置(图中未示出)；所述下模镶块8安装在所述下模座7上，所述上模镶块12和所述压紧装置安装在所述上模座11靠近所述下模座7的一侧，所述压料芯10安装在压紧装置远离上模座11的一端；具体实施时，上模座11靠近下模座7的一侧设有安装槽704，所述氮气弹簧的气缸安装在所述的安装槽1104内，氮气弹簧紧压在压料芯10上，压料芯10与所述下模座7配合，能够将坯料从一侧料边处压死。具体实施时，上模镶块12具有与所述下模镶块8相匹配的形状。

具体使用时，将上模座11向上移动，氮气弹簧、压料芯10和上模镶块12随着上模座11一同向上移动，将坯料放置在下模座7上并定位；根据所需要的压力对氮气弹簧进行调节；使上模座11下移，压料芯10先接触坯料，随着上模座11的下移，压料芯10从坯料的料边处将坯料压死。上模座11继续向下移动，上模镶块12配合下模镶块8将坯料拉延成形。

具体实施时，图12为本发明具体实施方式中提出的上驱动压料芯的结构示意图，请参照图12，压料芯10包括压料芯本体1001、下平衡块1002、导滑板1003；下平衡块1002安装在压料芯本体1001上，导滑板1003安装在所述压料芯本体1001的侧壁上，压料芯本体1001上设有用于避让第一定位板703的定位板避让槽1004。

具体实施时，所述上模座11包括上模座本体1101、防侧滑导板1102、导滑部1103和蹲死块1105；所述防侧滑导板1101安装所述上模座本体1101上，其于下模座7滑动连接；蹲死块1105安装在所述上模座本体1101靠近下模座7的一侧。

作为一种优选方式，还包括第二压边圈9，图11为本发明具体实施方式中提出的压边圈的结构示意图，请参照图11，所述第二压边圈9可滑动地安装在所述下模座11上，且所述第二压边圈9可滑动地安装在所述下模座7上，且所述第二压边圈9的滑动方向与所述上模座11的移动方向一致。具体地，所述第二压边圈9包括压边圈本体901、导滑块902、第二定位板903、顶杆腿904和上平衡块905，所述导滑块902安装在所述压边圈本体901的侧面，所述导滑块902与所述下模座7滑动连接；多个上平衡块905安装在所述压边圈本体901远离下模座的一侧。在本实施方式中，下模座7上设有多个通孔，安装在机床上的机床导杆穿过所述通孔与所述第二压边圈连接。具体地，在压紧的过程中，机床导杆与顶杆腿904连接。本领域技术人员可以理解的是，第二压边圈9压力的大小需要合理设置，若顶杆压力过小，其料流动过快，会产生起皱甚至叠料缺陷；若顶杆压料过大，其料流动过慢，无法满足造型所需，超过材料抗拉应力会产生开裂缺陷，因此，第二压边圈9的压力需通过有限元分析获得初始压边力，并通过调试验证。

作为一种优选方式，由于在上模座11下移的过程中，会产生侧向力，进一步地，在下模座7上设置导滑面，且在上模座11上设置防侧滑导板1102，所述导滑面702与所述防侧滑导板1102滑动连接。从而消除侧向力，提高工件的加工精度。

进一步地，本发明具体实施方式中，还设置了安装螺栓13，所述安全螺栓13穿过上模座11上的过孔固定在压料芯12上，其用于限制压料芯12的下止点。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。