压边圈和模具的制作方法

文档序号:23415601发布日期:2020-12-25 08:32阅读:363来源:国知局
压边圈和模具的制作方法

本实用新型涉及金属板料成型技术领域,尤其涉及一种压边圈和模具。



背景技术:

目前,铝合金热成型技术可以解决铝合金成型极限低,强度低,尺寸不易控制等难题。但传统的热成型过程中,板料先和压料板和凹模接触,在压料板和凹模的夹持下发生快速换热,从而使板料产生明显的温度梯度,有的温差最大能达到100-200℃,尤其在铝合金板材的热成型中,该现象尤其明显。温度梯度的存在会带来很多缺点,如,温度下降降低板材成型极限,材料对冲压速率更加敏感,加工硬化效果明显,出现不均匀变形,以及应变集中,导致零件在温度差较大处易皱易裂等,不利于冲压件的成型。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供一种压边圈和模具,以提高模具的成型能力。

本实用新型实施例提供了一种压边圈,用于模具,所述模具包括模架,包括:

多个压边块,多个压边块相互独立设置,所述压边块或者模架上具有安装位;

加热装置,所述加热装置的数量为多个,所述加热装置分别安装在所述安装位上;

主控电路,所述加热装置分别与所述主控电路连接,以使所述加热装置分别对所述压边块加热。

可选地,所述安装位包括安装孔,所述安装孔开设在所述压边块的侧壁上;所述加热装置包括加热棒,所述加热棒插入所述安装孔中。

可选地,所述压边块具有压料面,所述安装孔与所述压料面之间的距离不小于10mm。

可选地,所述安装孔的孔深比加热棒的长度长5~10mm。

可选地,所述压边块表面设置有上设置有平衡块,所述平衡块包括多个相互独立的垫片,多个垫片层叠设置形成平衡块,以使所述平衡块的厚度可调;

所述安装孔与所述平衡块错位设置。

可选地,所述压边圈用于模具,所述模具上设置有用于定位压边块的定位靠山,所述安装孔与所述定位靠山错位设置。

可选地,所述安装孔的数量为多个,多个所述安装孔沿所述模具的分模线均匀排布。

可选地,所述压边块包括:基块,所述基块具有安装腔;所述压力调节机构安装在所述安装腔内;

压料板,所述压料板设置于所述基板上,所述压料板具有压料面和与之相对的连接面,所述压料面用于挤压待拉伸零件,所述连接面与所述压力调节机构连接。

可选地,所述加热棒包括:

套管,所述套管具有呈长条状的安装筒;

发热元件,所述发热元件密封安装于所述安装筒内;

导线,所述导线与所述发热元件电连接,所述导线自所述套管的一端伸出,所述套管靠近所述导线的一端具有安装螺纹。

可选地,所述主控电路包括功率调节电路,所述功率调节电路与每一所述加热装置电连接,用以分别调节所述加热装置的加热功率。

本实用新型进一步提出一种模具,模具包括模座和压边圈,所述压边圈设置于所述模座上,其中,所述压边圈包括:

多个压边块,多个压边块相互独立设置,所述压边块上具有安装位;

加热装置,所述加热装置的数量为多个,所述加热装置分别安装在所述安装位上;

主控电路,所述加热装置分别与所述主控电路连接,以使所述加热装置分别对所述压边块加热。

本实用新型的技术方案中,通过将压边圈分为多个相互独立的压边块,并且在每个压边块内设置由主控电路控制的加热装置,使得产品不同拉伸深度的位置,可以对应不同的压边块,同时得到与拉伸深度相对应的拉伸温度,如此,在凹模和凸模冲压的过程中,压边块与待冲压基材接触时,减少基材的温度传递给压边块,在一些实施例中,压边块还可以对待冲压基材进行温度补偿,如此,保证待冲压区域的温度符合对应拉伸深度所需的温度,避免形成阶梯温差,从而有利于保持板材的成型极限,降低材料对冲压速率的敏感度,消除加工硬化,使得变形保持均匀,避免零件易皱易裂等;同时,减少零件中积累的应力,降低切边后零件的回弹度,保证尺寸的准确;保证温度,同时还有利于零件满足保压淬火的要求,使得零件的力学性能得到满足,如此,有利于提高冲压效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例描述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实用新型的一些实施例,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是本实用新型高强度铝合金热成型拉延走料控制方法的流程示意图;

