一种控制不等厚拼焊板冲压变形的拉延造型设计方法与流程

本发明涉及汽车零部件冲压技术领域，具体涉及一种控制不等厚拼焊板冲压变形的拉延造型设计方法。

背景技术：

在汽车零部件的冲压制造领域，常使用不等厚拼焊板冲压技术。该技术是将不同材质和料厚的板材通过激光焊接等方式进行连接，再通过冲压一体成形，实现了一些零件的轻量化和高强度。尽管不等厚拼焊板技术具有很多的优势，也同时带来了制造工艺上的一些新问题。比较重要的问题是冲压过程中，薄板料流入厚板料区域出现变形，和厚板料流入薄板料区域产生干涉(图7、图8所示)。对应模具区域间隙偏大，导致冲压变形，影响产品质量。对于此问题目前缺乏有效的方法。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种控制不等厚拼焊板冲压变形的拉延造型设计方法。简单有效的解决不等厚拼焊板厚薄板料过渡区域冲压变形的问题。可适用于汽车大型拼焊板零件，如门内板、侧围、b柱加强板等。

本发明采用的技术方案是：一种控制不等厚拼焊板冲压变形的拉延造型设计方法，包括以下步骤：将两块不等厚拼焊板拼焊线冲压前的初始位置曲线l1和最终拼焊线位置曲线l2之间的区域划分为厚板料安全区、间隙过渡区和薄板料缓冲区；将凸模与凹模在厚板料安全区的间隙设置为厚板料料厚；将凸模与凹模的间隙在薄板料缓冲区设置为薄板料料厚；将凸模与凹模的间隙在间隙过渡区设置为线性过渡。

上述步骤中，也就是说将凸模与凹模在厚板料安全区及模具厚板料区的间隙设置为厚板料料厚，将凸模与凹模的间隙在薄板料缓冲区及模具薄板料区设置为薄板料料厚。

上述步骤中，所述厚板料安全区的边界线之间的距离为x1，所述间隙过渡区的边界线与之间的距离为x2，所述薄板料缓冲区的边界线之间的距离为l1与l2之间的距离-x1-x2。

具体的步骤：(1)、根据cae冲压成形模拟，得出不等厚拼焊板拼焊线冲压前的初始位置曲线l1和最终拼焊线位置曲线l2，将最终拼焊线位置曲线l2沿初始位置方向平移缓冲距离x1，且不越过曲线l1得到缓冲曲线l3，将缓冲曲线l3向最终拼焊线位置方向平移过渡距离x2得到过渡曲线l4，曲线l1和过渡曲线l4之间为薄板料缓冲区，曲线l2与缓冲曲线l3之间为厚板料安全区，缓冲曲线l3与过渡曲线l4之间为间隙过渡区；

(2)、模具的加工中，以凸模为基准，凹模型面通过凸模型面偏移板料间隙得到，凸模与凹模的间隙在薄板料缓冲区为薄板料料厚，凸模与凹模的间隙在厚板料安全区为厚板料料厚，凸模与凹模的间隙在间隙过渡区线性过渡。

本发明厚板料安全区可确保厚板料不会流入薄板料区域，消除零件与模具干涉风险；间隙过渡区内间隙均匀过渡，可有效改善此区域内零件变形；薄板料缓冲区间隙较常规小，可消除次区域的零件变形。

本发明的有益技术效果：可避免板料与模具干涉，减少冲压变形区域的面积，并有效降低变形程度。

附图说明

图1是现有技术不等厚拼焊板冲压工艺示意图；

图2是本发明结构示意图；

图3是拼焊线最大移动量lx的示意图；

图4是缓冲曲线l3和过渡曲线l4示意图；

图5是模具间隙示意图；

图6是模具间隙实例图；

图7是a-a截面常规间隙问题1(阴影区零件易变形)；

图8是a-a截面常规间隙问题2(阴影区模具零件干涉)；

图9是a-a截面过渡间隙示意图。

图中，1.1-模具厚板料区、1.2-厚板料安全区、1.3-间隙过渡区1.4-薄板料缓冲区、1.5-模具薄板料区、l1-初始拼焊线、l2-最终拼焊线、l3-缓冲曲线、l4-过渡曲线、2-凹模、3-凸模。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，现有技术中，一般在不等厚拼焊板的冲压工艺中，凸模3与凹模2的间隙在模具薄板料区1.5为薄板料料厚t1，凸模3与凹模2的间隙在模具厚板料区1.1为厚板料料厚t2，这样，对应模具区域间隙偏大，导致冲压变形，影响产品质量。

本发明一种控制不等厚拼焊板冲压变形的拉延造型设计方法，如图2—图4所示，包括以下步骤：将两块不等厚拼焊板拼焊线冲压前的初始位置曲线l1和最终拼焊线位置曲线l2之间的区域划分为厚板料安全区1.2、间隙过渡区1.3和薄板料缓冲区1.4；将凸模3与凹模2在厚板料安全区1.2的间隙设置为厚板料料厚t2；将凸模3与凹模2的间隙在薄板料缓冲区1.4设置为薄板料料厚t1；将凸模3与凹模2的间隙在间隙过渡区1.3设置为线性过渡。

上述步骤中，所述厚板料安全区1.2的边界线(即曲线l2与缓冲曲线l3)之间的距离为x1，所述间隙过渡区的边界线(即缓冲曲线l3与过渡曲线l4)之间的距离为x2，所述薄板料缓冲区的边界线(即过渡曲线l4与曲线l1)之间的距离为l1与l2之间的距离-x1-x2。

具体的步骤：

(1)、根据cae冲压成形模拟，得出不等厚拼焊板拼焊线冲压前的初始位置曲线l1和最终拼焊线位置曲线l2，将最终拼焊线位置曲线l2沿初始位置方向平移缓冲距离x1，且不越过曲线l1得到缓冲曲线l3，将缓冲曲线l3向最终拼焊线位置方向平移过渡距离x2得到过渡曲线l4，曲线l1和过渡曲线l4之间为薄板料缓冲区1.4；曲线l2与缓冲曲线l3之间为厚板料安全区1.2；缓冲曲线l3与过渡曲线l4之间为间隙过渡区1.3(参考图2所示)；

(2)、模具的加工中，以凸模3为基准，凹模2型面通过凸模3型面偏移板料间隙得到，凸模3与凹模2的间隙在薄板料缓冲区1.4为薄板料料厚t1，凸模3与凹模2的间隙在厚板料安全区1.2为厚板料料厚t2，凸模3与凹模2的间隙在间隙过渡区1.3线性过渡。

具体实施方案：

(1)、根据cae仿真结果确定拼焊线初始位置曲线l1，最终拼焊线位置曲线l2；

(2)、根据曲线l2与曲线l1的最大距离lx(拼焊线最大移动量)设置缓冲距离x1和过渡距离x2(参考图3所示)：

(3)、根据曲线l1、曲线l2、缓冲距离x1和过渡距离x2作图得到缓冲曲线l3和过渡曲线l4(参考图4所示)；

(4)、设拼焊板薄板料料厚为t1，厚板料料厚为t2，在模具型面上，曲线l1和过渡曲线l4之间，模具间隙(凸模与凹模的间隙)为t1；曲线l2和缓冲曲线l3之间，模具间隙(凸模与凹模的间隙)为t2；缓冲曲线l3与过渡曲线l4之间为过渡区域，模具间隙(凸模与凹模的间隙)在t1—t2之间线性过渡(参考图5、图6、图9所示)。

如图6所示，本实例中，拼焊板薄板料厚度为0.7mm，厚板料厚度为1.4mm。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。