冲压拉延模具的制作方法

本发明涉及模具领域，尤其涉及一种冲压拉延模具。

背景技术：

随着汽车工业的不断发展，高强钢、超高强钢在汽车车身上的应用越来越多，它不仅实现了车身轻量化，达到节能减排的效果，而且也显著提高了车辆的碰撞强度和安全性能。但是，高强钢相对于普通钢板冲压成型难度加大，其在成型过程中存在易开裂、起皱、回弹的等质量问题，从而影响冲压件质量及整车车身精度。

由于高强钢材质的特性，部分高强钢零件在拉延成型时容易出现起皱现象，本发明主要提供一种带有压料芯及侧销结构的拉延模具，可有效解决高强钢成型过程中的起皱问题。

现有拉延模结构主要包括上模座、压边圈和下模座三大部分，其中，凹模部分在上模座上，凸模部分在下模座上。该种拉延模成型主要依靠凸模成型，主要工作原理如下：成型前，上、下模为打开状态，机床顶杆将压边圈顶起一定高度(压边圈行程)，然后将板件置于压边圈上，上模随机床一起向下运动后与压板圈配合将坯料压紧。然后，上模与压边圈共同继续向下运动，凸模伸入压边圈内部开始成型，直至模具到达闭合状态，拉延成型结束。

拉延成型过程中上模与压边圈压紧时，主要依靠压边圈上的凸起型面将坯料锁紧，从而实现控制成型时周圈流料程度。通过改变凸起型面的形状与大小可以达到调节流料的快慢。使用现有拉延模具结构进行高强钢拉延成型时，周圈料流状况可以通过压边圈上的凸起型面控制，但板件中间区域料流无法控制，成型时容易造成局部多料造成起皱现象，严重影响冲压件质量，从而导致冲压件不合格，无法满足装车要求。

技术实现要素：

本发明提供一种拉延模具，以期解决现有的拉延模具进行高强钢拉延成型时，板件的中间区域料流速无法控制，成型时容易造成局部多料或起皱的问题。

为了实现上述目的本发明提供一种冲压拉延模具，包括：上模座和设在上模座底部的凹模镶块；下模座和设在下模座上的压边圈及凸模；在所述上模座内开设有沿压料方向设置的型腔，在所述型腔内滑动安装有压料芯，所述压料芯的底端设有用于限制坯料流速的凸起型面；在型腔的顶部设有氮气弹簧，坯料未成型时，所述氮气弹簧作用于所述压料芯的顶部使其凸起型面凸出所述凹模镶块。

优选地，还包括侧销，在所述型腔的侧壁横向的设有贯穿所述型腔设置的定位孔，在所述压料芯的中部沿压料芯运动方向开设有横向贯穿所述压料芯设置的限位孔；所述侧销穿过所述定位孔后其两端通过固定孔固定在所述上模座上。

优选地，所述压料芯伸出所述凹模镶块的部分为压料芯的伸出端，初始时，所述侧销与所述限位孔的上端卡合；所述氮气弹簧的底端与所述压料芯之间具有间隙，所述伸出端的高度大于所述间隙。

优选地，初始时，所述伸出端距凹模镶块底端的距离为5mm，所述氮气弹簧的底端与压料4顶端之间的间隙为2mm。

优选地，在所述型腔的内壁和所述压料芯的两侧沿所述压料芯的滑动方向分别设置导滑板。

优选地，所述凸起型面沿垂直于坯料的成型方向凸设在所述压料芯的底端。

优选地，所述氮气弹簧的顶端设有固定板，所述氮气弹簧通过固定板固定于所述型腔的顶端。

优选地，所述压料芯的顶端正对所述固定板处设置有多个具有预设厚度的墩死块，当成形完毕时，所述墩死块与固定板接触。

本发明的效果在于：通过本发明中拉延模具的应用，使得在拉延成型过程中有效控制板料中间区域的坯料流动，从而消除坯料拉延成型过程中起皱的质量问题。特别是对于高强度钢板拉延成型的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中冲压拉延模具的轴测图。

图2为本发明实施例中冲压拉延模具的剖视图。

图3为上模座的结构示意图。

图4为压料芯的结构示意图。

图5为下模座的结构示意图。

本发明图中：1－上模座11－凹模镶块12－固定板13－氮气弹簧14－型腔2－压边圈21－压边圈镶块22－导板3－下模座31－凸模4压料芯41－凸起型面42－墩死块43－侧销44－限位孔

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1到图5所示，为本发明实施例提供的一种冲压拉延模具，包括上模座1和下模座3，上模座1的底部设有凹模镶块，在上模座1内开设有沿压料方向设置的型腔14，在型腔14内滑动安装有压料芯4，压料芯4的底端设有限制流速的凸起型面41。在下模座3上设有压边圈2和凸模31。本方案中压料芯4不但起到压料作用，还起到限制中间区域流速的作用。其具体为，在型腔14的顶部设有氮气弹簧13，坯料未成型时(压边圈镶块和凹模镶块未接触闭合)，氮气弹簧13作用于压料芯4的顶部使其凸起型面41凸出凹模镶块11，以使得在成型前，压料芯4先于凹模镶块11与坯料接触，以对坯料压紧定位，在上模向下运动过程中，压料芯4对坯料的施加作用力，使得凸起型面41先于凹模镶块作用于坯料；在凹模镶块11与凸模31配合成型时，凸起型面41有效的限制了中间坯料的流速。通过本发明中拉延模具的应用，使得在拉延成型过程中有效控制板料中间区域的坯料流动，从而消除坯料拉延成型过程中起皱的质量问题。特别是对于高强度钢板拉延成型的应用。