图2是本实用新型模具一实施例的结构示意图;

图3是本实用新型模具另一实施例的结构示意图;

图4是本实用新型压边圈的基块一实施例的结构示意图;

图5是本实用新型压边圈一实施例的结构示意图;

图6是本实用新型压边圈工作状态一实施例的结构示意图;

图7是本实用新型模具再一实施例的结构示意图;

图8为图7中平衡块的安装局部结构示意图;

图9为压边块显示安装孔的内部结构示意图;

图10为加热棒的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

除非另作定义,本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图9,在本实施例中,压边圈可以用于多种冲压模具中,可以适应多种工况的冲压,下面以应用在高强度铝合金材料的冲压中为例进行说明。高强度铝合金主要指其拉伸强度较大的铝合金,主要是以al-cu-mg和al-zn-mg-cu为基的合金,即2系(硬铝合金类)、5系、6系、和7系(超硬铝合金类)合金。该压边圈可以应用于高强度铝合金热成型拉延走料控制方法中,用于对高强度铝合金的冲压成型。值得说明的是,该工艺方法主要针对待拉伸零件具有至少两个拉伸深度不同的区域,现有工艺无法完成的工况来使用,当然,拉伸深度相当的待拉伸零件,同样也可以使用该工艺进行加工。该工艺方法首先根据目标拉伸深度的不同,得到需要分别拉伸的拉延区,再针对不同的拉延区设置相互独立的压边块100,再根据不同的目标拉伸深度施加不同的载荷,载荷可以为拉伸压力、拉伸速度和拉伸温度等等,以使得不同的拉延区可以得到最佳的拉伸工况,从而保证各个拉延区的完美拉伸。

下面首先介绍压边圈的结构和模具结构,再介绍高强度铝合金热成型拉延走料控制方法,以便更加清楚的理解本申请的压边圈结构和压边圈的使用工况。

本实用新型提供一种压边圈,所述压边圈包括多个相互独立的压边块100,所述压边块100具有压力调节机构,以使所述压边块100可以相互独立的对待拉伸零件施加不同的载荷。

本实施例中,压边圈由多个压边块100组合而成,相邻的压边块100之间相互独立,使得不同的压边块100可以施加不同的压力。压力调节结构可以使得不同的压边块100在同样的外力作用下,所施加在板料上的压力不同。

所述压边块或者模架上具有安装位;

加热装置,所述加热装置的数量为多个,所述加热装置分别安装在所述安装位上;

主控电路,所述加热装置分别与所述主控电路连接,以使所述加热装置分别对所述压边块加热。

其中,压力调节结构的形式可以有很多,例如,压力调节结构可以为弹性组件171,弹性组件171的劲度系数不同,在受到同样的行程下,所施加的挤压力不同。还可以通过分别驱动压边块100来实现,也即压力调节结构为独立的行程驱动机构,在不同的位置,给予不同的实际行程。

关于压边块的具体结构,下面举例进行说明:

所述压边块100包括:基块170,所述基块170具有安装腔;所述压力调节机构安装在所述安装腔内;

压料板180,所述压料板180设置于所述基板上,所述压料板180具有压料面和与之相对的连接面,所述压料面用于挤压待拉伸零件,所述连接面与所述压力调节机构连接。

基块170的形状可以有很多,可以根据实际需要进行设置,当拉延区面积大时,基块170的体积可以大一些,当拉延区面积小,基块170的体积可以小一些。基块170内部呈中空结构,可以安装所需要的传感器,以及加热件等辅助部件等。基块170安装在模座200上的一侧为安装侧,基块170与安装侧相对的一侧开设有与内部连通的开口。压力调节结构以包括氮气弹簧为例。氮气弹簧的一端与基块170的底部(安装于模座200上的一侧)固定连接,另一端向开口延伸。压料板180设置在基块170的开口侧,压料板180的连接面与氮气弹簧延伸至开口处的一端固定连接,压料板180的压料面背对模座200,面向待拉伸零件。相邻两所述压边块100之间具有分割间隙,使得相邻的两压料板180之间具有分割间隙,如此,可以防止压边块100使得板材的温度不均,有利于避免出现阶梯温度。

