一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置制造方法
【專利摘要】實用新型公開了一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，由上而下包括上模座、凹模、與氣頂桿驅(qū)動連接的壓邊圈、與凹模匹配的凸模、下模座，上模座與凹模固定連接且同步移動，凸模與下模座固定連接，凸模由上而下包括第一沖壓部和第二沖壓部，所述第一沖壓部和第二沖壓部之間通過過渡曲線部圓滑過渡，所述第一沖壓部的側(cè)壁外輪廓與凹模側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的1.2-1.6倍，所述第二沖壓部的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的0.8-0.9倍，所述的過渡曲線部在沖壓方向上投影長度為待沖壓板厚的2-3倍。本實用新型通過在沖壓過程中改變模具間隙，減小材料內(nèi)外層的應(yīng)力差，有效的控制零件的側(cè)壁卷曲回彈，提高零件的成形精度及質(zhì)量。
【專利說明】—種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，通過優(yōu)化凸模結(jié)構(gòu)，使零件關(guān)鍵部位模具間隙隨沖壓過程而變化，達(dá)到控制側(cè)壁卷曲回彈的目的，屬于沖壓成形【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]側(cè)壁卷曲是帶法蘭類零件的彎曲和拉深過程中容易出現(xiàn)的一種缺陷，是一種回彈現(xiàn)象，廣泛存在于汽車梁類零件、不銹鋼拉深件等零件的成形過程中。表現(xiàn)為成形完成后，原本應(yīng)該平直的側(cè)壁由于發(fā)生回彈而呈弧形，給后續(xù)的焊接、裝配等工序造成困難，甚至導(dǎo)致零件報廢。此外，家電產(chǎn)品、廚具等生活制品大量使用不銹鋼件，不銹鋼件因其較大的屈強比，加工過程中回彈嚴(yán)重，且加工硬化顯著。常見的如不銹鋼洗手盆、燃?xì)庠钆_、機械設(shè)備外殼等在拉深過程中容易出現(xiàn)側(cè)壁卷曲的問題。
[0003]側(cè)壁卷曲現(xiàn)象發(fā)生在側(cè)壁部位，受到模具結(jié)構(gòu)的影響，傳統(tǒng)的回彈補償方法難以應(yīng)用于側(cè)壁卷曲現(xiàn)象的控制。
[0004]為減小零件的側(cè)壁卷曲回彈，經(jīng)過理論分析及大量實驗后，本實用新型提出一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制方法，可以有效的控制零件的側(cè)壁卷曲回彈，提高零件的成形精
度及質(zhì)量。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于減小沖壓加工中出現(xiàn)的側(cè)壁卷曲回彈缺陷，通過優(yōu)化凸模結(jié)構(gòu)，使零件關(guān)鍵部位模具間隙隨沖壓過程而變化，進(jìn)而控制坯料在沖壓過程中材料的流動阻力。下面以典型的直壁U形件為例說明實用新型的原理。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，由上而下包括上模座、凹模、與氣頂桿驅(qū)動連接的壓邊圈、與凹模匹配的凸模、下模座，所述上模座與凹模固定連接且同步移動，所述凸模與下模座固定連接，所述凸模由上而下包括第一沖壓部和第二沖壓部，所述第一沖壓部和第二沖壓部之間通過過渡曲線部圓滑過渡，其中，所述第一沖壓部的側(cè)壁外輪廓與凹模側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的1.2-1.6倍，所述第二沖壓部的側(cè)壁外輪廓與凹模側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的0.8-0.9倍，所述的過渡曲線部52在沖壓方向上投影長度為待沖壓板厚的2-3倍。
[0008]本實用新型通過凸模與凹模在進(jìn)料口處間隙變小，沖壓過程中模具間隙是變化的，變化趨勢是由大變小，使板料的流動阻力會增大，在剩余的沖壓行程中側(cè)壁部位難以得到法蘭部分的材料補充，從而由拉深狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔訝顟B(tài)，減小材料內(nèi)外層的應(yīng)力差，從而減少側(cè)壁卷曲回彈。
