一种消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法与流程

本发明属于车辆工程技术领域，具体涉及一种消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法。

背景技术：

随着汽车行业的不断发展，高强板冲压件质量要求越来越高，为保证高强板冲压件工艺性及使用性，翻边工艺是常规的工艺设计。很多时候高强板冲压件翻边后出现伸长类或压缩类翻边回弹的缺陷，而在高强板冲压件翻边位置更是出现翻边后立壁弯曲的现象。

现有技术公开了一种翻边模具的防回弹结构，包括：上模具；下模具，下模具包括下模具本体和安装板，两个安装板分别固定安装在下模具本体的两侧，安装板内安装有具有防止工件向外敞口的防敞口机构，防敞口机构与安装板转动连接，下模具本体内设有导向孔；顶出机构，顶出机构设置在导向孔内、并处于防敞口机构下方；其中，防敞口机构具有第一贴合面，下模具本体具有第二贴合面，在冲压时，第一贴合面与第二贴合面贴合；安装板还具有对防敞口机构限位的限位板，在冲压完毕时，顶出机构将防敞口机构顶起、并使防敞口机构与限位板接触。具有翻边后工件边缘保持形状不变，不会向外敞口，符合产品质量要求，产品质量提高的效果。

现有技术还公开了一种能够有效控制回弹的新型翻边机构，包括与模具固定的安装座,安装座上设置翻边机构和与翻边机构配合的预翻座，翻边机构包括设置在预翻座内角处的、截面为圆形的旋转通槽及设置在该旋转通槽内、呈圆柱形结构的翻边转轴，翻边转轴套装在旋转通槽内，翻边转轴的圆周面上设置有沿其轴向设置的、截面呈扇形的预翻边沿，预翻边沿借助旋转通槽的槽口凸出在旋转通槽外侧；采用预翻块与制件小面积接触增加翻边时力矩进行初步折弯,再采用翻边转轴对需求的翻边处进行翻边，避免了一步翻边成型造成的表面损伤；并且可以通过调整垫片的厚度调整预留翻边角度，操作简单。

现有技术还公开了一种防回弹翻边模具，包括上模座、设置在上模座的翻边凹模和压料芯、设置在下模座上的翻边凸模，翻边凹模的工作部分包括预翻边部和翻边成型部，翻边成型部到翻边凸模工作面的垂直距离等于板料的厚度。在对板料进行翻边成形时，由传统技术的一次弯曲成形改为通过两个阶段的弯曲来实现翻边成形，第一阶段预翻边部先与板料接触，翻边凹模继续向下运动预翻边部使板料产生弯曲变形；第二阶段翻边成型部开始与板料接触，翻边凹模继续向下运动翻边成型部使板料进一步弯曲，直至达到板料翻边的要求。本发明的技术形式相当于通常说的整形工序，实现了在不改变原产品结构的前提下，能够克服板料翻边回弹、外翘曲等缺陷。

但是，上述现有技术不适合克服高强板冲压件翻边立壁弯曲。与此同时，现有的工艺技术是合理的压料控制后通过减小翻边间隙和放大翻边凹模圆角来优化翻边立壁弯曲。如图1、图2所示，无法彻底消除翻边立壁弯曲。因此，高强板冲压件翻边立壁弯曲问题一直没有有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法，以解决现有高强板冲压件翻边立壁弯曲问题，能够提升冲压单件质量，从而提升整车质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、合理的压料控制前提下，在翻边凸模本体1的立壁间隙面2上增加工艺造型，所述翻边凸模体1以及工艺造型的两侧棱线上均设有凸圆角；

b、确定工艺造型长度、宽度和高度：所述工艺造型的长度为高强板冲压件翻边立壁弯曲的总长度，工艺造型的宽度为高强板冲压件翻边立壁弯曲宽度，是翻边立壁弯曲开始点3和结束点4之间的宽度，工艺造型的高度为板料厚度的1/5；

c、选取合理的翻边间隙，所述合理的翻边间隙为高强板冲压件板料厚度加上翻边系数值，所述翻边凹模本体5的立壁间隙面6、凸圆角、合理的翻边间隙和翻边凸模本体1的工艺造型共同作用，消除高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的外表面9和内表面10塑性变形不均匀现象；

d、针对模拟分析中的翻边立壁弯曲区域或高强板冲压实物中的翻边立壁弯曲区域进行造型位置的选取。

进一步地，步骤a，所述翻边凸模本体1的立壁间隙面2增加工艺造型的位置平行设置在模拟分析中的高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的中心o位置。