压边块100的安装位的形式可以有很多,如安装孔190、安装腔、安装槽等等均可。安装位的位置也可以有很多,可以位于压边块100的表面,也可以在压边块100的内部。加热装置安装压边块100的安装位上,加热采用的方式可以有很多,如电阻加热、感应加热、电弧加热、电子束加热、红外线加热和介质加热,以及电磁加热等,本实施例采用的电加热棒加热属于电阻加热的一种,当然,在特殊的工况要求下,加热棒也可以为以上其它加热方式的执行载体。其设计形式可以呈块状设置、呈棒状设置、呈条状设置均可;发热装置可以为加热丝、加热棒800、加热线圈等等。多个压边块100拼接形成压边圈,每个压边块100内设置有相同或者不同的压力调节机构。可以根据不同的工况,施加不同的压力(拉伸深度越深,施加的压力越小,拉伸深度越浅,施加的压力越大)。

值得说明的,压边圈用于模具,安装位还可以设置在模架(模架供压边块安装)上,加热装置对应压边块设置于安装位上。当加热装置工作时,同样可以对压边块进行加热。同理,不同的压边块可以对应不同的加热装置,通过调节加热装置的工作情况,可以调节与加热装置对应的压边块的温度。

加热装置分别与主控电路连接,使得主控电路分别控制各压边块100内的加热装置工作,从而使得不同的压边块100可以具有不同的温度,从而使得不同的压边块100可以在冲压过程中,提供不同的温度,适用不同的冲压场合。

本实施例中,通过将压边圈分为多个相互独立的压边块100,并且在每个压边块100内设置由主控电路控制的加热装置,使得产品不同拉伸深度的位置,可以对应不同的压边块100,同时得到与拉伸深度相对应的拉伸温度,如此,在凹模和凸模冲压的过程中,压边块100与待冲压基材接触时,减少甚至阻止基材的温度传递给压边块100,在一些实施例中,压边块100还可以对待冲压基材进行温度补偿,如此,保证待冲压区域的温度符合对应拉伸深度所需的温度,避免形成阶梯温差,从而有利于保持板材的成型极限,降低材料对冲压速率的敏感度,消除加工硬化,使得变形保持均匀,避免零件易皱易裂等;同时,减少零件中积累的应力,降低切边后零件的回弹度,保证尺寸的准确;保证温度,同时还有利于零件满足保压淬火的要求,使得零件的力学性能得到满足,如此,有利于提高冲压效果。

值得说明的是,在一些实施例中,加热装置包括一个或者多个加热棒800,同一压边块100中的加热棒800可以串联也可以并联,不同加热模块中的加热棒800可以串联,也可以并联,以并联为例。压边块100中的加热棒800如果并联,则可以通过预接的控制柜控制电加热棒800的总功率或者电加热棒800的工作个数进而控制压边块100所需加热到的温度,并可控制成型过程中需要保持的温度,从而大大减小板料在凹模和压料块接触后的温降,大大提升板料的局部成形性。

在一些实施例中,为了确保加热装置可以更加准确的为对应的压边块100进行加热,所述主控电路包括功率调节电路,所述功率调节电路与每一所述加热装置电连接,用以分别调节所述加热装置的加热功率。也即每一加热装置均具备功率调节电路,可以对每一加热装置的功率进行精准的调节,有利于提高温度的调节精度和成型效果。