[0009]進(jìn)一步地，所述第二沖壓部與待沖壓板相擠壓后的行程L為沖壓總行程的5-10%，使得擠壓處材料更貼近凸凹模，由擠壓所帶來的正壓力使板料與模具之間的摩擦力驟然增大，阻礙了法蘭區(qū)的板料繼續(xù)向側(cè)壁部分補充。行程L的大小對最終的側(cè)壁卷曲控制效果有至關(guān)重要的影響:若其小于沖壓總行程的5%，則難以使側(cè)壁部分進(jìn)入拉延的狀態(tài)，無法使整個側(cè)壁發(fā)生充分的塑性變形，也就無法減小側(cè)壁材料的內(nèi)外層應(yīng)力差，影響了控制效果；若其大于沖壓總行程的10%，則會使側(cè)壁部分塑性變形過于強烈，由此可能會造成減薄率過大或局部破裂的情況出現(xiàn)，應(yīng)盡量避免。
[0010]進(jìn)一步地，所述凸模中部設(shè)置有上下貫穿的通孔，所述通孔相套地固定在凸字形下模座上，所述的凸模和下模座可各自獨立制作，相互分離，使用時將凸模相套地固定在下模座上即可，需要時，也可以將凸模從下模座上拆卸分離開，方便在試模階段修改凸模的外輪廓線更方便、快捷，且極大地節(jié)省模具凸模材料，節(jié)約材料成本。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在沖壓行程的后期，凸模與凹模在進(jìn)料口處間隙變小，板料的流動阻力會增大，在剩余的沖壓行程中側(cè)壁部位難以得到法蘭部分的材料補充，從而由拉深狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔訝顟B(tài)，減小材料內(nèi)外層的應(yīng)力差，從而有效的控制零件的側(cè)壁卷曲回彈，提高零件的成形精度及質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本實用新型實施例在準(zhǔn)備沖壓時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實用新型實施例的凸模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3本實用新型實施例在沖壓過程中模具間隙開始變化時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是圖3中A處放大示意圖。
[0016]圖5本實用新型實施例在沖壓完成時結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6圖5中B處放大示意圖。
[0018]其中，1-上模座；2-凹模；3_板料；4_壓邊圈；5-凸模；51_第一沖壓部；52_過渡曲線部；53_第二沖壓部；6_氣頂桿；7_下模座。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的實用新型目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實施例不能在此一一贅述，但本實用新型的實施方式并不因此限定于以下實施例。除非特別說明，本實用新型采用的材料和加工方法為本【技術(shù)領(lǐng)域】常規(guī)材料和加工方法。
[0020]實施例1
[0021]如圖1所示，一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，由上而下包括上模座1、凹模2、與氣頂桿6驅(qū)動連接的壓邊圈4、與凹模2匹配的凸模5、下模座7，所述上模座I與凹模2固定連接且同步移動，所述凸模5與下模座7固定連接，所述凸模5由上而下包括第一沖壓部51和第二沖壓部53，所述第一沖壓部51和第二沖壓部53之間通過過渡曲線部52圓滑過渡，其中，所述第一沖壓部51的側(cè)壁外輪廓與凹凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的
1.2倍，所述第二沖壓部53的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的0.9倍，所述的過渡曲線部52在沖壓方向上投影長度為待沖壓板厚的2倍。