进一步地，步骤a，所述工艺造型的两侧棱线的两个凸圆角均为抛物线式圆角自然过渡。

更近一步地，步骤a，所述两侧棱线的两个凸圆角取值越小，触料后抵消切向压应力的效果和塑性变形的均匀状态越好，弯曲展开效果越好。

进一步地，步骤a，所述翻边凸模本体1和翻边凹模本体5的凸圆角均为cae分析设定值。

进一步地，步骤b，所述工艺造型的高度h＝1/5×t，合理的翻边间隙为x，是翻边凸模本体1的立壁间隙面2和翻边凹模本体5的立壁间隙面6之间的垂直距离，x＝t+c，其中，t为料厚，c为翻边系数值。

进一步地，步骤c，当高强板冲压件翻边立壁7弯曲开始点3接触工艺造型的棱线凸圆角时，高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的内表面10受到工艺造型的棱线凸圆角的挤压，工艺造型的棱线凸圆角对板料的径向压应力的分力产生的径向拉应力抵消了部分切向压应力。

进一步地，步骤的d，所述造型位置选取翻边立壁弯曲区域或高强板冲压实物中的翻边立壁弯曲区域的固定型面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法，能解决现有高强板冲压件翻边立壁弯曲问题，提升高强板冲压单件质量，从而提升整车质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中高强板冲压件翻边立壁弯曲状态剖视图；

图2为现有技术中高强板冲压件翻边立壁弯曲状态正视图；

图3为本发明中消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的原理剖视图；

图4为本发明中翻边凸模本体上设置工艺造型的正视图；

图5为本发明实施例剖视图；

图6为本发明实施例中翻边凸模本体上设置工艺造型的正视图。

图中，1.翻边凸模本体2.翻边凸模本体的立壁间隙面3.翻边立壁弯曲开始点4.翻边立壁弯曲结束点5.翻边凹模本体6.翻边凹模本体的立壁间隙面7.高强板冲压件翻边立壁8.高强板冲压件翻边立壁弯曲区域9.外表面10.内表面。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图6所示，图中a为工艺造型；r0为翻边凸模本体凸圆角；r1/r2为工艺造型两侧棱线凸圆角；l为工艺造型的长度；l0为高强板冲压件翻边立壁弯曲的总长度；b0为高强板冲压件翻边立壁弯曲的宽度；b为工艺造型的宽度；h为工艺造型的高度；t为板料厚度；x为合理的翻边间隙；c为翻边系数值；r为翻边凹模本体凸圆角；o为高强板冲压件翻边立壁弯曲区域的中心位置。如图3和图4所示，本发明消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法，包括合理的压料控制前提下，合理的翻边间隙和翻边凸模本体的工艺造型配合，其特征在于，在翻边凸模本体1的立壁间隙面2上增加工艺造型a，翻边凸模本体1凸圆角r0，工艺造型a的两侧棱线凸圆角r1和凸圆角r2，工艺造型的长度l为高强板冲压件翻边立壁弯曲的总长度l0，翻边立壁弯曲开始点3和结束点4之间的宽度为立壁弯曲宽度b0，工艺造型的宽度b为高强板冲压件翻边立壁弯曲宽度b0，工艺造型的高度h为板料厚度t的1/5，合理的翻边间隙x为高强板冲压件板料厚度t加上翻边系数值c，翻边凹模本体5的立壁间隙面6，翻边凹模本体5的凸圆角r，合理的翻边间隙x和翻边凸模本体1的工艺造型a共同作用，消除高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的外表面9和内表面10塑性变形不均匀现象。针对模拟分析中的翻边立壁弯曲区域或高强板冲压实物中的翻边立壁弯曲区域进行造型位置的选取，优选对应区域的固定型面进行造型设置。

优选的，所述翻边凸模本体1的立壁间隙面2增加工艺造型a的位置平行设置在模拟分析中的高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的中心o位置，料厚为t。所述工艺造型a的长度l＝l0，工艺造型a的宽度b＝b0，工艺造型a的高度h＝1/5×t，合理的翻边间隙x是翻边凸模本体1的立壁间隙面2和翻边凹模本体5的立壁间隙面6之间的垂直距离x＝t+c。所述工艺造型a的两侧棱线凸圆角r1和凸圆角r2为抛物线式圆角自然过渡。所述翻边凸模本体1凸圆角r0为cae分析设定值，翻边凹模本体5的凸圆角r为cae分析设定值。

