用于拉延坯料的拉延模具組的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于拉延坯料的拉延模具組，包括：模具，限定有位于外圍夾緊面內(nèi)的模腔；壓邊圈，選擇性地將坯料倚靠外圍夾緊面夾緊；以及布置在壓邊圈內(nèi)的沖頭，沖頭具有先行接觸部分和至少一個(gè)延遲接觸部分，其中，先行接觸部分接合坯料且將坯料的第一區(qū)域拉延到模腔中并將第一區(qū)域倚靠模具夾緊；并且在第一區(qū)域倚靠模具夾緊期間，延遲接觸部分接合坯料以拉延坯料的第二區(qū)域。本實(shí)用新型能夠在不開(kāi)裂的情況下深拉延由鋁或高強(qiáng)度鋼制成的寬面板。
【專利說(shuō)明】
用于拉延坯料的拉延模具組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及用于拉延坯料的拉延模具組。

【背景技術(shù)】
[0002]深拉延面板通常由具有良好成形性的超深拉延質(zhì)量鋼沖壓而成。由超深拉延質(zhì)量鋼制成的零件大大重于由鋁合金或具有相同強(qiáng)度的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼制成的零件。減小車輛的重量以提升燃料經(jīng)濟(jì)性的需求需要用于由更輕且更強(qiáng)的鋁合金或先進(jìn)高強(qiáng)度鋼形成零件的新技術(shù)的發(fā)展。
[0003]拉延鋁合金或先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板以形成具有尖角的中央深腔是很困難的，因?yàn)榕髁系耐咕墔^(qū)域的材料不能被輕易地拉延至中央空腔中，部分上是由于板側(cè)部上部件的輪廓。這種板的典型實(shí)例可以是車輛的前圍板、客廂地板底盤等。提供具有深腔且由鋁合金或先進(jìn)高強(qiáng)度鋼制成的大型面板的一種方法是將該零件分成幾部分并由多個(gè)部件形成該零件。然而，這種多部分方法增加了諸如裝配步驟和焊接步驟的工藝步驟并可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的部分形狀，其伴隨著誤差疊加可能性的增加。
[0004]在超深拉延質(zhì)量鋼中拉延具有深拉延區(qū)域的覽零件可在不導(dǎo)致材料開(kāi)裂的情況下完成。然而，在傳統(tǒng)式?jīng)_床上采用現(xiàn)有沖壓技術(shù)形成具有較高強(qiáng)度/較低成形性的重量更輕材料的相同零件的嘗試導(dǎo)致了過(guò)度開(kāi)裂。具體地，采用由BH280、DP500、HSLA350或鋁合金AA5182制成的不易延展的坯料形成前圍板會(huì)產(chǎn)生大裂縫。
[0005]存在對(duì)用于拉延具有深腔并由鋁合金或先進(jìn)高強(qiáng)度鋼制成的大型面板以實(shí)現(xiàn)可能的重量減輕的成形技術(shù)的需求。本公開(kāi)旨在實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)和如下總結(jié)的其它目標(biāo)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]根據(jù)本公開(kāi)的一方面，公開(kāi)了一種在不開(kāi)裂的情況下深拉延由鋁或高強(qiáng)度鋼制成的寬面板的方法。該方法包括首先將坯料夾緊在拉延模具組的壓邊件中。坯料的第一區(qū)域由第一拉延沖頭拉延。坯料的第一區(qū)域由第一沖頭夾緊。在第一拉延沖頭夾緊中央?yún)^(qū)域期間，坯料的第二區(qū)域由第二拉延沖頭拉延。
