本发明属于车身技术领域，特别是一种发盖冲压与充液结合成型工艺模具及发盖成型方法。
背景技术：
车身质量占汽车总质量的40％左右，对于整车的轻量化而言，车身的轻量化起着举足轻重的作用，新材料的应用是实现轻量化的主要途径之一，例如铝板、高强钢材料的应用。
现有技术中，铝板、高强钢等新材料在加工时采用冷冲拉延模具进行加工，现有技术的冷冲拉延模具如图1所示，该冷冲拉延模具主要包括上模座101、压边圈102和下模座103三大部分，其中，凹模部分在上模座101上，凸模部分在下模座103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，上模座101、下模座103为打开状态，机床顶杆将压边圈102顶起一定高度(压边圈行程)，然后将板件置于压边圈102上，上模座101随机床一起向下运动后与压板圈102配合将坯料压紧。然后，上模座101与压边圈102共同继续向下运动，凸模伸入压边圈102内部，挤压板材开始成型，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座101与压边圈102压紧时，主要依靠压边圈102上的拉延筋将坯料锁紧，从而实现控制成型时周圈流料速度。通过改变拉延筋的形状与大小可以达到调节流料的快慢。
作为对现有技术的冷冲拉延模具以及工艺的改进，中国专利号201610762461.1的申请文件给出了一种如图2所示的充液成型模，充液成型模主要包括：201、压边工装；202、导柱导套；203、压边圈；204、压边垫块；205、凹模液室；206、凸模盖板；207、定位端盖；208、定位套；209、板料；210、密封片；211、凸模；212、充液管路。其成型过程如下：步骤101、将裁剪后的板料平行置于充液成型设备的凹模之上；步骤102、对板材进行充液拉深，流体作为辅助手段，首先在凹模内充满液体，放置铝合金板料，施加压边力进行周圈压紧；步骤103、充液胀形；利用增压器产生高压，增大液室压力，利用液室产生的压力使铝合金零件贴在凸模上，从而得到要压制的零件；步骤104、抬起凸模、压边圈，取出成型零件。
铝板材质及性能与钢板存在较大差异，采用如图1所示的冷冲拉延模具进行加工得到的铝合金零件表面质量差，成品率低，不能满足车身零件高精度、高可靠性、高效率和低缺陷制造的要求。而如图2所示的充液成型模在完成零件上较小的r角造型成型依靠单一的充液成型需要很大的压强，对设备吨位要求较高，制造难度加大，能耗及设备成本高的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种发盖冲压与充液结合成型工艺模具及发盖成型方法，以解决现有技术中的不足，它能够将充液成型与冲压成型在同一工序内一次完成，降低了充液成型对设备吨位的要求，减少了成型道次，节约能源，提高生产效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种发盖冲压与充液结合成型工艺模具，所述发盖冲压与充液结合成型工艺模具包括凹模、凸模和压边圈；
所述凹模设置在下模座上，所述凸模设置在上模座上，所述压边圈设置在所述凸模的周侧，且所述压边圈可活动的设置在所述上模座上；所述上模座可朝向所述下模座运动，实现所述凹模与所述凸模的合模，所述凹模与所述凸模之间的距离为合模距离；
所述凹模上设有压料区和成型区，所述成型区位于所述压料区的中间，且相对所述压料区凹陷内沉；
所述压料区上靠近所述成型区的周圈上设有拉延筋；
所述拉延筋周侧的所述压料区上形成有压料面；所述压料面与所述压边圈位置相对；
其中：
所述成型区上靠近所述拉延筋的周圈设置有周圈充液槽；
所述周圈充液槽所围的所述成型区上还设有第一挤压成型产品面、第一充液成型产品面和第一废料工艺补充面，所述第一废料工艺补充面相对所述第一充液成型产品面凹陷内沉形成有废料补液槽；
所述凸模上设有第二挤压成型产品面、第二充液成型产品面和第二废料面，所述第二废料面相对所述第二充液成型产品面凸出；