关于加热结构,所述安装位包括安装孔190,所述安装孔190开设在所述压边块100的侧壁上;所述加热装置包括加热棒800,所述加热棒800插入所述安装孔190中。参见说明书附图,在压边块100的侧壁上,开设有若干的安装孔190,若干的安装孔190沿压边块100的长度方向均匀排布,在安装孔190中插入电加热棒800,使得电加热棒800可以均匀的对压边块100进行加热,如此,有利于压边块100在冲压过程中的温度均匀。另外,可以通过预接的控制柜控制电加热棒800的总功率,进而控制压边块100所需加热到的温度,并在成型过程中维持此温度,从而大大减小板料在凹模和压料板接触后的温降,大大提升板料的局部成形性。同时,为了提高加热棒800的安装稳定性,加热棒800的位置分布考虑到结构强度以及温度分布的均匀性。为了更好的调节温度,还可以在冲压块上设置温度传感器,温度传感器与加热装置电连接,和/或,二者均与模具的主控电路连接。使得加热装置根据预设的拉伸温度和温度传感器所检测的温度进行加热。

值得说明的是,安装孔190远离开口端的一端,呈锥形设置,使得安装孔190一端的孔径逐渐减小,同时使得安装孔190的尾端有一端多余的中空结构。当加热棒安装到安装孔190中时,由于安装孔190的尾端具有锥形结构,避免加热棒的端部与加热孔的端部发生碰撞,从而有利于提高加热棒安装的安全性和便捷性。安装孔190可以为通孔,也可以为盲孔,以呈盲孔设置为例,避免加热棒的热量散热的同时,也避免加热棒穿出影响其它零部件的工作,避免安全隐患的出现,有利于加热棒安全温度的工作。

其中,关于加热棒800的结构,加热棒800包括:套管,所述套管具有呈长条状的安装筒810;发热元件,所述发热元件820密封安装于所述安装筒810内;导线830,所述导线830与所述发热元件电连接,所述导线830自所述套管的一端伸出,所述套管靠近所述导线830的一端具有安装螺纹811。

发热元件820安装在套管内,发热元件820发热后通过套管将热量传递出去。安装孔190的内侧壁上设置有内螺纹,套管的外侧壁上具有外螺纹。发热元件820通过导线830与外部电连接,导线830自发热元件820的一端延伸出去。外螺纹位于导线830延伸出去的一端,当加热棒800安装至安装孔190中时,套管上的外螺纹与安装孔190上的内螺纹螺纹连接。如此,有利于加热棒800的便捷安装。当然,在一些实施例中,加热棒800可以通过螺钉等结构安装至安装孔190中。加热棒800的型号尺寸可以有很多,以加热棒800的直径为5~22mm为例。

当然,在一些实施例中,为了更加便捷可靠的安装加热棒800,并且使得加热棒800得到更好的保护,以便尽量少的受外部影响。所述安装孔190的孔深比加热棒800的长度长5~10mm。也即,加热棒800的套管可以完全安装至安装孔190中,在保证加热棒800的利用率的同时,避免高温套管外露,在提高安全性的同时,提高了结构的紧凑性,有利于更加合理的利用安装孔190外部的空间。

在一些实施例中,为了在保证加热棒800的加热效果的同时,保证压边块100的强度,所述压边块100具有压料面,所述安装孔190与所述压料面之间的距离不小于10mm。压边块100的压料面用于直接与待冲压材料接触,安装孔190靠近安装面设置,以保证加热棒800对压料面的加热效果;安装孔190距离压料面的距离大于或者等于10mm,也即保证安装孔190的孔壁厚度足够,确保安装孔190的强度,从而保证加热棒800的安装稳定性和工作的可靠性。

在一些实施例中,为了使得板材更好的成型,更好的克服拉延区的开裂和起皱现象,所述压边块100表面设置有上设置有平衡块600,所述平衡块600包括多个相互独立的垫片610,多个垫片610层叠设置形成平衡块600,以使所述平衡块600的厚度可调。

具体地,本实施例中,压边块100上设置有平衡块600,而平衡块600由多块垫片610层叠拼接形成,不同的平衡块600,可以使用不同数量的垫片610,以使得平衡块600的厚度不同。当模具的凹模和凸模进行冲压成型时,凹模和凸模之间预留有供板材走料的压边间隙,平衡块600的厚度,决定着压边间隙的厚度。而针对不同的拉延区,不同的平衡块600可以实现预留不同的压边间隙,以使得不同深度的拉延区,都可以获取所需的压边间隙。压边间隙必须要合适,并且针对拉伸深度不同的拉延区,其所需要的压边间隙不同,间隙过小时,板料在压边间隙中压得过紧,摩擦力大,流动性差,板料容易被撕裂;间隙过大时,板料在压边间隙中压力过小,摩擦力小,流动性太大,使得板料的流动速度过快,容易起皱。然而不论开裂,还是起皱,都会影响到冲压的质量和产品的成型。