[0007]根據(jù)以上方法的其它方面，拉延模具組的壓邊件可包括多個(gè)形成在壓邊圈上的拉延筋且下?？上薅ǜ髯匀菁{一個(gè)拉延筋的多個(gè)拉延筋槽。兩個(gè)拉延筋和兩個(gè)拉延筋槽可配置在壓邊圈和下模的選定區(qū)域中，以在使用第一拉延沖頭拉延坯料的第一區(qū)域的步驟期間在選定區(qū)域中提供增加的阻力。壓邊圈和下模的選定區(qū)域還可包括靠近壓邊圈和下模的邊角的多個(gè)區(qū)域。
[0008]該方法還可包括在拉延坯料的第二區(qū)域的步驟期間，在第一區(qū)域中由第一區(qū)域朝向第二區(qū)域拉延形成袋狀部。
[0009]該方法還可包括液壓成形坯料的預(yù)定區(qū)域。
[0010]該方法還可包括在坯料的第一區(qū)域中液壓成形袋狀部以具有期望形狀。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，制造拉延面板的方法包括將坯料夾緊在拉延模具組的壓邊件中，拉延模具組包括多個(gè)拉延沖頭和限定有空腔的模具。使用中央拉延沖頭將坯料的中央?yún)^(qū)域拉延到空腔中。由中央拉延沖頭將中央?yún)^(qū)域倚靠模具夾緊并且在中央拉延沖頭夾緊坯料的中央?yún)^(qū)域期間將坯料的至少一個(gè)側(cè)部區(qū)域由側(cè)部拉延沖頭拉延到空腔中。
[0012]根據(jù)以上方面的另一方面，拉延模具組的壓邊件可包括在壓邊圈上形成的多個(gè)拉延筋。多個(gè)拉延筋槽可配置在下模上，每個(gè)拉延筋槽容納一個(gè)拉延筋。兩個(gè)拉延筋和兩個(gè)拉延筋槽可配置在壓邊圈的選定區(qū)域中以在使用拉延沖頭的第一部分拉延坯料的第一區(qū)域的步驟期間在選定區(qū)域中提供增加的阻力。壓邊圈的選定區(qū)域還可包括位于壓邊圈的邊角中的多個(gè)區(qū)域。
[0013]該方法還可包括在拉延坯料的側(cè)部區(qū)域的步驟期間，在中央?yún)^(qū)域中由中央?yún)^(qū)域朝向側(cè)部區(qū)域拉延形成袋狀部。
[0014]該方法還可包括在拉延坯料后液壓成形坯料的預(yù)定區(qū)域。此外，該方法可包括在坯料的第一區(qū)域中液壓成形袋狀部以具有期望形狀。
[0015]本公開(kāi)的另一方面涉及用于拉延坯料的拉延模具組，其包括模具、壓邊圈和多個(gè)沖頭。下模限定有位于外圍夾緊面內(nèi)的模腔。壓邊圈將坯料倚靠外圍夾緊表面夾緊。沖頭布置在壓邊圈內(nèi)并具有先行接觸沖頭和至少一個(gè)延遲接觸沖頭。先行接觸沖頭接合坯料并將坯料的第一區(qū)域拉延到模腔中然后將第一區(qū)域倚靠下模夾緊，同時(shí)延遲接觸沖頭接合坯料以拉延坯料的第二區(qū)域。
[0016]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，外圍夾緊表面可限定有多個(gè)槽。壓邊圈可包括容納在多個(gè)槽中的多個(gè)拉延筋。兩排槽和兩個(gè)拉延筋可配置在坯料中形成邊角的位置處。
[0017]本實(shí)用新型一方面提供了一種方法，包括:將坯料夾緊在拉延模具組的壓邊件中；使用拉延沖頭的第一部分拉延坯料的第一區(qū)域；使用第一部分夾緊第一區(qū)域；以及在拉延沖頭的第一部分夾緊坯料的第一區(qū)域期間，使用拉延沖頭的第二部分拉延坯料的第二區(qū)域。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型，拉延模具組的壓邊件包括形成在壓邊圈上的多個(gè)拉延筋，模具限定多個(gè)拉延筋槽，每個(gè)拉延筋槽容納一個(gè)拉延筋，并且兩個(gè)拉延筋和兩個(gè)拉延筋槽配置在壓邊圈的選定區(qū)域中以在使用拉延沖頭的第一部分拉延坯料的第一區(qū)域的步驟期間在選定區(qū)域中提供增加的阻力。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型，壓邊圈的選定區(qū)域還包括壓邊圈的多個(gè)邊角區(qū)域。