一种凸包成型的冲模方法、冲压模具及生产设备与流程

1.本发明涉及及板材料带拉伸成型技术领域，特别是一种凸包成型的冲模方法、冲压模具及生产设备。


背景技术：

2.板料拉伸成型是利用模具对材料施加压力，使板料产生塑性变形的过程。凸包是一种常见的板料成型特征，其成型难度受凸包本身尺寸特征如深度、r角、斜度等影响。当凸包r角较小，斜度较小时，板料成型难度较大，且容易出现破裂、回弹、端面不平等缺陷。


技术实现要素：

3.针对上述凸包成型过程中开裂、回弹、端面不平等问题，本发明提供一种凸包成型的冲模方法、冲压模具及生产设备。
4.为实现上述目的，本发明选用如下技术方案：一种凸包成型的冲模方法，包括冲压成型和至少一次回拍成型，所述冲压成型包括在料带经送料机送入第一工位时，由第一冲压模具将料带冲压成型形成凸包，所述回拍成型包括在经过冲压成型后具有凸包的料带经送料机送入第二工位时，由第二冲压模具将凸包回拍以使凸包的圆角r变小、深度h变矮和斜度k变小，直至形成具有圆角r
目标
、深度h
目标
和斜度k
目标
的目标凸包。
5.优选地，所述冲压成型由第一冲压模具合模时将料带冲压出具有圆角r1、深度h1和斜度k1的第一凸包，其中，圆角r1＞圆角r
目标
，深度h1＞深度h
目标
，斜度k1＞k
目标
。
6.优选地，所述回拍成型由第二冲压模具合模时将第一凸包在凸起方向上反向回拍，形成具有圆角r2、深度h2和斜度k2的第二凸包，其中，圆角r2＜圆角r1、深度h2＜深度h1、斜度k2＜k1。
7.优选地，当第二凸包的圆角r2、深度h2和斜度k2经反向回拍且未回拍至目标凸包的圆角r
目标
、深度h
目标
和斜度k
目标
时，继续执行n次回拍成型，直至第n凸包的圆角rn、深度hn和斜度kn均等于目标凸包的圆角r
目标
、深度h
目标
和斜度k
目
标。
8.另一方面，本发明提供如下技术方案：一种凸包成型的冲压模具，包括用于合模时将料带冲压成型形成凸包或将所述凸包反向回拍成型的上模和下模，所述上模包括有上模座和上夹板以及由上夹板固定在上模座的压型凸模，所述下模包括下模座、下垫板和下模板以及设置在下模板上的压型凹模，所述上模和下模在合模时由压型凸模和压型凹模对料带进行成型。
9.优选地，所述上模还包括通过等高套筒和上模弹簧链接在所述上模座和上夹板的上止挡板和上脱板，所述上模弹簧两端分别连接在所述上模座和上脱板以使处于开模状态时所述上夹板与所述上止挡板之间具有一定弹性空间，所述等高套筒的固定端锁定在上模座，活动端锁定在上脱板，用于限制上止挡板与上夹板之间的最大活动距离。
10.优选地，所述下模还包括浮升导料组件，所述浮升导料组件包括固定部和弹性装配在固定部上的浮动部，所述固定部固定在下模座，浮动部从固定部向下模板方向弹性伸
出，且在开模状态时末端穿过下模板，上模的上脱板对应所述的浮动部末端位置设有限位缺口。
11.优选地，所述冲压模具在冲压成型或回拍成型时的合模步骤包括：
12.开模状态下，上模受压力机的作用下行，然后限位缺口会先和浮升导料组件的浮动部接触，使浮动部下行，料带会跟着下行，直至料带背面接触下模板上表面；
13.上模继续下行，带动浮动部在固定部中继续下行一小段，直至上脱板下表面和料带上表面接触，此时上脱板、料带、下模板依次接触；
14.上模继续下行，上模弹簧被压缩，上夹板和上止挡板之间的弹性空间被压缩，压型凸模开始和料带接触，料带即将开始变形；
15.上模继续下行，上模弹簧继续被压缩，上夹板和上止挡板之间的弹性空间继续缩小，料带的成型部分被压型凸模逐渐压入压型凹模内，直至上夹板与上止挡板完全接触，此时料带的成型部分被压型凸模完全压入压型凹模内部，此时冲压模具处于合模状态。
16.优选地，所述冲压模具在冲压成型或回拍成型时的开模步骤包括：
17.合模状态下，上模受压力机的作用上行，压型凸模和压型凹模开始分离，由于上模弹簧的弹力，上夹板与上止挡板开始分离，上脱板和下模板分别与料带持续相贴；
18.上模继续上行，带动压型凸模持续远离压型凹模，直至上夹板与上止挡板之间达到等高套筒限定的最大活动距离，上脱板开始上行；
19.上模继续上行，带动上脱板上行使得限位缺口随之上行，浮升导料组件的浮动部因弹性作用从下模板开始弹出上行，将料带脱离下模板；
20.上模继续上行，浮动部弹出上行受限后开始与限位缺口脱离，上模在压力机的作用复位，此时冲压模具处于开模状态。
21.另一方面，本发明提供如下技术方案：一种凸包成型的生产设备，包括至少两套如上所述的冲压模具，其中至少一套的第一冲压模具配置在第一工位上用于料带的冲压成型形成凸包，至少一套的第二冲压模具配置在第二工位上用于凸的回拍成型，第一工位和第二工位之间通过送料机将料带进行输送。