具体的来说,在拉伸深度较深的拉延区(易开裂区域)压边间隙增加,拉伸深度较浅的拉延区(易起皱区域)压边间隙减小,也即易开裂区域的压边间隙大于易起皱区域的压边间隙。如此,首先通过将压边圈根据拉延深度分为不同的拉延区,在不同的拉延区设置相互独立的压边块100,再在不同的压边块100上设置不同厚度的平衡块600,从而有针对性的形成不同的、适合当前拉延区的压边间隙,如此,有利于不同拉延区的拉伸,避免出现开裂和起皱现象,有利于提高冲压质量。

同时,拉延深度不同,由于压边力不同,导致压边块100压强不一样,板料散热效率不同,所需的散热量也不同,通过设置不同的压边间隙,可以有针对性的,使得对应的拉延区可以非常好的散热,从而有利于提高拉伸质量。

在一些实施例中,为了提高压边块100结构的紧凑性,保证开设足够的安装孔190,所述安装孔190与所述平衡块错位设置。也即,水平方向的安装孔190,与竖直方向的平衡块错位,安装孔190不会穿过平衡块的底部。如此,平衡块和加热棒800的安装可以相互独立安装和拆卸,提高了模具使用的便捷性。

在一些实施例中,为了提高压边块100的安装精度,所述压边圈用于模具,所述模具上设置有用于定位压边块100的定位靠山700;为了提高压边块100结构的紧凑性,保证开设足够的安装孔190,所述安装孔190与所述定位靠山700错位设置。也即,水平方向的安装孔190,与竖直方向的定位靠山700错位,安装孔190不会穿过定位靠山700的底部。如此,定位靠山700和加热棒800的安装可以相互独立安装和拆卸,提高了模具使用的便捷性。

在一些实施例中,为了提高压边块100的加热均匀性,所述安装孔190的数量为多个,多个所述安装孔190沿所述模具的分模线均匀排布。模具包括凹模和凸模,凹模和凸模的拼接处,形成分隔凹模和凸模的分模线,通过将安装孔190沿分模线排布,使得加热棒800可以沿分模线排布,有利于同一压边块100内的加热棒800均匀的为压边块100进行加热。

在一些实施例中,为了确保冲压时有合适的冲压温度,在模座200上设置有加热装置,以对加热模块或者板材加热,从而达到控制冲压温度的目的。使得加热装置根据预设的拉伸温度和温度传感器所检测的温度进行加热。

当然,在一些实施例中,为了确保施加在板材上的压力准确,预设速度可靠,还可以在压边模块上设置压力传感器和速度传感器。

同理,压力传感器、速度传感器均与模具的主控电路电连接,在冲压过程或在那个,压力传感器和速度传感器所检测的数据发送给主控电路,主控电路根据预设的载荷压力和预设速度进行判断,当前的压边块100工作是否正常,是否需要调整等。

在一些实施例中,为了使得各个压边块100可以更准确的对板材进行冲压,所述压边块100安装在模具的模座200上,在模座200上和/或压边块100上设置有导向结构。导向结构以导向块172为例,导向块172设置在压边块100的侧壁上,当上下模对板材进行挤压拉伸时,在导向块172的作用下,压边块100可以非常准确的冲压对应的拉延区,以提高板材的成型效果。

本实用新型还提出一种模具,该模具包括模座200和压边圈,该压边圈的具体结构参照上述实施例,由于本模具采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。其中,所述压边圈设置于所述模座200上。模座200的中部设置有凸模300,多个压边块100围绕凸模300的周向排布。