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型，在拉延坯料第二區(qū)域的步驟期間，在第一區(qū)域中由第一區(qū)域朝向第二區(qū)域拉延形成袋狀部。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型，該方法還包括:將坯料加載到液壓成形工具中并液壓成形坯料的預(yù)定區(qū)域。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型，該方法還包括:在坯料的第一區(qū)域中液壓成形袋狀部以獲得會(huì)進(jìn)一步延伸到至少一個(gè)尖角和至少一個(gè)深腔中的材料。
[0023]本實(shí)用新型另一方面提供了一種制造拉延面板的方法，包括:將坯料夾緊在拉延模具組的壓邊件中，拉延模具組具有拉延沖頭和限定空腔的模具；使用中央拉延沖頭將坯料的中央?yún)^(qū)域拉延到空腔中；使用中央拉延沖頭將中央?yún)^(qū)域倚罪1旲具夾緊；以及在中央拉延沖頭夾緊坯料的中央?yún)^(qū)域期間，使用側(cè)部拉延沖頭將坯料的至少一個(gè)側(cè)部區(qū)域拉延到空腔中。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型，拉延模具組的壓邊件包括在壓邊圈上形成的多個(gè)拉延筋，模具限定多個(gè)拉延筋槽，每個(gè)拉延筋槽容納一個(gè)拉延筋，并且兩個(gè)拉延筋和兩個(gè)拉延筋槽配置在壓邊圈的選定區(qū)域中以在使用中央拉延沖頭拉延坯料的中央?yún)^(qū)域的步驟期間在選定區(qū)域中提供增加的阻力。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型，壓邊圈的選定區(qū)域還包括壓邊圈的多個(gè)邊角區(qū)域。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型，該方法還包括:在拉延坯料的側(cè)部區(qū)域的步驟期間，在中央?yún)^(qū)域中由中央?yún)^(qū)域朝向側(cè)部區(qū)域拉延形成袋狀部。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型，該方法還包括:液壓成形坯料的預(yù)定區(qū)域。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型，該方法還包括:在中央?yún)^(qū)域中形成多個(gè)袋狀部；以及在坯料的中央?yún)^(qū)域中液壓成形袋狀部以獲得進(jìn)一步延伸到至少一個(gè)尖角和至少一個(gè)深腔中的材料。
[0029]本實(shí)用新型又一方面提供了一種用于拉延坯料的拉延模具組，包括:模具，限定有位于外圍夾緊面內(nèi)的模腔；壓邊圈，選擇性地將坯料倚靠外圍夾緊面夾緊；以及布置在壓邊圈內(nèi)的沖頭，沖頭具有先行接觸部分和至少一個(gè)延遲接觸部分，其中，先行接觸部分接合坯料且將坯料的第一區(qū)域拉延到模腔中并將第一區(qū)域倚靠模具夾緊；并且在第一區(qū)域倚靠模具夾緊期間，延遲接觸部分接合坯料以拉延坯料的第二區(qū)域。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型，外圍夾緊表面限定多個(gè)槽，其中，壓邊圈包括容納在多個(gè)槽中的多個(gè)拉延筋，并且兩排槽和拉延筋配置在坯料中形成邊角的位置處。
[0031]本實(shí)用新型的有益效果在于能夠在不開(kāi)裂的情況下深拉延由鋁或高強(qiáng)度鋼制成的寬面板。
[0032]下面將參照附圖對(duì)本公開(kāi)的上述方面和其它方面進(jìn)行更為全面的描述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的拉延面板的方法的流程圖；
