利于成形的變壓邊力計算方法及使用該方法的拉延模的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及沖壓模具技術，尤其涉及一種利于成形的沖壓拉延模變壓邊力的計算方法及一種實現壓邊力局部可調的拉延模。
【背景技術】
[0002]薄板沖壓是實現汽車車身絕大部分零件的制造工藝，而拉延工序是沖壓工序中難度最大、最重要的工序之一，特別是對于造型復雜的鈑金零件，一旦拉延后的零件質量滿足要求，后工序的零件質量基本得到保障。
[0003]傳統拉延模結構由凹模、凸模、壓邊圈三大主體部件組成。通過壓邊圈與凹模之間的夾緊力即壓邊力控制材料的流入速度，如果能使拉延深度大的區域材料流入快，拉延深度小的區域材料流入慢，較好的控制材料流入速度，則零件的成形性更容易滿足要求。傳統方法確定壓邊力的數值是通過經驗公式計算所得，再經過實際調試模具時進行調整；另外，采用傳統拉延模結構，壓邊圈與凹模間的夾緊力通過機臺的頂桿施加，頂桿力最終施加到壓料面上轉換成面的均布力，即等壓邊力，這樣就不利于實現局部壓邊力的調節，難以控制各區域材料滿足理想的流入速度，從而無法保障零件的成形性。
[0004]這需要一種新的壓邊力計算方法，通過這種新的計算方法，可以給出滿足零件的成形性要求時各區域所需準確的壓邊力數值。并且需要一種新的拉延模結構，實現各區域壓邊力數值按照所需進行施加。
[0005]目前已有的壓邊力可調的拉延模存在結構復雜、安裝不便、成本高，不利于推廣使用等缺陷。因此，亟需開發一種新型結構的拉延模，該拉延模應具有結構簡單、制造難度小、安裝操作方便、加工成本低、調節效果好、可大范圍推廣使用的特點。同時，該拉延模結構需要滿足以下功能:1)需要材料流入快的區域，減小壓邊力；需要材料流入慢的區域，增大壓邊力；2)壓邊力的調節分等級調節，即可調幅度大或微調。使局部區域的壓邊力實現可控調節，從而控制材料流入，解決拉延成形問題。
【發明內容】
[0006]本發明包括一種利于成形的變壓邊力計算方法及實現壓邊力局部可調的拉延模，可適用于汽車各種鈑金零件的拉延模結構，尤其適用于零件分模線變化急劇、局部拉延深度變化急劇的零件的拉延模設計，該變壓邊力計算方法能計算出滿足零件的成形性要求時各區域所需準確的壓邊力數值，該結構的拉延模具能夠快速調節局部壓邊力，實現各區域壓邊力數值按照所需進行施加，控制各區域材料流入速度，從而改善零件的成形性。
[0007]本發明的技術方案是提供一種利于成形性的變壓邊力計算方法，其具體包括如下步驟:
[0008]步驟1、建立零件初始拉延工藝補充面；
[0009]步驟2、對零件進行沖壓有限元仿真分析；
[0010]步驟3、當仿真結果顯示零件存在起皺、開裂、過度減薄的成形缺陷時，手動調整仿真參數進行優化，在優化后如果仍存在局部起皺或開裂的成形缺陷，則將存在成形問題區域附近的壓邊圈分割成小塊，起皺區域命名為W，開裂區域命名為C ;
[0011]步驟4、對于起皺區域W，將起皺區域W的壓邊圈往+Z方向移動調整量δ，起皺區域W壓邊圈與凹模間隙調整為t-δ，間隙減少以實現限制零件板料流入過快，緩解起皺；其中，t為零件板料厚度；
[0012]對于開裂區域C，將開裂區域C的壓邊圈往-Z方向移動調整量δ ’，開裂區域C壓邊圈與凹模間隙調整為t+ δ ’，間隙增大以實現加速零件板料流入，緩解開裂；
[0013]步驟5、采用調整后的壓邊圈的型面，再次進行沖壓有限元仿真分析，直至得到理想成形結果。
[0014]本發明的有益效果:本發明所述的是利于成形性的變壓邊力獲取的計算方法，主要是通過劃分成形問題區域，調整壓料面區域的工藝型面，再進行有限元沖壓仿真迭代進行優化，最終得出各區域較優壓邊力數值。并通過壓邊力調節裝置實現在拉延模的壓邊力局部可調功能。
[0015]—般拉延模壓邊圈與凹模間的夾緊力通過機臺的頂桿施加，頂桿力最終施加到壓料面上轉換成面的均布力，即等壓邊力，這樣就不利于實現局部壓邊力的調節，本拉延模結構主要通過在壓邊圈上局部安裝壓邊力調節裝置，通過增加或刪減墊片的方式調節壓邊圈與凹模之間的間隙，達到改變板料受到的來自壓邊圈與凹模間夾緊力的大小，從而實現各區域理想的材料流入速度，改善零件的成形性；同時，通過制定不同厚度規格的墊片，使壓邊力的調節分等級，即可調幅度大或微調。且該壓邊力調節機構具有結構簡單、制造難度小、安裝操作方便、加工成本低、調節效果好、可大范圍推廣使用的優點。
【附圖說明】
[0016]圖1為某汽車部件的拉延工藝型面；
[0017]圖2為某汽車部件的拉延有限元模型；
[0018]圖3為某汽車部件的壓邊圈分塊示意圖；
[0019]圖4為某汽車部件的壓邊圈分塊后A-A斷面示意圖；
[0020]圖5為變壓邊力計算流程圖；
[0021]圖6為某汽車部件的拉延模結構；
[0022]圖7為具有局部可調節壓邊力功能的拉延模結構；
[0023]圖8為壓邊力調節裝置的工作原理剖面圖B-B ;
[0024]圖9為壓邊力調節裝置的結構剖面放大圖。
[0025]其中:1_凹模，2-壓邊圈，3-凸模，4-凸模分模線，5-壓邊圈分模線，6-變壓邊力區域，7-壓邊力調節裝置，8-安裝固定板，9-第一調節墊片、10-第二調節墊片、11-第三調節墊片；
【具體實施方式】
[0026]以下將結合附圖1-9對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0027]如圖5所示，本發明提供了一種利于成形性的變壓邊力計算方法，其具體包括如下步驟:
[0028]步驟1、建立零件初始拉延工藝補充面；
[0029]如圖1所示，拉延面又稱為壓料面，為了防止毛坯產生變形。在很多零件中，例如引擎蓋而言，其拉延面全為工藝補充面。拉延模具設計過程中，第一步是為其設計合理拉延工藝補充面，主要包括了拉延面和修剪面的設計，在汽車覆蓋件拉延成型工藝中，拉延工藝補充面的設計是整個工藝過程的關鍵。
[0030]步驟2、對零件進行沖壓有限元仿真分析；
[0031]其中，凹模I與凸模3、凹模I與壓邊圈2的間隙為零件的板料厚度t，將三大工具體凹模1、凸模3、壓邊圈2的幾何型面進行網格劃分；
[0032]如圖2所示；再進行沖壓仿真參數設置，如板料尺寸、摩擦系數、壓邊力等，按照常規有限元仿真計算，進行沖壓結果仿真。
[0033]步驟3、依據零件沖