一種帶雙上壓料的拉延模結(jié)構(gòu)及利用該結(jié)構(gòu)的沖壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖壓模具技術(shù)，尤其涉及一種帶雙上壓料的拉延模結(jié)構(gòu)及利用該結(jié)構(gòu)的沖壓方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車覆蓋件具有總體尺寸大，相對厚度小、形狀復(fù)雜、輪廓內(nèi)部帶有局部形狀等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，拉延模是能夠快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品大部分復(fù)雜特征一次到位的有效冷沖壓加工工藝。
[0003]對于汽車車門內(nèi)板窗框腰線部位密封面這種弧度變化大，且窗框高度差較大的結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)拉延模具拉延時窗框腰線部位密封面區(qū)域的板料與產(chǎn)品接觸不一致，導(dǎo)致板料發(fā)生聚攏從而產(chǎn)生起皺甚至疊料。
[0004]針對窗框弧度變化急劇且窗框高度差較大結(jié)構(gòu)的汽車尾門內(nèi)板，采用傳統(tǒng)拉延模結(jié)構(gòu)，進(jìn)行拉延后尾門窗框腰線部部產(chǎn)生起皺疊料缺陷。此成形缺陷即使采用后續(xù)整形強(qiáng)壓等沖壓工藝都無法消除與改善，不僅浪費(fèi)大量調(diào)模、修模時間，還增加模具開發(fā)成本，影響產(chǎn)品交樣進(jìn)度，甚至影響整車上市時機(jī)，造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。
[0005]因此，亟需開發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)的拉延模。通過該新型拉延模，使所有具有弧度變化大，且窗框高度差較大的結(jié)構(gòu)的汽車門內(nèi)板或類似結(jié)構(gòu)的零件都可以避免在拉延時產(chǎn)生起皺疊料的成形缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明開發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)的拉延模具及利用該結(jié)構(gòu)的沖壓方法，應(yīng)用于沖壓模具領(lǐng)域的適用于汽車各種門內(nèi)板或類似結(jié)構(gòu)的零件的拉延模結(jié)構(gòu)，尤其適用于窗框腰線部位弧度較大的門內(nèi)板零件的拉延模設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)的拉延模具能夠解決汽車門內(nèi)板或類似結(jié)構(gòu)的零件沖壓過程中窗框腰線部位密封面的起皺疊料問題，從而保證零件的成形性及產(chǎn)品外觀質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種帶雙上壓料的拉延模結(jié)構(gòu)，包括上模和下模，其特征在于:
[0008]上模包括上模座、凹模、第一上壓料板、第二上壓料板、彈簧或氮?dú)飧滓约跋尬宦葆敚?br>[0009]上模座連接在沖壓機(jī)床的上滑塊上，由上滑塊驅(qū)動上模座往土Z向運(yùn)動；凹模通過緊固件連接在上模座上，通過上模座帶動在沖壓過程中運(yùn)動方向也為土Z向，二者運(yùn)動保持一致；
[0010]限位螺釘固定在上模座上，與上模座運(yùn)動保持一致；第一上壓料板、第二上壓料板通過限位螺釘連接在上模座上，第一上壓料板、第二上壓料板的行程ST3由限位螺釘限制，第一上壓料板、第二上壓料板與限位螺釘存在土Z向的相對運(yùn)動；
