一种振动式汽车零件冲压装置及使用该装置进行冲压的方法与流程

本发明涉及金属的冲压成形技术领域，特别是提供了一种振动式汽车零件冲压装置及使用该装置进行冲压的方法。

背景技术：

冲压成形技术是汽车零部件关键的成形制造技术之一，尤其为了满足汽车轻量化和安全性的技术需求，高强钢和铝合金冲压零件得到了广泛的应用，但随着汽车钢的强度性能不断提升，现有的冲压设备容易出现成形精度不够或回弹现象，尤其对于复杂冲压零件来说，倒角、棱边附近经常出现冲压不到位的现象。关于抑制回弹方面，发明专利公开号：cn106345882a《一种超高强钢激光拼焊板及成形工艺》所描述的技术，对于飞机蒙皮拉伸成形工艺，通过将激振器、弹性垫与拉伸设备结合，在拉伸成形过程中，实现拉伸运动与激振器振动同步工作，直到拉伸结束。而对于冲压成形零件来说，如果冲压成形初始就发生振动，板料在刚刚冲压时因尚未完全触模而出现松动现象，从而将导致板料起皱现象的发生。因此，冲压成形伴随激振器工作难以解决改善高强钢或铝合金成形精度或回弹缺陷。

当前，已经出现了通过振动时效消除工件内部残余应力，从而消除塑性成形后汽车钢或铝的回弹现象，但这种装置和方法只是单纯的将加工后的零件从模具上转到振动台上进行振动时效处理，虽然能消除一部分残余应力，但从转移到固定在振动台过程中，已经出现了部分回弹现象，从而减弱了振动效果。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提出一种振动式汽车零件冲压装置及使用该装置进行冲压的方法，通过控制液压油缸的油压，实现在冲压结束之前，上模具和下模具同时振动式下移的方式，不但使上模具和下模具能够在下行时充分协同工作，并且上模具和下模具的振动释放待冲压板料的内应力，从而达到消除回弹的目的。

本发明为了达到上述目的，采取如下手段：

一种振动式汽车零件冲压装置，包括沿竖直方向相对设置的上工作台和下工作台，所述上工作台的下表面设有上模具，所述下工作台的上表面设有与所述上模具相对应的下模具，所述上工作台上设有驱动所述上工作台沿竖直方向运动的上液压油缸，所述下工作台上设有驱动所述下工作台沿竖直方向运动的下液压油缸，所述上工作台的下行运动轨迹上设有阻尼器，所述下液压油缸通过电磁溢流阀与液压源连通；

工作状态下，所述上工作台下行与所述阻尼器接触时，所述上模具和所述下模具未合模，所述上模具和所述下模具之间的间隙小于待冲压板料的厚度。

所述上液压油缸的输出端位于所述上工作台的上表面；所述下液压油缸的输出端位于所述下工作台的下表面。

所述上液压油缸和所述下液压油缸分别带动所述上工作台和所述下工作台运动，从而使所述上模具和所述下模具完成合模和分模的完整冲压过程

本发明还公开了一种使用上述所述的振动式汽车零件冲压装置进行冲压的方法，具有如下步骤：

s1、所述下液压油缸将所述下工作台置于所述下工作台的上止点，并保持不动；

s2、待冲压板料置于所述上模具和所述下模具之间，所述上液压油缸驱动所述上工作台带动所述上模具向下运动，开始冲压过程；

s3、所述上模具下行到与所述下模具合模前时，控制所述下液压油缸的油压低于所述上液压油缸的油压峰值，从而保证所述上工作台与所述阻尼器接触时，所述上模具和所述下模具没有完全合模；

s4、所述上工作台继续下行与所述阻尼器接触时(冲压中间阶段，只是没有完全冲压到底)，所述阻尼器开始工作，所述电磁溢流阀周期性开启关闭，控制释放所述下液压油缸的液压油量；

在所述电磁溢流阀开启关闭的一个周期内，保持所述上液压油缸的油压持续式增长直至周期内所述电磁溢流阀关闭时待冲压板料受到的压力达到设定压力(设定压力与待冲压板料强度、厚度、尺寸大小有关)时停止增长，保压一小段时间(保压时间与待冲压板料强度、厚度、尺寸大小有关)后，进行下一周期，直至所述下工作台到达所述下工作台的下止点，所述上模具和所述下模具完全合模，冲压、保压过程结束并回程。