[0022]本實施例以U形件成形為例，所述板料3的厚度為t，凸模5與下模座7采用可拆卸的連接方式，其側(cè)壁輪廓并非為一條平直的直線段，而是由一段過渡曲線部52光滑連接兩端直線段組成，過渡曲線部52在沖壓方向上投影為2倍板料厚度，即2t。首先，凹模2與壓邊圈4壓合，將板料固定??；待壓邊力穩(wěn)定后，板料在凹模2與壓邊圈4的夾持下向下運動，此時，凸模5的第一沖壓部51的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為C=L 2t, c>t (料厚)；凹模2與壓邊圈4繼續(xù)下行，當(dāng)沖壓行程還剩L(為沖壓總行程的5%)時，凹模2側(cè)壁與凸模5的第二沖壓部53側(cè)壁外輪廓在進(jìn)料口處的間隙為併，c〈i (料厚)(如圖3、4)，由于因此材料在進(jìn)料口處的阻力增大，材料的繼續(xù)補充受到限制，零件的側(cè)壁部分發(fā)生更強烈的塑性變形，側(cè)壁內(nèi)外層材料的應(yīng)力差將顯著減小，直至完成最后的沖壓行程L (如圖5、6)。
[0023]本實用新型通過凸模5與凹模2在進(jìn)料口處間隙變小，使板料的流動阻力會增大，在剩余的沖壓行程中側(cè)壁部位難以得到法蘭部分的材料補充，從而由拉深狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔訝顟B(tài)，減小材料內(nèi)外層的應(yīng)力差，從而減少側(cè)壁卷曲回彈。
[0024]如圖2所示,所述凸模5中部設(shè)置有上下貫穿的通孔54,所述通孔54相套地固定在凸字形下模座7上。所述的凸模5和下模座7可各自獨立制作，相互分離，使用時將凸模5相套地固定在下模座7上即可，需要時，也可以將凸模5從下模座7上拆卸分離開，方便在試模階段修改凸模的外輪廓線更方便、快捷，且極大地節(jié)省凸模5材料，節(jié)約材料成本。
[0025]實施例2
[0026]如圖1所示，一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，由上而下包括上模座1、凹模2、與氣頂桿6驅(qū)動連接的壓邊圈4、與凹模2匹配的凸模5、下模座7，所述上模座I與凹模2固定連接且同步移動，所述凸模5與下模座7固定連接，所述凸模5由上而下包括第一沖壓部51和第二沖壓部53，所述第一沖壓部51和第二沖壓部53之間通過過渡曲線部52圓滑過渡，其中，所述第一沖壓部51的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的1.3倍，所述第二沖壓部53的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的0.9倍，所述的過渡曲線部52在沖壓方向上投影長度為待沖壓板厚的3倍。
[0027]本實施例以U形件成形為例，所述板料3的厚度為t，凸模5與下模座7采用可拆卸的連接方式，其側(cè)壁輪廓并非為一條平直的直線段，而是由一段過渡曲線部52光滑連接兩端直線段組成，過渡曲線部52在沖壓方向上投影為3倍板料厚度，即3t。首先，凹模2與壓邊圈4壓合，將板料固定??；待壓邊力穩(wěn)定后，板料在凹模2與壓邊圈4的夾持下向下運動，此時，凸模5的第一沖壓部51的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為C=L 3t, c>t (料厚)(如圖3、4);凹模2與壓邊圈4繼續(xù)下行，當(dāng)沖壓行程還剩L(為沖壓總行程的8%)時，凹模2側(cè)壁與凸模5的第二沖壓部53側(cè)壁外輪廓在進(jìn)料口處的間隙為^ 9t, c<t (料厚)(如圖2)，由于因此材料在進(jìn)料口處的阻力增大，材料的繼續(xù)補充受到限制，零件的側(cè)壁部分發(fā)生更強烈的塑性變形，側(cè)壁內(nèi)外層材料的應(yīng)力差將顯著減小，直至完成最后的沖壓行程L (如圖5、6)。
[0028]本實用新型通過凸模與凹模在進(jìn)料口處間隙變小，使板料的流動阻力會增大，在剩余的沖壓行程中側(cè)壁部位難以得到法蘭部分的材料補充，從而由拉深狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔訝顟B(tài)，減小材料內(nèi)外層的應(yīng)力差，從而減少側(cè)壁卷曲回彈。
[0029]如圖2所示,所述凸模5中部設(shè)置有上下貫穿的通孔54,所述通孔54相套地固定在凸字形下模座7上。所述的凸模5和下模座7可各自獨立制作，相互分離，使用時將凸模5相套地固定在下模座7上即可，需要時，也可以將凸模5從下模座7上拆卸分離開，方便在試模階段修改凸模的外輪廓線更方便、快捷，且極大地節(jié)省凸模5材料，節(jié)約材料成本。[0030]實施例3