所述第一挤压成型产品面可与所述第二挤压成型产品面接触挤压，所述第一充液成型产品面与所述第二充液成型产品面位置相对，所述第一废料工艺补充面与所述第二废料面位置相对；
所述成型区的一侧还设有后端弧形充液槽，所述后端弧形充液槽位于所述周圈充液槽与所述凹模的后端产品线之间；
所述拉延筋所围的所述成型区形成充液腔，所述凹模内部设有充液孔，所述充液孔连通所述充液腔，且所述充液孔内安装有充液接头，所述充液接头上连接有充液泵。
如上所述的发盖冲压与充液结合成型工艺模具，其中，优选的是，所述废料补液槽的底部、所述周圈充液槽的底部和所述后端弧形充液槽的底部均设置有所述充液孔。
如上所述的发盖冲压与充液结合成型工艺模具，其中，优选的是，所述压料区的外周圈上设有密封槽，所述密封槽内设有密封条。
如上所述的发盖冲压与充液结合成型工艺模具，其中，优选的是，所述废料补液槽深20mm。
如上所述的发盖冲压与充液结合成型工艺模具，其中，优选的是，所述废料补液槽与所述第一充液成型产品面的连接处设有倒角。
采用以上所述的发盖冲压与充液结合成型工艺模具使发盖成型的方法，其中，包括以下步骤：
(1)先使上模座和下模座处于打开状态，将坯料放置在凹模上，使压边圈随上模座朝向下模座运动，压边圈与压料面配合压紧坯料，同时，通过拉延筋锁紧坯料，是坯料将充液腔封闭形成密封腔；
(2)当上模座朝向下模座运动至合模距离为d1时，开始采用充液泵往密封腔中充入液体介质，至凸模随上模座朝向下模座运动接触坯料且密封腔内填充一定液体介质时，充液停止；
(3)凸模接触坯料并下压坯料，进而使液体介质充满密封腔，当液体介质充满密封腔时，采用充液泵维持密封腔内恒定压强，凸模继续向下运动直至模具闭合，坯料经历充液和挤压变形，至合模距离为零时，坯料贴在凸模上，坯料成型；
(4)通过充液泵卸掉密封腔内的液体介质和压力，并使凸模和压边圈随上模座上行，使坯料与凸模分离，人工使坯料与凹模分离。
如上所述的发盖成型的方法，其中，优选的是，所述步骤(2)中密封腔充入的液体介质的高度占密封腔深度的2/3。
如上所述的发盖成型的方法，其中，优选的是，所述步骤(2)中的合模距离d1为10-15mm。
如上所述的发盖成型的方法，其中，优选的是，所述步骤(3)中恒定压强的值根据待成型产品预设。
在使用的时候，先将上模座抬起，同时，压边圈上下活动的安装在上模座上，随上模座一起向上运动，使压力机处于开模状态，将坯料放置在凹模上，然后，压边圈随着上模一起向下运动，先接触并挤压坯料，同时，借助拉延筋锁紧坯料；然后，上模座继续朝下运动，凸模向下运动，接触并挤压坯料，此时，充液成型和冲压成型同时发生，直至凸模和凹模合模，坯料弯曲贴合在凸模上。
与现有技术相比，本发明合理设置了凹模的型面和凸模的型面，凹模的第一挤压成型产品面与凸模的所述第二挤压成型产品面的接触挤压配合，可以实现坯料的冲压成型，凹模的第一充液成型产品面与凸模的所述第二充液成型产品面相互配合可以实现产品面的充液成型，凹模的所述第一废料工艺补充面与凸模的所述第二废料面的相互配合可以实现过孔的充液成型。继承了现有充液成型与常规冲压成型的各自优点，提高铝合金覆盖件成型极限，实现充液成型与冲压成型在同一工序内一次完成，降低了充液成型对设备吨位的要求，减少了成型道次，节约能源，提高生产效率。有效提供铝板发盖的精度、表面质量，提高装车匹配性，提高整车精度、品质。
附图说明
图1是现有技术的冷冲拉延模具；
图2是现有技术的充液成型模具；
图3是发盖零件结构图；
图4是凹模结构第一视角示意图；
图5是凹模结构第二视角示意图；
图6是凸模结构示意图；
图7是凸模和压边圈配合结构示意图。
附图标记说明：101-上模座，102-压边圈，103-下模座，201-压边工装，202-导柱导套，203-压边圈，204-压边垫块，205-凹模液室，206-凸模盖板，207-定位端盖，208-定位套，209-板料，210-密封片，211-凸模，212-充液管路；
01-产品面，02-过孔；
1-凹模，11-压料区，111-压料面，112-拉延筋，113-密封槽，12-成型区，121-第一充液成型产品面，122-第一废料工艺补充面，13-周圈充液槽，14-废料补液槽，15-后端弧形充液槽，2-凸模，21-第二充液成型产品面，22-第二废料面，3-压边圈，4-充液孔，5-充液接头。