由于所述阻尼器的作用，一个周期内所述上模具的运动速度会滞后所述下模具的运动速度，一个周期内所述电磁溢流阀开启关闭，所述下模具会下移并停止一段时间，而所述上模具由于所述上液压油缸的油压持续式增长会持续下移，会导致施加于待冲压板料上的压力先减小(达到调节待冲压板料残余应力的作用)后不断增大，并在达到设定压力时保压一小段时间后，进行下一周期，所述上模具和所述下模具重复上述冲压下移过程，即所述上模具和所述下模具协同振动式下移，每个周期内，所述上模具和所述下模具间隙不断减小，直至所述下工作台到达所述下工作台的下止点，所述上模具和所述下模具完全合模，冲压、保压过程结束并回程。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明在冲压结束之前通过控制液压油缸的油压，实现上模具和下模具协同振动，并且上模具和下模具并未合模，避免了因振动而对模面的磨损，同时，进一步提升了倒角、棱边的成形质量，达到成形充分的效果，提升零件精度；

2.采用电磁溢流阀周期式控制释放油量，油量释放稳定、均匀，可实现模具的平滑、稳定振动，避免机械振动造成的噪音及模具碰撞磨损；

3.在合模之前进行振动，此时，冲压的形状基本形成，与冲压初期开始振动相比，本发明提出的方法更易控制待冲压板料因振动产生的松动、定位不准等现象，避免冲压过程中出现起皱等缺陷；

4.与冲压后脱模振动相比，避免了转移过程中的回弹现象发生；

5.可以根据不同的材料、不同的零件形状和不同的工艺参数确定相应振幅(每个周期，下模具下降距离)和振动频率(每个周期时间的倒数)，通过控制液压油缸而实现的上模具和下模具协同振动下移，操作简单，附加器件少，节约成本。

基于上述理由本发明可在金属的冲压成形技术等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的具体实施方式中振动式汽车零件冲压装置的结构示意图。

图2是本发明的具体实施方式中振动过程中下模具的运动轨迹和待冲压板料的接触压力变化趋势图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种振动式汽车零件冲压装置，包括沿竖直方向相对设置的上工作台1和下工作台2，所述上工作台1的下表面设有上模具3，所述下工作台2的上表面设有与所述上模具3相对应的下模具4，所述上工作台1上设有驱动所述上工作台1沿竖直方向运动的上液压油缸5，所述下工作台2上设有驱动所述下工作台2沿竖直方向运动的下液压油缸6，所述上工作台1的下行运动轨迹上设有阻尼器7，所述下液压油缸6通过电磁溢流阀8与液压源9连通；

所述下液压油缸6与所述电磁溢流阀8之间和所述电磁溢流阀8与所述液压源9之间均通过液压油管10连通；

工作状态下，所述上工作台1下行与所述阻尼器7接触时，所述上模具3和所述下模具4未合模，所述上模具3和所述下模具4之间的间隙小于待冲压板料11的厚度。

所述上液压油缸5的输出端位于所述上工作台1的上表面；所述下液压油缸6的输出端位于所述下工作台2的下表面。

实施例2

一种使用实施例1所述的振动式汽车零件冲压装置进行冲压的方法，本实施例选取dp780钢板为待冲压板料11，抗拉强度780mpa左右，厚度为1.0mm，以汽车侧围为例，具有如下步骤：

s1、所述下液压油缸6将所述下工作台2置于所述下工作台2的上止点a，并保持不动；

s2、待冲压板料11置于所述上模具3和所述下模具4之间，所述上液压油缸5驱动所述上工作台1带动所述上模具3向下运动，开始冲压过程；

s3、所述上模具3下行到与所述下模具4合模前时，控制所述下液压油缸6的油压低于所述上液压油缸5的油压峰值，从而保证所述上工作台1与所述阻尼器7接触时，所述上模具3和所述下模具4没有完全合模；

s4、所述上工作台1继续下行与所述阻尼器7接触时，所述阻尼器7开始工作，所述电磁溢流阀8周期性开启关闭，控制释放所述下液压油缸6的液压油量；

在所述电磁溢流阀8开启关闭的一个周期内，保持所述上液压油缸5的油压持续式增长直至周期内所述电磁溢流阀8关闭时待冲压板料11受到的压力达到设定压力时停止增长，保压一小段时间后，进行下一周期，所述上模具3和所述下模具4协同振动式下移，振幅为0.2～0.5mm，振动频率为5hz-10hz；直至所述下工作台2到达所述下工作台2的下止点b，所述上模具3和所述下模具4完全合模，冲压、保压过程结束并回程。

如图2所示，所述上模具3和所述下模具4振动下移过程中，所述下模具4间断式下移、停止，从而达到振动效果；同时，振动过程中，待冲压板料11受到的接触压力处于下降-上升-保压的变化趋势，实现对待冲压板料11倒角、棱边的有效成形，进一步改善了待冲压板料11的成形精度和成形性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。