[0034]圖2是可與參照?qǐng)D1所述方法結(jié)合使用的模具組的一個(gè)實(shí)施例的分解立體圖；
[0035]圖3是包括兩個(gè)拉延筋的壓邊圈的局部截面圖；
[0036]圖4是被保持在壓邊圈上的拉延筋與配置在模具上的拉延筋槽之間的金屬面板的局部截面圖；
[0037]圖5至圖8是示出圖1中所述深拉延成形工藝中的四個(gè)階段的拉延模具組的一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖；
[0038]圖9是整合到下模和中央沖頭中的液壓成形工具的局部截面圖，其示出用于隨后形成如圖10和圖11中所示的邊角和細(xì)節(jié)區(qū)域的形成的材料的袋狀部的形成；
[0039]圖10是電動(dòng)液壓成形工具的局部視圖，其示出先前在圖2和圖5至圖8中所示的模具組中形成的面板準(zhǔn)備要在該工具中成形；以及
[0040]圖11是示出在面板的袋狀部成形為成形槽后位于圖10所示電動(dòng)液壓成形工具中部分的局部截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]下面提供對(duì)本實(shí)用新型的所示實(shí)施例的詳細(xì)描述。所公開(kāi)的實(shí)施例為可能以多種替代方式實(shí)施的本實(shí)用新型的實(shí)例。附圖未必按比例繪制。一些特性可能被放大或縮小來(lái)示出特定部件的細(xì)節(jié)。本申請(qǐng)中所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)性和功能性細(xì)節(jié)不被視作限定，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施本實(shí)用新型的代表性基礎(chǔ)。
[0042]參照?qǐng)D1，參照流程圖示出了通常由參考標(biāo)號(hào)10表示的拉延面板的方法。在方法10中，在12處將坯料11 (在圖2和圖4至圖8中示出)切割成形。然后在14處將坯料11加載到由拉模的壓邊圈接合的外圍夾緊面上。拉模由常規(guī)的拉伸壓力機(jī)(未示出)進(jìn)行操作。
[0043]參照?qǐng)D2，拉延模具組16被示出包括下模18和壓邊件20，坯料11(或面板)布置在壓邊件20和下模18的外圍夾緊面21之間。盡管在大多數(shù)情形下的下模18布置在壓邊件的下方，但這種定向可根據(jù)拉伸壓力機(jī)的定向和結(jié)構(gòu)顛倒或改變。
[0044]拉伸壓力機(jī)的上板通常由參考標(biāo)號(hào)24表示。上板24支撐中央沖頭26，中央沖頭26由汽缸27支持以使中央沖頭26相對(duì)于上板24縮回和推進(jìn)。中央沖頭26接合坯料11并保持還料倚靠下模18。汽缸27可為液壓缸、氣壓缸或氮?dú)飧?其以如下方式協(xié)調(diào)中央沖頭26與側(cè)部沖頭28的推進(jìn)來(lái)推進(jìn)和縮回中央沖頭26，S卩，金屬板坯料從凸緣流動(dòng)并沿著下模的表面伸展而不褶皺和開(kāi)裂。作為替代，中央沖頭26可由模具組彈簧或其它偏置機(jī)構(gòu)進(jìn)行偏置，其接合坯料11并保持坯料11倚靠下模。
[0045]在所示實(shí)施例中，兩個(gè)側(cè)部沖頭28配置在中央沖頭26的相反側(cè)并由上板24支撐。中央沖頭26作用在坯料11的中央?yún)^(qū)域30上，以在最初將中央?yún)^(qū)域30深深地拉延到下模18中。側(cè)部沖頭28隨后接合坯料11的側(cè)部區(qū)域32以將側(cè)部區(qū)域拉延成期望形狀。側(cè)部沖頭28和中央沖頭26通過(guò)拉伸壓力機(jī)(未示出)協(xié)力移動(dòng)，以提供先行接觸部分(例如，中央沖頭26)和延遲接觸部分(例如，側(cè)部沖頭28)。