22.相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
23.本发明通过增大首次冲压成型的凸包深度、圆角和斜度，再通过至少一次回拍以逐次减少凸包的深度、圆角和斜度，使得每一次的成型难度都远小于直接一次成型到位，有效解决了凸包成型过程中开裂、回弹、端面不平等问题，提升产品质量。
附图说明
24.为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，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。
25.图1为本发明的凸包成型示意图。
26.图2为冲压模具的开模状态结构示意图。
27.图3为冲压模具的合模状态结构示意图。
具体实施方式
28.为了能够清楚、完整地理解技术方案，现结合实施例和附图对本发明进一步说明，显然，所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例，所属领域的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
30.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
31.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
32.如图2和图3所示，一种凸包成型的冲压模具，包括用于合模时将料带700冲压成型形成凸包或将所述凸包反向回拍成型的上模和下模，所述上模包括有上模座100和上夹板200以及由上夹板200固定在上模座100的压型凸模300，所述下模包括下模座400、下垫板500和下模板600以及设置在下模板600上的压型凹模610，所述上模和下模在合模时由压型凸模300和压型凹模610对料带700进行成型。
33.所述上模还包括通过等高套筒110和上模弹簧120链接在所述上模座100和上夹板200的上止挡板800和上脱板900，所述上模弹簧120两端分别连接在所述上模座100和上脱板900以使处于开模状态时所述上夹板200与所述上止挡板800之间具有一定弹性空间，所述等高套筒110的固定端锁定在上模座100，活动端锁定在上脱板900，用于限制上止挡板800与上夹板200之间的最大活动距离。
34.所述下模还包括浮升导料组件，所述浮升导料组件包括固定部410和弹性装配在固定部410上的浮动部420，所述固定部410固定在下模座400，浮动部420从固定部410向下模板600方向弹性伸出，且在开模状态时末端穿过下模板600，上模的上脱板900对应所述的浮动部420末端位置设有限位缺口910。
35.本实施案例的冲压模具在冲压成型或回拍成型时的合模步骤包括：
36.开模状态下，上模受压力机的作用下行，然后限位缺口910会先和浮升导料组件的浮动部420接触，使浮动部420下行，料带700会跟着下行，直至料带700背面接触下模板600上表面；
37.上模继续下行，带动浮动部420在固定部410中继续下行一小段，直至上脱板900下表面和料带700上表面接触，此时上脱板900、料带700、下模板600依次接触；
38.上模继续下行，上模弹簧120被压缩，上夹板200和上止挡板800之间的弹性空间被压缩，压型凸模300开始和料带700接触，料带700即将开始变形；
39.上模继续下行，上模弹簧120继续被压缩，上夹板200和上止挡板800之间的弹性空间继续缩小，料带700的成型部分被压型凸模300逐渐压入压型凹模610内，直至上夹板200与上止挡板800完全接触，此时料带700的成型部分被压型凸模300完全压入压型凹模610内部，此时冲压模具处于合模状态。
40.所述冲压模具在冲压成型或回拍成型时的开模步骤包括：
41.合模状态下，上模受压力机的作用上行，压型凸模300和压型凹模610开始分离，由于上模弹簧120的弹力，上夹板200与上止挡板800开始分离，上脱板900和下模板600分别与料带700持续相贴；
42.上模继续上行，带动压型凸模300持续远离压型凹模610，直至上夹板200与上止挡板800之间达到等高套筒110限定的最大活动距离，上脱板900开始上行；
43.上模继续上行，带动上脱板900上行使得限位缺口910随之上行，浮升导料组件的浮动部420因弹性作用从下模板600开始弹出上行，将料带700脱离下模板；