[0011]彈簧或氮?dú)飧卓ㄔ谏夏Ｗc第一上壓料板、第二上壓料板之間，當(dāng)?shù)谝簧蠅毫习?、第二上壓料板相對限位螺釘發(fā)生+Z向運(yùn)動時，彈簧或氮?dú)飧妆粔嚎s，壓力逐漸增大，產(chǎn)生的壓力施加到第一上壓料板、第二上壓料板上；當(dāng)?shù)谝簧蠅毫习濉⒌诙蠅毫习逑鄬ο尬宦葆敯l(fā)生-Z向運(yùn)動時，彈簧或氮?dú)飧妆贿€原，壓力逐漸減小至初始狀態(tài)；
[0012]下模由凸模、壓邊圈及下模組成，其中，凸模通過緊固件固定在下模座上，下模座固定在沖壓機(jī)床工作面上，沖壓過程中一直處于靜止?fàn)顟B(tài)；壓邊圈通過沖壓機(jī)床下滑塊驅(qū)動頂桿，使壓邊圈在沖壓過程中的運(yùn)動方向?yàn)橥罿向。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)該新型帶雙上壓料板拉延模具可以有效避免汽車鈑金件在拉延過程中產(chǎn)生起皺的成形缺陷，減少拉延模調(diào)試次數(shù)及難度，減少后序此區(qū)域的整形工序，降低模具制造成本，縮短模具開發(fā)周期。另由于此區(qū)域?yàn)殚T密封面，此新型拉延模具提升零件的密封面質(zhì)量，從而提升汽車車門的密封性。
[0015](2)本發(fā)明中，針對存在高低變化急劇、弧度較大等特征的汽車鈑金件，如汽車門內(nèi)板(前門內(nèi)板、后側(cè)門內(nèi)板、尾門內(nèi)板)窗框腰線部位密封面，采用傳統(tǒng)拉延模結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖壓時會產(chǎn)生起皺甚至疊料的成形缺陷，一旦產(chǎn)生起皺甚至疊料成形缺陷，后工序都無法消除。這種帶雙上壓料板的新型拉延模結(jié)構(gòu)，可以在材料發(fā)生起皺之前，通過上壓料板與凸模將易發(fā)生起皺區(qū)域的板料壓緊，阻止材料發(fā)生聚攏，有效避免門內(nèi)板窗框腰線部位密封面的起皺產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)拉延模具結(jié)構(gòu)的下死點(diǎn)狀態(tài)；
[0017]圖2為傳統(tǒng)拉延模具結(jié)構(gòu)的上死點(diǎn)狀態(tài)；
[0018]圖3為傳統(tǒng)拉延模具結(jié)構(gòu)的壓邊圈閉合狀態(tài)；
[0019]圖4為某汽車門內(nèi)板沖壓有限元模型；
[0020]圖5仿真產(chǎn)生起皺趨勢時刻的板料；
[0021]圖6產(chǎn)生起皺趨勢時刻的有限元模型；
[0022]圖7為存在起皺區(qū)域的范圍圖
[0023]圖8為調(diào)整后的仿真模型的上死點(diǎn)狀態(tài)；
[0024]圖9為調(diào)整后的仿真模型的壓邊圈閉合狀態(tài)；
[0025]圖10為調(diào)整后的仿真模型的上壓料板閉合狀態(tài)；
[0026]圖11為調(diào)整后的仿真模型的下死點(diǎn)狀態(tài)；
[0027]圖12為沖壓過程仿真模擬的板料狀態(tài)；
[0028]圖13為帶雙上壓料板拉延模的拉延模上死點(diǎn)；
[0029]圖14為上壓料板放大圖；
[0030]圖15為帶雙上壓料板拉延模的壓邊圈閉合；
[0031]圖16為帶雙上壓料板拉延模的上壓料板閉合狀態(tài)；
[0032]圖17為帶雙上壓料板拉延模的下死點(diǎn)狀態(tài)；
[0033]圖18為上壓料板下死點(diǎn)放大圖；
[0034]圖19為帶雙上壓料板拉延模的開模狀態(tài)；
[0035]圖20為帶雙上壓料板拉延模的頂件狀態(tài)。