[0046]參照?qǐng)D2至圖4，多個(gè)拉延筋36配置在壓邊件20上，拉延筋36從壓邊件20的下側(cè)延伸出。具有拉延筋36的壓邊件20將坯料11的外圍凸緣限制在下模18的外圍夾緊面21中形成的拉延筋槽38中。在圖1的40處，拉延筋36和拉延筋槽38限制坯料11被過(guò)于容易地拉延到下模18中。拉延筋36和拉延筋槽38為拉延操作提供受控等級(jí)的阻力，如此使得對(duì)坯料11進(jìn)行拉延而不會(huì)在坯料11中形成裂口或褶皺。具體參照?qǐng)D2，若干邊角區(qū)域46被示出與雙拉延筋36協(xié)力，其在中央沖頭26最初將坯料11拉延到空腔42中時(shí)在拉延操作的最初階段對(duì)其提供增加的阻力。
[0047]在圖4中，兩個(gè)拉延筋36配置成與兩個(gè)拉延筋槽38結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)可在拉延模具組16的選定區(qū)域中使用，尤其是在拉延模具組16的邊角區(qū)域46中。雙拉延筋36和拉延筋槽38在邊角中提供增加的阻力用于圖1中在48處的拉延操作的第一步驟，這將會(huì)在下面參照?qǐng)D6和圖7進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。在圖1中的50處并如圖7和圖8中所示的第二拉延步驟期間減小對(duì)于拉延操作的阻力值，并且當(dāng)坯料11的外圍邊緣被向最外部拉延筋36內(nèi)側(cè)拉延時(shí)，允許坯料11被更容易地拉延到下模18中。
[0048]參照?qǐng)D1和圖5，在圖1中的40處，由壓邊圈夾緊坯料11，同時(shí)拉延筋36和拉延筋槽38控制坯料11向下模18中的流動(dòng)。具體參照?qǐng)D5，拉延模具組16被示出由壓邊件20夾緊坯料11倚靠下模18。由上板24支撐的中央沖頭26被示出處于伸出位置并恰好處于與坯料11接合之前。拉延筋36被示出連同坯料11容納在拉延筋槽38中。坯料11通過(guò)中央沖頭26被拉延穿過(guò)拉延筋36和拉延筋槽38之間的間隙。上板24支撐在坯料11的中央?yún)^(qū)域30被保持倚罪下|旲18后通過(guò)汽缸27縮回的中央沖頭26。汽缸27可為液壓缸、氣壓缸或氮?dú)飧?，其與移動(dòng)上板24的拉伸壓力機(jī)結(jié)合而被致動(dòng)。
[0049]參照?qǐng)D1、圖6和圖7，工藝中的對(duì)應(yīng)于圖1中的步驟48的下一步驟為:使用中央沖頭26拉延坯料的中央?yún)^(qū)域30。繼續(xù)參照?qǐng)D6，上板24被示出推進(jìn)中央沖頭26以拉延坯料11的中央?yún)^(qū)域30。中央沖頭26上的大箭頭表示上模板24移動(dòng)中央沖頭26的方向。當(dāng)中央沖頭26將坯料11拉延到模腔42中時(shí)，坯料11的外圍凸緣從拉延筋36與拉延筋槽38之間拉延到空腔42中。
[0050]參照?qǐng)D7，拉延模具組16被示出且坯料11倚靠下模18夾緊。此時(shí)，在上板24的中央沖頭26將坯料11倚靠下模18夾緊期間，由上板24支撐的側(cè)部沖頭28開(kāi)始接合坯料11。此時(shí)，在上板向下移動(dòng)的冋時(shí)，汽缸27被壓縮并保持中央沖頭26位于關(guān)于中央沖頭26的最低位置。側(cè)部區(qū)域32被示出剛好處于將側(cè)部區(qū)域32拉延到形成在下模18中的模腔42中之前。
