專利名稱:一種誘發板料回彈的非對稱拉伸成形模具的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種板料成形技術,特別涉及一種誘發板料回彈的非 對稱拉伸成形模具。
背景技術:
目前各種高強度鋼板材和鋁合金板材在機械產品結構件中的應用 越來越廣泛。這些板材成形后的回彈量比傳統板材成形后的回彈量大。 需要建立一定的方法或規范考核這類板材沖壓成形后的回彈特性,并 分析工藝參數對板料回彈的影響。現有的回彈評價(如v型彎曲和u型彎曲)大多為簡單彎曲型評 價方法。v型彎曲法是通過測定試件v型彎曲加載前后的側壁傾角確定試驗材料的回彈量;U型彎曲法是通過U型彎曲成形后測量側壁及兩翼 分別與垂直面和水平面的夾角a、 P。上述方法具有回彈易誘發、測 量簡便等優點,但與大多數汽車零件在沖壓過程以拉伸為主的實際變 形方式差異4艮大。其次,由于該才莫具設計未考慮板面寬度方向的變形, 僅能模擬板料的二維變形后的回彈,不適用于復雜零件三維變形后回 彈的預測和控制。美國福特汽車公司Z. Cedirc Xia、 Craig E. Mi 1 ler、 Maurice Lou、 美國鋼鐵公司MingF. Shi、 A. Konieczny、 X. M. Chen和美國國家標 準與技術研究所Thomas Gnaeupel-Herold聯合發表了 "A Benchmark Testing for Springback: Experimental Procedures and Results of
a Slit-Ring Test"(美國汽車工程師協會SAE論文,編號 2005-01-0083)(回彈的標準試題測試試驗過程和圓環切割測試結果) 一文,提出一種板料沖壓成形回彈的測量和評價方法。該文提出采用 圓筒形件拉伸后,從圓筒的中間部位水平切割兩次后獲得一條封閉的 環帶,然后將該環帶再沿軸向垂直切割而變成開口的金屬條狀,通過 測量開口的寬度比較不同材料(包括鋁合金板、普通板材和高強度鋼板 材的回彈特性)。上述方法的問題在于(l)由于圓環拉伸為軸對稱變 形,其應變依然屬于二維變形,因此回彈的度量方法與沖壓成形回彈 的評價存在差異;(2)測量過程復雜,需要切割三次;3)所測回彈是 間接回彈,而且回彈量易受放置方式的影響。發明內容為解決上述問題,本發明提供了 一種誘發板料回彈的非對稱拉伸 成形模具,用于評價不同板料拉伸成形的回彈特性,和評價不同工藝 參數對板料拉伸成形回彈的影響。為實現上述目的,本發明的一種誘發板料成形回彈的非對稱拉伸 成形模具,包括凸模3、凹模ll、壓邊圏4、凸模固定板2、凹模墊 板7、下模板l、上4莫板6、上模墊板8、推件塊9、彈簧IO,所述凸 模3通過螺釘與凸模固定板2相連,所述壓邊圏4通過螺釘與下模板1 相連,所述凹模ll與凹模墊板7、凹模墊板7與上模墊板8、上模墊 板8與上模板6之間通過螺釘相連。所述壓邊團4上設置有肩型導柱5,所述壓邊圈4通過肩型導柱5 與凹模ll滑動連接。
本發明的模具結構采用非對稱拉伸模具結構,這樣板料在該模具 成形時變形方式為拉伸變形,這與實際沖壓變形板料以拉伸變形方式 為主相一致。同時,由于該模具為非對稱模具,在變形方式上屬于三 維變形。同時,試件切割后產生較大的彈性變形,回彈的形式也與實 際產品的回彈形式比較接近。利用本發明提出的模具結構沖壓成形出的零件,沿垂直于長邊的 方向切割兩次即可誘發出比較大的回彈量,切割次數減少。模具側壁 形狀不對稱, 一側長直壁的截面形狀為直線,而另一側長直壁的截面 形狀為曲線,這樣可以比較模具或零件的幾何形狀對回彈量的影響。 該模具結構還可以通過更換系列化的凸模、凹模,成形出不同尺寸的 沖壓件,從而可以考察工藝參數對回彈的影響。在模具結構中設置了肩型導柱,可以實現良好的導向和定位。試 樣在放置后和變形過程中不會產生偏移,因此試驗重復性和再現性較好。本發明實現了對板料三維變形回彈缺陷的誘發,與實際沖壓變形 過程具有良好的相似性。同時,本發明具有較好地調整板料沖壓工藝 參數的特性,可以深入研究壓邊力、拉延筋強度對高強度鋼板零件沖 壓成形中回彈產生的影響規律。