具体实施方式
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。
本发明的实施例提供了一种发盖冲压与充液结合成型的工艺模具，用于铝板发盖的成型。其中，铝板发盖的结构图如图3所示，具有产品面01和过孔02，产品面01的上具有r角较小的局部造型。
请参考图4、图5、图6和图7所示，本发明提供的发盖冲压与充液结合成型工艺模具包括凹模1、凸模2和压边圈3；其中，凹模1和凸模2上均设有型面，型面的形状依据铝板发盖的形状进行设置，但是要满足液压和局部冲压结合成型的需求，即需要设置用于发盖上周缘r角较小区域成形的挤压型面，也要设置用于发盖上中间较大区域的充液拉深成形的充液成型型面。
在设置的时候，具体如下：
所述凹模1上设有压料区11和成型区12，所述成型区12位于所述压料区11的中间，且相对所述压料区11凹陷内沉；所述成型区12靠近所述压料区11的周圈上设置有周圈充液槽13；所述周圈充液槽13所围的所述成型区12上还设有第一挤压成型产品面、第一充液成型产品面121和第一废料工艺补充面122，所述第一废料工艺补充面122相对所述第一充液成型产品面121凹陷内沉形成有废料补液槽14。
所述凸模2上设有第二挤压成型产品面、第二充液成型产品面21和第二废料面22，所述第二废料面22相对所述第二充液成型产品面21凸出。
所述第一挤压成型产品面可与所述第二挤压成型产品面接触挤压，所述第一充液成型产品面121与所述第二充液成型产品面21位置相对，所述第一废料工艺补充面122与所述第二废料面22位置相对；所述成型区12的一侧还设有后端弧形充液槽15，所述后端弧形充液槽15位于所述周圈充液槽13与后端产品线之间。这里的后端产品线是指凹模1上压料区11和成型区12的交界线，也是对应发盖后端边缘的线。在设置的时候，由于模具的凹模1的型面和凸模2的型面设置时根据发盖的形状设置的，请参考图3所示，发动机盖后端靠近前挡风玻璃的位置为较大的弧形结构外侧,具体的说，挡风玻璃附近设有充液槽，发动机盖后端靠近该充液槽的位置为较大的弧形结构外侧。针对发盖开设的凹模1的后端产品线也是对应着发盖和充液槽的分界线，为保证足够的液体介质及充液成形效果，需要对应的设置相对较宽的后端弧形充液槽15，该后端弧形充液槽15位于所述周圈充液槽13与后端产品线之间。
以上详细描述了凹模1的型面和凸模2的型面设置，通过以上型面中的所述第一挤压成型产品面与所述第二挤压成型产品面的接触挤压配合，可以实现坯料的冲压成型，在设置的时候，第一挤压成型产品面与所述第二挤压成型产品面的形状和位置，根据铝板发盖上r角较小的局部造型的形状以及其在铝板发盖上的位置设置，而第一充液成型产品面121与所述第二充液成型产品面21的设置根据铝板发盖的产品面设置，所述第一废料工艺补充面122与所述第二废料面22则根据过孔进行设置。
通过以上型面的设置，可以实现局部造型的冲压成型和产品面的充液成型，冲压成型和充液成型在合模过程中一起完成，解决单一的充液成型需要更大的压强，对设备吨位要求较高，模具制造难度加大，能耗及设备成本高的问题。解决了针对r角较小的局部造型，采用单一的冲压成型容易使其开裂，采用单一的充液成型比较困难的问题，同时，整体主要采用充液对铝板发盖成型，可以解决现有技术中铝板冷冲压模具拉延成型造成的铝板零件表面质量差，成品率低，无法满足装车质量要求的问题。
本发明提供的凹模1设置在下模座上，凸模2设置在上模座上，所述压边圈3设置在所述凸模2的周侧，且所述压边圈3可活动的设置在所述上模座上；所述压料区11上靠近所述成型区12的周圈上设有拉延筋112；所述拉延筋112周侧的所述压料区11上形成有压料面111；所述压料面111与所述压边圈3位置相对；所述压边圈3可以配合压料面111实现坯料的压紧，拉延筋112配合该压紧力实现坯料的锁紧。