[0051]參照?qǐng)D7和圖8，上板24的中央沖頭26和側(cè)部沖頭28被示出處于完成圖1中的步驟50處之后。坯料11的側(cè)部區(qū)域32通過(guò)側(cè)部沖頭28被拉延成與下模18接合。在完成形成獲得的袋狀部后，上板24回到其原始位置，并將側(cè)部沖頭28和中央沖頭26移動(dòng)到上部位置中。在上板縮回到提升位置期間，汽缸27減壓并將中央沖頭26推進(jìn)到其相對(duì)于板24和側(cè)部沖頭28的原始推進(jìn)位置。
[0052]如圖9所示，坯料11的局部區(qū)域可成形或液壓成形到坯料11的側(cè)部區(qū)域32或中央?yún)^(qū)域30中，以在圖1中的52處形成獲得的袋狀部，其由被拉延成該袋狀部的材料組成，該材料在之后將會(huì)形成坯料11的細(xì)節(jié)區(qū)域或形成會(huì)成為尖角的區(qū)域。
[0053]參照?qǐng)D1，在53處將拉延坯料從拉模上卸載并在54處將其加載到第二成形工具中，該成形工具可以為液壓成形模具或電動(dòng)液壓成形工具。在步驟54中，拉延坯料11被加載到可以為液壓成形工具或電動(dòng)液壓成形工具的第二成形工具中。
[0054]參照?qǐng)D10,拉延還料11被示出位于電動(dòng)液壓成形工具56中。在所示出的電動(dòng)液壓成形工具56中，坯料11和流體57處于坯料11的一側(cè)上的腔58中。成形槽60在成形工具56中形成。電極62延伸到腔58中并在當(dāng)所儲(chǔ)存的電源放電時(shí)通電以在流體57中形成放電用以將坯料11成形到成形槽60中。
[0055]參照?qǐng)D1和圖11，在工藝的最終步驟64中，坯料11被液壓成形或電動(dòng)液壓成形到槽60中。先前在52處形成的獲得的袋狀部可促進(jìn)坯料11成形到邊角區(qū)域中或者形成銳邊或深槽。
[0056]盡管上面公開(kāi)了示例性實(shí)施例，但并不意味著這些實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的所有可能形式。相反，說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)為描述性而非限制性術(shù)語(yǔ)，并且應(yīng)當(dāng)理解，可進(jìn)行各種變化而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。此外，多個(gè)可執(zhí)行實(shí)施例的特征可進(jìn)行結(jié)合以形成本實(shí)用新型的更多的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于拉延坯料的拉延模具組，其特征在于，包括: 模具，限定有位于外圍夾緊面內(nèi)的模腔； 壓邊圈，選擇性地將所述坯料倚靠所述外圍夾緊面夾緊；以及布置在所述壓邊圈內(nèi)的沖頭，所述沖頭具有先行接觸部分和至少一個(gè)延遲接觸部分，其中，所述先行接觸部分接合所述坯料且將所述坯料的第一區(qū)域拉延到所述模腔中并將所述第一區(qū)域倚靠所述模具夾緊；并且在所述第一區(qū)域倚靠所述模具夾緊期間，所述延遲接觸部分接合所述坯料以拉延所述坯料的第二區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉延模具組，其特征在于，所述外圍夾緊表面限定多個(gè)槽，其中，所述壓邊圈包括容納在所述多個(gè)槽中的多個(gè)拉延筋，并且兩排所述槽和所述拉延筋配置在所述坯料中形成邊角的位置處。
【文檔編號(hào)】B21D37/10GK204171176SQ201420607818
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】謝爾蓋·費(fèi)奧多羅維奇·戈洛瓦先科, 約翰·約瑟夫·弗朗西斯·邦尼, 斯科特·阿爾文·道森, 羅德里格·納拉因, 亞歷山大·馬穆托伊, 安德魯·迪韋托 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司