为了更好的理解本申请的技术方案,下面介绍该高强度铝合金热成型拉延走料控制方法,包括工艺步骤:

s10、根据待拉伸零件各部分的目标拉伸深度,将待拉伸零件分为多个拉延区,如六个;

s20、对拉延区分别设置相互独立的压边块100,多个压边块100组合形成压边圈;

s30、根据各拉延区不同的目标拉伸深度,各压边块100分别对拉延区施加对应的载荷。

关于步骤s10,具体地,本实施例中,不同的待拉伸零件(待冲压零件)的形状不同,其各个区域所需要的拉伸深度不同。通过对待拉伸零件的分析,获取各个位置的目标拉伸深度,将待拉伸零件分为多个拉延区,各个拉延区的目标拉伸深度可以都不同,也可以部分相同。目标拉伸深度,可以为一个具体的值,例如100mm,也可以为一个数值范围,例如,90~110mm。把拉伸深度相同或者相当,或者在一定范围内的相邻位置,定义为一个拉延区。当然,在一些实施例中,分区时,还可以考虑影响破裂和褶皱的因素,例如,尖角和零件轮廓特征等影响板料成型走料的因素。

具体地分区方式有多种,下面举一个例子进行说明:

所述根据待拉伸零件各部分的目标拉伸深度,将待拉伸零件分为多个拉延区的步骤包括:

获取待拉伸零件各部分的目标拉伸深度;

比较目标拉伸深度与第一预设拉伸深度;

目标拉伸深度大于或者等于第一预设拉伸深度的区域为第一拉延区,目标深度小于预设拉伸深度的区域为第二拉延区。

其中,获取待拉伸零件各部分的目标拉伸深度的方式有多种,如通过工具测量,待拉伸零件为实体样品时,可以使用游标卡尺等测量工具,待拉伸零件为三维模型时,可以通过软件测量。当然,在一些实施例中,获取目标拉伸深度,还可以通过三维仿真(cae分析或模拟仿真)的分析,如通过有限元分析等获得。

在获得目标拉伸深度后,与第一预设拉伸深度进行比较,将目标拉伸深度大于或者等于第一预设拉伸深度的区域设置为第一拉延区,第一拉延区的数量可以为一个,也可以具有多个。将目标拉伸深度小于第一预设拉伸深度的区域设置为第二拉延区,第二拉延区的数量可以为一个,也可以具有多个。如此,将需要不同压力的区域区分开来,以便给予对应的区域施加载荷。

当然,在一些实施例中,根据不同的工况,可以划分出更多的拉延区,比如,三种、四种等等,下面举一个例子进行说明。

所述比较目标拉伸深度与第一预设拉伸深度的步骤之后还包括:

比较目标深度与第二预设拉伸深度,其中,第二预设拉伸深度小于第一预设拉伸深度;

目标深度大于或者等于第二预设拉伸深度的区域为第三拉延区,目标深度小于第二预设拉伸深度的为第四拉延区。

第一预设拉伸深度大于第二预设拉伸深度,第二拉延区内,目标拉伸深度大于或者等于第二预设拉伸深度,并且小于第一预设拉伸深度的区域设置为第三拉延区;目标拉伸深度小于第二预设拉伸深度的区域设置为第四拉延区。通过第二预设拉伸深度的设置,将第二拉延区划分为第三拉延区和第四拉延区,如此,更加细致的划分了拉延区,有利于更好的分别处理各个拉延区。

关于步骤s20,在对各个拉延区划分好之后,对拉延区分别设置相互独立的压边块100,多个压边块100组合形成压边圈;相邻的压边块100之间具有非常小的间隙,如0.05~0.15mm,以0.1mm为例。压边块100之间相互独立,不同的压边块100在冲压过程中,可以给出不同的压力,使得不同的位置可以得到不同的冲压效果。在一些实施例中,为了更好的得到冲压效果,不同的压边块100,还可以提供不同的冲压速度、不同的冲压温度。各压边块100可以由同一驱动移动,在压边块100内设置与之对应的弹性组件171,如氮气弹簧,不同拉延区所对应的弹性组件171的劲度系数不同,使得各氮气弹簧在同一压力和速度的驱动下,各氮气弹簧的压缩量不同,使得不同的压边块100在遇到阻力后所输出的压力和速度不同。在另外一些实施例中,所有部分压边圈的行程是一样(即氮气弹簧压缩量相同,但氮气弹簧气体初始压强不同导致产生的力不同),在整个运动过程中压边圈表面仍然保持着连续,但每一部分压边圈的压力是取决于单独的氮气弹簧控制,从而接触压强是不均匀的,在浅拉延区接触压强可以大一些,控制少走料,避免起皱,深拉延区接触压强小一些,控制多进料,控制开裂。