[0036]其中:1_上模座，2-凹模，3-第一上壓料板，4-第二上壓料板，5-壓邊圈，6-凸模，7-下模座，8-頂桿，9-彈簧或氮?dú)飧祝?0-限位螺釘，11-板料。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下將結(jié)合附圖1-20對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0038]傳統(tǒng)拉延模結(jié)構(gòu)及其實(shí)施過程:如圖1所示，其中，傳統(tǒng)拉延模是由上模、下模組成，其中上模由上模座I及凹模2組成，上模座I與凹模2通過緊固件連接，通過沖壓機(jī)床上滑塊驅(qū)動在沖壓過程中運(yùn)動方向?yàn)橥罿向，二者運(yùn)動保持一致，且凹模是整體式結(jié)構(gòu)；下模由凸模6、壓邊圈5及下模座7組成，其中，凸模6通過緊固件固定在下模座7上，沖壓過程中一直處于靜止?fàn)顟B(tài)；壓邊圈5通過沖壓機(jī)床下滑塊驅(qū)動頂桿8，使壓邊圈5在沖壓過程中的運(yùn)動方向?yàn)橥罿向。
[0039]拉延包括三個狀態(tài):上死點(diǎn)、壓邊圈閉合、下死點(diǎn)。拉延的實(shí)施過程為:上死點(diǎn)狀態(tài) > 壓邊圈閉合狀態(tài) > 下死點(diǎn)狀態(tài)。
[0040]I)上死點(diǎn)狀態(tài)
[0041]如圖2所示為模具的上死點(diǎn)狀態(tài)，壓邊圈5通過頂桿8的驅(qū)動往+Z向運(yùn)動到最上點(diǎn)，行程為ST2 ;上模座I由沖壓機(jī)床上滑塊驅(qū)動往+Z向運(yùn)動，凹模2隨上模座I往+Z向運(yùn)動到最上點(diǎn)，行程為ST1。此時板料11為平板，放置于壓邊圈上。
[0042]2)壓邊圈閉合狀態(tài)
[0043]如圖3所示為模具的壓邊圈閉合狀態(tài)，壓邊圈5由頂桿8支撐保持不動；上模座I由沖壓機(jī)床上滑塊驅(qū)動往-Z向運(yùn)動，凹模2隨上模座I往-Z向運(yùn)動至與壓邊圈5閉合，行程為ST1-ST2。此時，板料11被凹模2與壓邊圈5壓緊。
[0044]3)下死點(diǎn)狀態(tài)
[0045]如圖1所示為模具的下死點(diǎn)狀態(tài)，由沖壓機(jī)床上滑塊驅(qū)動上模座I往-Z向運(yùn)動，凹模2隨上模座I向-Z向運(yùn)動，迫使壓邊圈5向-Z向同步運(yùn)動，直至凹模2與凸模6閉合，行程為ST2。此時，凹模2與壓邊圈5處于閉合狀態(tài)，凹模2與凸模6也處于閉合狀態(tài)，而板料也由平板狀態(tài)變成了產(chǎn)品型面的狀態(tài)。
[0046]拉延過程中汽車車門內(nèi)板窗框腰線部位密封面起皺的主要原因是由于產(chǎn)品弧度變化大，且窗框高度差大，拉延時板料與產(chǎn)品接觸不一致，導(dǎo)致板料發(fā)生聚攏從而產(chǎn)生起皺甚至疊料。為了避免類似汽車車門內(nèi)板窗框處弧度變化大、高度差大的結(jié)構(gòu)零件在拉延過程中產(chǎn)生起皺，本發(fā)明通過有限元沖壓仿真方法進(jìn)行模擬分析，從仿真過程中確認(rèn)產(chǎn)生起皺趨勢的時刻，以及明確發(fā)生起皺的區(qū)域，依據(jù)仿真結(jié)果局部調(diào)整發(fā)生起皺區(qū)域的仿真模型，重新進(jìn)行模擬分析，直至起皺消除。依據(jù)沖壓模擬分析優(yōu)化后的仿真模型，設(shè)計(jì)出一種帶雙上壓料板的拉延模結(jié)構(gòu)，利用該拉延模結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖壓可以有效解決起皺問題。
[0047](I)有限元沖壓仿真及優(yōu)化方法
[0048]通過有限元沖壓仿真確認(rèn)起皺區(qū)域，以確認(rèn)上壓料板區(qū)域；通過仿真確認(rèn)起皺起始時間，以確認(rèn)上壓料板行程；通過仿真計(jì)算壓