所述拉延筋112所围的所述成型区12形成充液腔，所述凹模1内部设有充液孔4，所述充液孔4连通所述充液腔，且所述充液孔4内连接安装充液接头5，所述充液接头5上连接有充液泵。充液泵通过充液接头5和充液孔4向充液腔充入一定的液体介质，液体介质可以为水、油等，这里不做限制，同时，充液泵的还起着给充液腔增压的作用。在使用的时候，可以通过充液腔内的具有一定压强的液体介质与凸模2、凹模1的相互配合实现坯料的充液拉深成型。
所述上模座可朝向所述下模座运动，实现所述凹模1与所述凸模2的合模，所述凹模1与所述凸模2之间的距离为合模距离。在使用的时候，先将上模座抬起，同时，压边圈3可上下活动的安装在上模座上，随上模座一起向上运动，使压力机处于开模状态，将坯料放置在凹模1上，然后，压边圈3随着上模一起向下运动，先接触并挤压坯料，同时，借助拉延筋112锁紧坯料；然后，上模座继续朝下运动，凸模2向下运动，接触并挤压坯料，此时，充液成型和冲压成型同时发生，直至凸模2和凹模1合模，坯料弯曲贴合在凸模2上。
作为本实施例的优选技术方案，所述废料补液槽14的底部、所述周圈充液槽13的底部和所述后端弧形充液槽15的底部均设置有所述充液孔4。在所述废料补液槽14的底部、所述周圈充液槽13的底部和所述后端弧形充液槽15的底部均设置充液孔4，可以实现快速充液、快速泄液、快速冲压、快速泄压，克服了单一充液孔时，充液、泄液、冲压、泄压过程的速度均较慢，影响压模整体效率的不足。
作为本实施例的优选技术方案，所述压料区11上远离所述周圈充液槽13的周圈上设有密封槽113，所述密封槽113内设有密封条。该设置，可以保证充液腔的密封性，可以避免充液介质的外泄。
作为本实施例的优选技术方案，所述废料补液槽14深20mm，该设置可以保证废料补液槽可以存储适量的液体，同时与也避免过深加工量过多。
作为本实施例的优选技术方案，所述废料补液槽14与所述第一充液成型产品面121的连接处设有倒角，该设置可以实现凹模造型面整体光顺过渡。
本发明的实施例还提供了一种采用以上所述的发盖冲压与充液结合成型工艺模具使发盖成型的方法，其中，包括以下步骤：
(1)使上模座和下模座处于打开状态，将坯料放置坯料在凹模1上，压边圈3随上模座朝向下模座运动，压边圈3与压料面111配合压紧坯料，同时，通过拉延筋112锁紧坯料，使坯料将充液腔封闭形成密封腔；
(2)当上模座朝向下模座运动至合模距离为d1时，开始采用充液泵往密封腔中充入液体介质，至凸模2随上模座朝向下模座运动接触坯料且密封腔内填充一定液体介质时，充液停止，此时，液体介质表面与坯料之间具有可压缩空间；
(3)凸模接触坯料并下压坯料，使密封腔体积减小，使液体介质充满密封腔时，凸模随上模座继续向下运动，凸模接触坯料并下压坯料，坯料向下弯曲使密封腔内可压缩空间逐渐减小，液体介质逐渐填满密封腔，当液体介质充满充液腔时采用充液泵维持密封腔内恒定压强，凸模继续向下运动直至模具闭合，坯料经历充液和挤压变形，至合模距离为零时，坯料贴在凸模2上，坯料成型；
(4)通过充液泵卸掉密封腔内的液体介质和压力，凸模2和压边圈3随上模座上行，使坯料与凸模2分离，人工或机械使坯料与凹模1分离。
在方法中，充液腔的液体介质并不完全占满充液腔，而是预留一定的可压缩空间，一方面可以先让凹模1与凸模2先初步结合，实现坯料的初步成型，另一方面，设置可压缩空间，而非直接将密封腔充满介质，避免了充满介质时，板料中间部分会被液体充满顶起来，导致中间区域向上变形，周圈压紧内侧边缘可能会发生变形的情况，再者，考虑到一开始密封腔中充满介质，在通过充液泵增压至设定高压的过程中，凸模下行导致液体介质被挤压排出造成液体介质泄露，而本发明提供的装置设置有密封圈，是密封充液拉深，并不方便液体介质的在该过程中的排出，所以，一开始即设置液体介质并不充满密封腔，而是预留一定的可压缩空间，合理且能保证坯料的成型质量。
优选的，所述步骤(2)中的密封腔充入的液体介质的高度占密封腔深度的2/3。
优选的，所述步骤(2)中的合模距离d1为10-15mm。
优选的，所述步骤(3)中的恒定压强的值根据待成型产品预设。
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。