当然,在一些实施例,各个压边块100还可以分别由不同的驱动装置分别进行驱动,如此,使得不同的压边块100可以通过控制不同的驱动装置,获取所需的压力大小和拉伸速度。上述的两种方式均可,在实际运用中,可以根据不同的工况和需求进行选择。

关于步骤s30,根据各拉延区不同的目标拉伸深度,各压边块100分别对拉延区施加对应的载荷。载荷可以包括施加的压力,拉伸的速度,以及拉伸的温度,下面分别进行说明。

载荷压力:

根据各拉延区不同的目标拉伸深度,各压边块100分别对拉延区施加对应的载荷的步骤包括:

对应第一拉延区的压边块100,根据第一拉延区的目标拉伸深度施加第一载荷压力;

对应第二拉延区的压边块100,根据第二拉延区的目标拉伸深度施加第二载荷压力;其中,第一载荷压力小于第二载荷压力。

关于载荷压力的施加,拉延区以第一拉延区和第二拉延区为例,压边块100以上面实施例中的第一种方式(压边块100内设置有弹性组件171-氮气弹簧)为例,进行说明:

第一拉延区的目标拉伸深度大于第二拉延区的目标深度,在铝合金的拉伸过程中,在浅拉延区(第二拉延区)接触压强应当大一些(第一载荷压力小于第二载荷压力),控制少走料,避免铝合金起皱;深拉延区(第一拉延区)接触压强小一些(第二载荷压力大于第一载荷压力),控制多进料,以避免铝合金材料开裂。针对不同的弹性组件171,如氮气弹簧,其弹力可以预设,并且可以在现场进行调节,以满足现场的具体需求。当然,通过弹性组件171来设置不同拉延区的压力和行程,除了调节单个氮气弹簧的弹力外,还可以通过设置氮气弹簧的规格个数来实现。

拉伸速度:

根据各拉延区不同的目标拉伸深度,各压边块100分别对拉延区施加对应的载荷的步骤包括:

对应第一拉延区的压边块100,根据第一拉延区的目标拉伸深度对第一拉延区以第一预设速度进行拉伸;值得说明是的,拉伸速度与流料速度呈正相关。

对应第二拉延区的压边块100,根据第二拉延区的目标拉伸深度对第二拉延区以第二预设速度进行拉伸;其中,第一预设速度大于第二预设速度。

关于拉伸速度的施加,拉延区以第一拉延区和第二拉延区为例,压边块100以上面实施例中的第一种方式(压边块100内设置有弹性组件171-氮气弹簧)为例,进行说明:

第一拉延区的目标拉伸深度大于第二拉延区的目标深度,在铝合金的拉伸过程中,在浅拉延区(第二拉延区)拉伸速度应当小一些(第二预设速度小于第一预设速度),控制走料速度减小,避免铝合金起皱;深拉延区(第一拉延区)拉伸速度大一些(第一预设速度大于第二预设速度),控制进料速度增加,以避免铝合金材料开裂。

针对不同的弹性组件171,如氮气弹簧,其弹力可以预设,并且可以在现场进行调节,以满足现场的具体需求。当然,通过弹性组件171来设置不同拉延区的压力和行程,除了调节单个氮气弹簧的弹力外,还可以通过设置不同规格和个数的氮气弹簧来实现。

拉伸温度:

根据各拉延区不同的目标拉伸深度,各压边块100分别对拉延区施加对应的载荷的步骤包括:

对应第一拉延区的压边块100,根据第一拉延区的目标拉伸深度将第一拉延区加热至第一预设温度;