本发明的工作原理及使用过程：

如图1和图2所示，未增加工艺造型时，合理的压料控制前提下，翻边立壁的弯曲区域外表面在翻边凹模本体5的凸圆角r的作用下，内表面接触翻边凸模本体1的凸圆角r0，翻边立壁区域板料出现弹性弯曲，随着翻边成型过程的继续，翻边立壁的弯曲区域出现弹塑性变形，并且由于翻边凹模本体的凸圆角r的挤压作用下，翻边立壁区域板料不断的滑入合理的翻边间隙x中，这时翻边立壁的弯曲区域的板料已经开始出现切向压应力的聚料弯曲现象，继续翻边成型，翻边凹模本体的凸圆角r对翻边立壁的弯曲区域外表面板料不断的单向挤压，增大了外表面单向拉应力，同时增大了内表面单向压应力，两者同时作用增大了翻边立壁区域的切向压应力，翻边结束后，翻边立壁外侧的单向弹性回复较大，翻边立壁残留的弯曲回弹严重。

如图3、图4所示，合理的压料控制前提下，增加工艺造型a后，板料在翻边成型过程中，高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的外表面9在翻边凹模本体5的凸圆角r的作用下，高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的内表面10接触翻边凸模本体1的凸圆角r0，高强板冲压件翻边立壁7区域板料出现弹性弯曲。随着翻边成型过程的继续，高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8出现弹塑性变形，并且由于翻边凹模本体5的凸圆角r的挤压作用下，高强板冲压件翻边立壁7区域板料不断的滑入合理的翻边间隙x中，这时高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的板料已经开始出现切向压应力的聚料弯曲现象。当高强板冲压件翻边立壁7弯曲开始点3接触工艺造型a的棱线凸圆角r1时，高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的内表面10受到工艺造型a的棱线凸圆角r1的挤压，工艺造型a的棱线凸圆角r1对板料的径向压应力的分力产生的径向拉应力抵消了部分切向压应力。在合理的翻边间隙x的作用下，此时的高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8板料弹性变形多于塑性变形，当高强板冲压件翻边立壁7弯曲结束点4接触工艺造型a的棱线凸圆角r2时，高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8的内表面10受到工艺造型a的棱线凸圆角r2的挤压，工艺造型a的棱线凸圆角r2对板料的径向压应力的分力产生的径向拉应力又抵消了部分切向压应力，在合理的翻边间隙x的作用下，此时的高强板冲压件翻边立壁7的弯曲区域8板料塑性变形多于弹性变形，继续翻边成型，直至过程结束，翻边凹模本体5脱离翻边凸模本体1后，高强板冲压件翻边立壁7残留的弹性回复，高强板冲压件翻边立壁7弯曲现象消失，消除了高强板冲压件翻边立壁弯曲问题。

实施例1

如图5、图6所示，本实施例在高强板冲压件翻边压料控制合理的前提下，模具下模凸模立壁间隙面增加工艺造型a，针对高强板冲压实物中的翻边立壁弯曲区域进行造型位置选取对应区域的固定型面进行造型设置，翻边凸模本体1凸圆角r0，工艺造型a的两侧棱线凸圆角r1和凸圆角r2，工艺造型的长度l，工艺造型的宽度b，工艺造型的高度h，合理的翻边间隙x为高强板冲压件板料厚度t加上翻边系数值c，翻边凹模本体的凸圆角r，合理的翻边间隙和翻边凸模本体工艺造型共同作用，消除高强板冲压件翻边立壁的弯曲区域的外表面和内表面塑性变形不均匀现象，消除了翻边立壁弯曲现象。凸圆角r0＝3mm，凸圆角r1＝5mm，凸圆角r2＝5mm，工艺造型的长度l＝580mm，工艺造型的宽度b＝10mm，工艺造型的高度h＝0.2mm，板料厚度t＝1.0mm，翻边系数值c＝0.05mm，合理的翻边间隙x＝1.0+0.05＝1.05mm，凸圆角r＝3mm。r1和r2取值越小，触料后抵消切向压应力的效果和塑性变形的均匀状态越好，弯曲展开效果越好，最终本例中的高强板冲压件前副车架上体的翻边模具结构按本例所述的翻边模具下模凸模立壁间隙面增加工艺造型优化后，翻边立壁弯曲缺陷消除。

本发明提供了一种消除高强板冲压件翻边立壁弯曲的方法，包括合理的翻边间隙和翻边凸模本体的工艺造型，在翻边凸模立壁间隙面增加工艺造型，工艺造型两侧棱线圆角自然过渡，工艺造型凸圆的长度为冲压件翻边立壁弯曲的总长度，工艺造型凸圆的宽度为冲压件翻边立壁弯曲宽度，工艺造型凸圆的高度为板料厚度的1/5，翻边的合理间隙为冲压件板料厚度加上翻边系数值，合理的翻边间隙和翻边凸模本体的工艺造型共同作用于冲压件翻边立壁。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。