[0031]如圖1所示，一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，由上而下包括上模座1、凹模2、與氣頂桿6驅(qū)動連接的壓邊圈4、與凹模2匹配的凸模5、下模座7，所述上模座I與凹模2固定連接且同步移動，所述凸模5與下模座7固定連接，所述凸模5由上而下包括第一沖壓部51和第二沖壓部53，所述第一沖壓部51和第二沖壓部53之間通過過渡曲線部52圓滑過渡，其中，所述第一沖壓部51的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的1.6倍，所述第二沖壓部53的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的0.8倍，所述的過渡曲線部52在沖壓方向上投影長度為待沖壓板厚的3倍。
[0032]本實施例以U形件成形為例，所述板料3的厚度為t，凸模5與下模座7采用可拆卸的連接方式，其側(cè)壁輪廓并非為一條平直的直線段，而是由一段過渡曲線部52光滑連接兩端直線段組成，過渡曲線部52在沖壓方向上投影為3倍板料厚度，即3t。首先，凹模2與壓邊圈4壓合，將板料固定?。淮龎哼吜Ψ€(wěn)定后，板料在凹模2與壓邊圈4的夾持下向下運動，此時，凸模5的第一沖壓部51的側(cè)壁外輪廓與凹模2側(cè)壁的間隙為C=L 6t, c>t (料厚)；凹模2與壓邊圈4繼續(xù)下行，當(dāng)沖壓行程還剩L(為沖壓總行程的10%)時，凹模2側(cè)壁與凸模5的第二沖壓部53側(cè)壁外輪廓在進(jìn)料口處的間隙為夕(料厚)(如圖
3、4)，由于因此材料在進(jìn)料口處的阻力增大，材料的繼續(xù)補充受到限制，零件的側(cè)壁部分發(fā)生更強烈的塑性變形，側(cè)壁內(nèi)外層材料的應(yīng)力差將顯著減小，直至完成最后的沖壓行程L (如圖5、6)。
[0033]本實用新型通過凸模5與凹模2在進(jìn)料口處間隙變小，使板料的流動阻力會增大，在剩余的沖壓行程中側(cè)壁部位難以得到法蘭部分的材料補充，從而由拉深狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔訝顟B(tài)，減小材料內(nèi)外層的應(yīng)力差，從而減少側(cè)壁卷曲回彈。
[0034]如圖2所示,所述凸模5中部設(shè)置有上下貫穿的通孔54,所述通孔54相套地固定在凸字形下模座7上。所述的凸模5和下模座7可各自獨立制作，相互分離，使用時將凸模5相套地固定在下模座7上即可，需要時，也可以將凸模5從下模座7上拆卸分離開，方便在試模階段修改凸模的外輪廓線更方便、快捷，且極大地節(jié)省凸模5材料，節(jié)約材料成本。
[0035]本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，由上而下包括上模座(I)、凹模(2)、與氣頂桿(6)驅(qū)動連接的壓邊圈(4)、與凹模(2)匹配的凸模(5)、下模座(7)，所述上模座(I)與凹模(2)固定連接且同步移動，所述凸模(5)與下模座(7)固定連接，其特征在于:所述凸模(5)由上而下包括第一沖壓部(51)和第二沖壓部(53)，所述第一沖壓部(51)和第二沖壓部(53)之間通過過渡曲線部(52)圓滑過渡，其中，所述第一沖壓部(51)的側(cè)壁外輪廓與凹模(2)側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的1.2-1.6倍，所述第二沖壓部(53)的側(cè)壁外輪廓與凹模(2)側(cè)壁的間隙為待沖壓板厚的0.8-0.9倍，所述的過渡曲線部(52)在沖壓方向上投影長度為待沖壓板厚的2-3倍。
2.如權(quán)利要求1所述的沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，其特征在于:所述第二沖壓部(53)與待沖壓板相擠壓后的行程L為沖壓總行程的5-10%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的沖壓件側(cè)壁卷曲回彈控制沖壓裝置，其特征在于:所述凸模(5)中部設(shè)置有上下貫穿的通孔(54)，所述通孔(54)相套地固定在凸字形下模座(7)上。
【文檔編號】B21D37/10GK203817171SQ201420161757
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】周馳, 顏武軍 申請人:華南理工大學(xué)