44.上模继续上行，浮动部420弹出上行受限后开始与限位缺口910脱离，上模在压力机的作用复位，此时冲压模具处于开模状态。
45.本实施案例利用上脱板和上止挡板的弹性活动先将料带整片压制在上下两模之间，提高整片板材冲压的稳定性，在开模时利用浮升导料组件将料带脱离下模板一定距离，在送料时提供导向作用，冲压模具冲压结构合理，冲压成型质量高。
46.本发明还提供了另一实施案例：一种凸包成型的生产设备，包括至少两套如上所述的冲压模具，其中至少一套的第一冲压模具配置在第一工位上用于料带的冲压成型形成凸包，至少一套的第二冲压模具配置在第二工位上用于凸的回拍成型，第一工位和第二工位之间通过送料机将料带进行输送。
47.本发明还提供了另一实施案例：
48.如图1-3所示，一种凸包成型的冲模方法，包括一次冲压成型和两次回拍成型，所述冲压成型包括在料带经送料机送入第一工位时，由第一冲压模具将料带冲压成型形成凸包，所述回拍成型包括在经过冲压成型后具有凸包的料带经送料机送入第二工位时，由第二冲压模具将凸包回拍以使凸包的圆角r变小、深度h变矮和斜度k变小，直至形成具有圆角r
目标
、深度h
目标
和斜度k
目标
的目标凸包。
49.在送料机将料带送入第一工位时，由第一冲压模具对料带进行一次冲压成型，冲压成型后在料带形成第一凸包，第一次成型10结束后，料带在送料机的作用往前送一个步距，进入第二工位开始第二次成型20，由第二冲压模具对料带上的第一凸包进行回拍成型，得到第二凸包，第二次成型20结束后，料带继续往前送一个步距，进入第三工位开始第三次成型30，由第三冲压模具对料带的第二凸包进行回拍成型，得到目标凸包。至此目标凸包成型过程结束，料带继续向前送，完成其他特征成型。
50.本实施案例案例的第一冲压模具、第二冲压模具和第三冲压模具为上述实施案例的冲压模具结构，三套模具的不同在于成型凸模和成型凹模中用于形成凸包的参数不同，其中包括形成凸包的圆角r大小不同、深度h不同和斜度k不同。
51.作为本实施案例的优选方案的，所述冲压成型由第一冲压模具合模时将料带冲压出具有圆角r1、深度h1和斜度k1的第一凸包，其中，圆角r1＞圆角r
目标
，深度h1＞深度h
目标
，斜度k1＞k
目标
。所述回拍成型由第二冲压模具合模时将第一凸包在凸起方向上反向回拍，形成具有圆角r2、深度h2和斜度k2的第二凸包，其中，圆角r2＜圆角r1、深度h2＜深度h1、斜度k2＜k1。当第二凸包的圆角r2、深度h2和斜度k2经反向回拍且未回拍至目标凸包的圆角r
目标
、深度h
目标
和斜度k
目标
时，继续执行n次回拍成型，直至第n凸包的圆角rn、深度hn和斜度kn均等于目标凸包的圆角r
目标
、深度h
目标
和斜度k
目标
。
52.本实施案例以目标凸包为凸包深度h
目标
＝2.7mm，圆角r
目标
＝0.5mm、和斜度k
目标
＝
10
°
为例，对于该类浅凸包，常规方案是直接一步成型，但由于目标凸包的内r角较小且斜面角度较小，即目标凸包参数的圆角r
目标
和斜度k
目标
较小，直接一次成型容易造成产品r角或斜面破裂。本实施案例包括一次冲压成型和两次回拍成型，在第一次成型将冲压形成第一凸包，第一凸包的深度冲压加深至h1＝3.2mm，圆角加大至r1＝3.0mm，斜度加大至k1＝19.5
°
，由于圆角加大和斜度加大，在冲压时更有利料带的形变以及预防r角和斜面劈裂；在第二次成型将第一凸包的深度回拍，第一凸包的底面回拍使得深度减少，周围侧面在靠近底面处向外形变使得圆角和斜度变小，形成第二凸包，所第二凸包被回拍至深度h2＝3.0mm、圆角r2＝1.3mm、斜度k2＝10
°
；第三次成型将第二凸包回拍成型是目标凸包，使得目标凸包的深度h
目标
＝2.7mm，圆角r
目标
＝0.5mm、和斜度k
目标
＝10
°
。通过本实施案例的三次成型的凸包不仅不易开裂，无论尺寸精度，还是端面平整度都远高于传统技术的一步成型，提升产品质量。
53.上述实施案例为一种浅凸包成型的模具方案，仅以具有代表性的圆形凸包为实例进行描述。但只要采用类似本技术方案所述的加大初始成型的圆角r、斜度k、深度h，通过多次回拍整形，以降低每次成型的难度以达到最终成型目标的模具方案，不管凸包深度、斜度、r角尺寸如何、或者改变凸包形状有差异(方形、多边形或其他异形凸包)，均可以认为是借鉴本发明所述的凸包成型的方案。
54.上述披露的仅为本发明优选实施例的一种或多种，用于帮助理解技术方案的发明构思，并非对本发明作其他形式的限制，所属领域的技术人员依据本发明所限定特征作出其他等同或惯用手段的置换方案，仍属于本发明所涵盖的范围。