对应第二拉延区的压边块100,根据第二拉延区的目标拉伸深度将第二拉延区加热至第二预设温度;其中,第一预设温度大于第二预设温度。

关于拉伸温度的施加,拉延区以第一拉延区和第二拉延区为例,压边块100以上面实施例中的第一种方式(压边块100内设置有弹性组件171-氮气弹簧)为例,进行说明:

第一拉延区的目标拉伸深度大于第二拉延区的目标深度,在铝合金的拉伸过程中,在浅拉延区(第二拉延区)拉伸温度应当小一些(第二预设温度小于第一预设温度),避免铝合金起皱;深拉延区(第一拉延区)拉伸温度大一些(第一预设温度大于第二预设温度),以避免铝合金材料开裂。由于各个压边块100相互独立,使得每个压边块100所加热的温度不同,从而避免相邻压边块100之间的温度相互传递(相邻压边块100之间具有分割间隙),如此,使得拉伸温度非常的准确,有利于深度拉伸的精度和零件的成型效果。

在本实施例中,首先将根据待拉伸零件各部分的目标拉伸深度,将待拉伸零件分为多个拉延区;再对拉延区分别设置相互独立的压边块100,多个压边块100组合形成压边圈;然后,根据各拉延区不同的目标拉伸深度,各压边块100分别对拉延区施加对应的载荷;如此,针对零件各部位的成型难易程度,灵活设置压边力,使得每个拉延区都可以得到所需要的压力,从而使得各个压边块100接触压强不同,在目标拉伸深度较浅的拉延区,接触压强可以大一些,控制少走料,避免起皱,在目标拉伸深度较浅深的拉延区,接触压强小一些,控制多进料,控制开裂,如此,保证待拉伸零件的各个拉延区都可以得到适当的载荷,从而可以根据零件形状特点合理拆分压边圈区域,实现各区域的单独控制,从而提高铝合金复杂零件的成型性,开拓汽车复杂零件的铝合金应用,实现复杂零件的一体成型,降低设计和制造成本。

下面以汽车铝门内板500热成型的压边过程为例进行说明:

如图6所示,针对汽车铝门内板500热成型的压边圈进行了分体设计,根据铝合金门内板500零件的成型特点和不同部位的拉延深度,把压边圈共分为了6块设计,其中第三压边块130和第六压边块160的压边力最大,取决于门板上下坎处的特征简单,拉延深度浅,走料过程均匀;第二压边块120和第四压边块140的压边力其次,目的是解决此处成型过程中开裂和起皱的平衡;第一压边块110和第五压边块150的压边力最小,决定于此处是零件的最大拉延深度,优先克服其成型开裂问题。

分体压边圈设计过程中,每一块都采用单独的导向机构控制其运动的精确度,针对每个压边块100设计多个导向滑块,以设置三个导向滑块为例,以此来保证此压边块100的运动准确性,设计时为了尽可能缩小压边圈分块导致的压边圈不连续性,相邻压边块100之间仅保留0.1mm的分割间隙(分割间隙可以隔热,避免相邻拉延区的温度相互影响);同时每一压边块100采用独立的氮气弹簧组成的力源控制其压边力,根据冲压需求设计的各个压边块100上的压力不同,需求的氮气弹簧规格和个数也不同。同时,通过合理设置氮气弹簧布置位置,使得压力施加的平衡性得到保证,另外,氮气弹簧的力可以根据调试现场调节。

模具冲压工作时,上下压边圈同时贴合板材,保证板料四周的约束,随着冲压行程的增加,各处走料趋势和多少不同,满足对成型性的控制。第二压边块120和第六压边块160所对应的拉延区,压边力大,走料很少,针对门内板500上下坎处特征变形平缓,减薄率安全裕度大。第一压边块110和第五压边块150处的压边力小,控制区域主要针对门内板500相对拉延深度最大,形状相对变化最急剧的区域,优先保证尽可能多的走料,降低开裂风险。第三压边块130和第四压边块140则针对的易起皱区,压力比较敏感,需要一个恰当的力来平衡合理的走料。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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