在一个优选地实施例中，结合图1和图4所示，在型腔14内设有限制压料芯4工作行程的侧销43，其具体为，在型腔14的侧壁横向的设有贯穿型腔设置的定位孔，在压料芯的中部沿压料芯运动方向开设有横向贯穿压料芯设置的限位孔44；侧销穿过定位孔44后其两端通过固定孔固定在上模座上。侧销43起到控制压料芯4行程的作用，即，初始时(压料芯未与坯料接触时)，侧销43与限位孔44的上端接触，此时氮气弹簧13的作用端作用在压料芯4的顶面，确保压料芯4能向下伸出凹模镶块11。而在拉延成形时，随着上模座1下行，氮气弹簧13持续作用于压料芯4上，此时压料芯4底端作用于坯料上，而顶端沿型腔14相对向上伸入型腔内部，直至模具闭合，拉延成形结束。其中，氮气弹簧13通过固定板12安装于型腔14的顶端；上述对压料芯4的限位当然也可采用墩死块42的方式来实现，即在压料芯4的底端设置有具有预设厚度的墩死块42，当整形完毕时，墩死块42与上模座1接触。侧销43不但起到限位效果，还起到了对压料芯4的固定作用，因此两种方式可组合使用，但功能具有区别。

上述实施例中，结合图1和图2所示，初始时，氮气弹簧13的底端与压料芯4之间具有设于间隙，此时，压料芯4未受到氮气弹簧13向下的压料力，而压料芯4的底端为伸出凹模镶块11的，其中，在本方案中，压料芯4伸出凹模镶块11的部分为压料芯4的伸出端，此时，伸出端的高度大于上述间隙。从而使得初始时，氮气弹簧13不作用，而压料芯4先于凹模镶块11与坯料接触，随着上模座1的继续运行，压料芯4才逐渐的与氮气弹簧13的底端接触。也就是说，二者在接触之前，有一段为压料芯4的自由活动状态，即压料芯4在压料之前，由于坯料的反作用力，使得其能在与氮气弹簧13接触前沿型腔14上移一定距离后才与氮气弹簧13接触，此处设计，首先确保氮气弹簧13在不使用时，其能保持自然伸缩，避免损坏，提高装置可靠性；另外来说，还起到提高装置的适用性的效果。更具体来说，本方案中，伸出端初始时伸出端距凹模镶块底端的距离为5mm，而此时，氮气弹簧13的底端与压料芯4顶端之间的间隙为2mm，也即，其间有2mm行程为压料芯4运动时，不受到氮气弹簧13的弹力，此距离下，确保了压料芯能先于凹模镶块与坯料接触。

当然，本方案中，在型腔14的内壁和压料芯4的两侧沿压料芯4的滑动方向还可分别设置导滑板，通过导滑板接触实现压料芯与型腔的滑动配合。另外来说，本实施例的凸起型面41为垂直于坯料的成型方向凸设在压料芯4的底端，确保在拉延成型过程中，其能有效的限制坯料中部的流速。

在冲压工作前，上、下模为打开状态，机床顶杆先将压边圈2顶起一定高度(压边圈既定行程)，然后将坯料放在压边圈2上，上模座1与压料芯4随压机一起向下运动。由于压料芯4在上模座1内部且压料芯4上的伸出端低于凹模镶块11构成的凹模型面约5mm，压料芯4的伸出端先于凹模镶块与坯料接触并将坯料压紧，此时凹模镶块11尚未与板料接触，氮气弹簧13仍处于完全伸长状态并与压料芯4上端之间有2mm间隙。板料周圈压紧后，上模座1与压边圈2开始共同向下运动，凸模31伸入压边圈2内部，然后与板料接触开始成型。

由于压料芯4的伸出端仅低于凹模镶块11的凹模型面约5mm，凸模31刚开始成型后压料芯4很快会与凸模31接触并将压料芯4所对应部分的坯料压紧。由于压料芯4对应区域的坯料基本没有开始成型便被压紧，减少了该部分的坯料的流动量，进而避免了其他部分成型时多料而造成起皱问题。

上模座1与压边圈2继续向下运动，凸模31继续深入压边圈2内部，板件逐渐成型，在此过程中，氮气弹簧13不断被压缩。当模具到达闭合状态时，压料芯4上的墩死块42与上模座1接触，压料芯墩死，拉延成型结束。成型过程中上模座1与压料芯4之间通过型腔内的导滑板进行导滑，上模座1与压边圈2共同向下运动过程中通过压边圈四角处的导板与下模座的导滑接触导向。

拉延完成后，上、下模开始分离：上模座1向上运动，与板件分离，此时压料芯4仍处于压料状态，氮气弹簧13逐渐伸长。当上模座1向上运动一定高度(压料芯4行程)后，侧销43与压料芯4上的限位孔44上部接触，上模继续向上运动并带动压料芯4一起向上运动，压料芯4与板料分离。需要说明的是，在压边圈2上可设置压边圈镶块21，在下模侧边可设置导板22，其均为模具常规结束，在此不详细解释其作用。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。