圖l為誘發板料回彈的非對稱拉伸成形模具結構示意圖; 圖2為模具的下模部分示意圖; 圖3為模具的上模部分示意圖。
具體實施方式
圖1為本發明的誘發板料回彈的非對稱拉伸成形模具結構示意圖,包括凸模3、凹模ll、壓邊圏4、凸模固定板2、凹模墊板7、下模 板l、上模板6、上模墊板8、肩型導柱5、推件塊9、彈簧IO。連接 關系為凸模3通過螺釘與凸模固定板2相連,并與沖壓設備的下置 運動機構相連;壓邊圈4通過螺釘與下模板1相連,并與工作臺相連; 壓邊圏4通過肩型導柱5與凹模11滑動連接;凹模11通過螺釘與凹 模墊板7、上模墊板8和上模板6相連,并與設備的上滑塊相連。圖2為模具的下模部分示意圖,下模部分包括凸模3、壓邊圏4、 凸模固定板2、下模板l、肩型導柱5。圖3為模具的上模部分示意圖, 上模部分包括凹模ll、凹模墊板7、上模板6、上模墊板8、推件塊9、 彈簧10。本發明專利使得板料拉伸成形過程和回彈按照以下方式實現首 先,凹模11和與其連接的凹模墊板7、上模墊板8和上才莫板6 —起隨 設備上滑塊下行到一定高度,與下工作臺面相連的壓邊圏4通過肩型 導柱5與凹模11的導向,帶動壓邊圏4上行一定距離,保證放置在壓 邊團4上的板料與凹模11接觸并保持一定的壓邊力。然后,在壓邊團 4和凹模11保持靜止的狀態下,凸模3上行不同的距離,拉伸成形出 不同深度的零件,此時彈簧已經處于壓縮狀態,對拉伸件已產生了一 定的反頂力。拉伸成形后模具卸載,與上滑塊相連的部分、與下工作 臺相連的部分和凸模部分復位到初始狀態,彈簧的復位頂出拉伸成形零件。
取出拉伸零件后,采用電火花線切割的方式在沖壓件的中心位置,沿垂直于沖壓件長直邊的方向切割出20-30mm寬度的帶法蘭的"U,, 形部分,此部分的彈性變形得到釋放,使回彈后的輪廓形狀尺寸與未 切割前的該部分的輪廓尺寸發生偏離。本發明特點是(l)凸模前后輪廊形狀不對稱,可以利用模具成形 的零件切割后比較幾何形狀對回彈的影響;(2)沖頭端面為曲面形狀,可以產生大的彈性變形量,誘發成形件切割后的回彈量;(3)模具結構簡單,依靠肩型導柱和凸模固定板導向;(4)可以實現不同工藝參數的拉伸成形,不同圓角半徑的凸、凹模可直接更換,拉深深度也可以根據需要設定,從而可以比較不同工藝參數對回彈的影響。
權利要求
1、一種誘發板料回彈的非對稱拉伸成形模具,其特征在于,包括凸模(3)、凹模(11)、壓邊圈(4)、凸模固定板(2)、凹模墊板(7)、下模板(1)、上模板(6)、上模墊板(8)、推件塊(9)、彈簧(10),所述凸模(3)通過螺釘與凸模固定板(2)相連,所述壓邊圈(4)通過螺釘與下模板(1)相連,所述凹模(11)與凹模墊板(7)、凹模墊板(7)與上模墊板(8)、上模墊板(8)與上模板(6)之間通過螺釘相連。
2、 如權利要求1所述的誘發板料回彈的非對稱拉伸成形模具,其 特征在于,所述壓邊圈(4)上設置有肩型導柱(5),所述壓邊圏(4) 通過肩型導柱(5)與凹模(11)滑動連接。
全文摘要
本發明涉及一種誘發板料回彈的非對稱拉伸成形模具。其包括凸模(3)、凹模(11)、壓邊圈(4)、凸模固定板(2)、凹模墊板(7)、下模板(1)、上模板(6)、上模墊板(8)、推件塊(9)、彈簧(10),所述凸模(3)通過螺釘與凸模固定板(2)相連,所述壓邊圈(4)通過螺釘與下模板(1)相連,所述凹模(11)與凹模墊板(7)、凹模墊板(7)與上模墊板(8)、上模墊板(8)與上模板(6)之間通過螺釘相連。本發明實現了對板料三維變形回彈缺陷的誘發,與實際沖壓變形過程具有良好的相似性,具有較好地調整板料沖壓工藝參數的特性。
文檔編號B21D37/10GK101164715SQ200610117240
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月18日 優先權日2006年10月18日
發明者磊 石, 蔣浩民, 謝堅強, 陳新平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司