改善曲面翻边成型缺陷的模具的制作方法

本发明涉及一种利用拉延筋改善曲面翻边成型缺陷的方法，属于冲压模具领域。

背景技术：

对于复杂的汽车钣金结构中曲面曲线翻边类结构较为常见，也是汽车钣金结构设计中较为困难的部分，主要的困难是达不到很好的外观成形条件，主要出现起皱和破裂等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改善曲面翻边成型缺陷的模具。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：模具包括上、下模座，上、下模座上分别设置有上凹模、下凸模，上凹模的翻边成型面上设置有拉延筋，所述的拉延筋布置在上凹模的翻边成型面上对应于翻边成型中后段位置。

由上述技术方案可知，上凹模的翻边成型面上设置有拉延筋，当板料的曲面成型过程完成后开始实施翻边作业时，拉延筋在翻边成型过程的中后段开始介入，翻边成型过程中强行使翻边区域的材料发生流动，从而对成型缺陷进行改善和消除。

附图说明

图1为曲面翻边模具的装配结构示意图；

图2为曲面翻边模具cae模拟图；

图3为下凸模上等截面拉延筋cae模拟图；

图4为上凹模上混合拉延筋cae模拟图；

图5a、5b、5c、5d为板料成型的四个阶段图。

具体实施方式

结合图1、4、5所示，改善曲面翻边成型缺陷的模具，包括上、下模座10、20，上、下模座10、20上分别设置有上凹模30、下凸模40，上凹模30的翻边成型面上设置有拉延筋31，所述的拉延筋31布置在上凹模30的翻边成型面上对应于翻边成型中后段位置。优选的是，所述的拉延筋31沿筋长方向的截面为非等截面。

翻边部分成型缺陷是由上述方案中的混合形状的不等截面拉延筋31来消除的，板料a成型过程中不等截面拉延筋31强行使翻边区域的材料发生流动，从而对成型缺陷进行改善和消除。

上凹模30旁侧的上模座10向下延伸布置有压料板70，压料板70与下凸模40的曲面成型面配合实施料板的曲面成型。

压料板70与下凸模40配合的曲面成型区域的下凸模40上设置有曲面拉延筋41，所述的压料板70要根据零件的弯曲半径进行设计，要保证能与下凸模40进行合模，完成平面毛坯的弯曲成型。

所述的曲面拉延筋41沿筋长方向为等截面，其主要作用提高材料流动的阻力进一步对成型缺陷进行改善和消除。

下模座20上设置有平衡板50，平衡板50与上凹模30上立式侧面抵靠配合约束并引导上凹模30的下移轨迹。所述的平衡板50用于约束和限制上凹模30下移过程中的运动轨迹，只要保证上凹模30的运动轨迹沿竖直z方向即可。

下凸模40、平衡板50由固定板60可调式固定连接在下模座20上。

本发明采用上述技术方案，将结构简单的等截面拉延筋设置在下凸模40上，既能保证弯曲成型，又控制材料的流动速度；将结构复杂的不等截面混合拉延筋31设置在上凹模30上，可以对翻边部分的成型缺陷进行分区域改善。

按照毛坯在翻边前的形状，可将翻边类零件分为平面翻边和曲面翻边；按照在翻边方向上翻边线的投影形状，可将翻边分为直线翻边和曲线翻边；按照弯曲板料曲率中心与翻边部分的位置关系，曲面翻边可分为凹曲面翻边和凸曲面翻边；按照翻边线曲率中心与板料曲率中心的位置关系，可将曲面翻边分为直线翻边、外凸翻边和内凹翻边。对上述各种翻边关系进行组合，可得到6种曲面翻边类型。

如图2所示，曲面翻边模具cae模拟图，其包括：上凹模30、下凸模40、压料板70和板料a，根据以上四个模块的分布位置，确定本发明的成型方式为双动拉延成型，即压料板70先做z方向的运动，当压料板70与下凸模40结合时，完成板料a的弯曲成型。

如图3所示，下凸模40上的等截面拉延筋41的布置，此等截面拉延筋41的主要作用是控制板料a进给的流动速率，在压料板70与下凸模40结合的过程中，等截面拉延筋41会使零件的弯曲部分产生变形，为了不影响弯曲部分的形状根据零件弯曲部分的长度，将等截面拉延筋41沿图3中的x方向进行移动，确保等截面拉延筋41在零件弯曲部分的长度外。

如图4所示，上凹模3上混合的不等截面拉延筋31的布置，此拉延筋的主要作用是提高零件在翻边部分的成型质量，并根据翻边部分成型缺陷的分布情况，对拉延筋进行分段从而形成混合的不等截面拉延筋31，本发明的混合不等截面拉延筋31分为三段。

利用混合不等截面拉延筋31提高成型质量的机理：由于模具中的上凹模3是运动的，将拉延筋31布置在上凹模30上，使得拉延筋31在板料a成型过程中也是运动的。运动的拉延筋31可以迫使材料产生流动，防止由于材料堆积或流动方向不均匀产生的成型缺陷；由于翻边区域各部分材料的堆积程度和流动方向各不相同，所以需要对拉延筋进行分段，每段拉延筋根据材料的堆积程度和流动方向差异设置不同的拉延筋阻力，做到材料的堆积程度和流动方向一致。

如图5所示，将板料a的成型过程分为4个阶段。阶段一，压料板70与下凸模40结合，此时完成零件的弯曲部分。由于上凸模40上有等截面拉延筋41，使得零件的弯曲部分产生了与拉延筋吻合的变形，此变形只要布置好拉延筋的位置，在后续的切边工序中是可以切除的；阶段二和三，上凹模30开始介入并对阶段一的弯曲板料进行初步的翻边成型，此时翻边部分的成型缺陷较为严重和明显，但混合不等截面拉延筋31并没有介入工作；阶段四，在以上三个阶段初步成型的基础上，此时混合不等截面拉延筋31开始介入工作。混合不等截面拉延筋31在上凹模3的带动下沿z方向运动，直至上凹模3与下凸模40结合，成型过程结束。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种改善曲面翻边成型缺陷的模具，包括上、下模座，上、下模座上分别设置有上凹模、下凸模，上凹模的翻边成型面上设置有拉延筋，所述的拉延筋布置在上凹模的翻边成型面上对应于翻边成型中后段位置。由上述技术方案可知，上凹模的翻边成型面上设置有拉延筋，当板料的曲面成型过程完成后开始实施翻边作业时，拉延筋在翻边成型过程的中后段开始介入，翻边成型过程中强行使翻边区域的材料发生流动，从而对成型缺陷进行改善和消除。

技术研发人员：赵月;李军;金忠恩;林新峰;李川东
受保护的技术使用者：奇瑞汽车股份有限公司
技术研发日：2019.06.13
技术公布日：2019.09.03