本发明专利技术提供一种车用铝板的冲压用装置，所述装置包括上模组件和下模组件；所述上模组件包括设置在装置最顶端且呈水平设置的板状的上模座、设置在所述上模座下表面上的上夹板、一端固定设置在所述上模座上且自由端朝向下设置的柱状凸模、一端固定设置在所述上模座上且自由端朝向下设置的上模限位柱、一端固定设置在所述上模座上且自由端朝向下设置的导套、以及设置在所述上夹板下方的恒力压边组件。本发明专利技术设置为凸模在上、凹模在下的正向冲压装置，两级弹簧实现恒力压边的设计使得本发明专利技术中冲压实验可以在单动液压机上进行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝材成型
，具体涉及。
技术介绍
车用铝板冲压件的成形制造会涉及弯曲变形、拉深变形和胀形成形等工艺，如图1中汽车B柱。在冲压过程中，施加压边力可以防止工件的侧壁或凸缘起皱及减小回弹。理想的压边力应该是开始拉深时最大，随着拉深过程的进行而逐渐变小，或至少保持压边力恒定不变。而现有常见冲压模具设计上采用的单级弹簧压边方式，其压边力随着行程(拉深深度)的增加反而增大，这对成形不利。也有报道中公开的实验装置采用刚性压边装置，其压边力不随行程变化。现有的板材恒压边力冲压装置例如为图2所示的装置；其中，01为橡胶片，02为压边圈，03为定位板，04为限位螺钉，05为螺母，06为凹模，07为凸模，08为毛坯，09为橡胶容框，010为顶杆，011为顶板，012为橡胶。又如专利申请CN201220339302.8中提供一种带恒力压边机构的拉伸模。但该装置的上模和下模分离，上模和下模需要分别与冲床连接；还有，其中有一级弹性元件为橡胶垫，而橡胶的应力应变关系不像弹簧那样是线性关系，因此其压边力的值不易精确控制。此外，铝合金因其延伸率低等特性，而不能用常规冲压方法成形形状复杂的构件，否则容易导致开裂等缺陷，回弹也较大且难以控制，而采用加热后冲压的方式能改善其成形性能和实现车用铝板精确成形。具体地，可以使用热冲压或温冲压的方式来实现铝板的精确成型。所述热冲压是高温热铝板(一般为500°C左右)在冲压装置上进行热冲压，并在装置上冷却淬火；而温冲压是先将铝板固溶淬火至室温，再将其加热至时效温度170?180°C进行温冲压，取出后再对其在时效温度下进行人工时效处理。然而，现有技术中提供的冲压装置都不具备在装置上对铝板进行温冲压实验的能力。因而，现有技术中的这些装置并不能实现在单动压机的前提下精确控制压边力的效果，且现有技术中这些装置都并不适宜于实验室中对车用铝板的冲压进行探索，例如探索铝板材在高于室温的状态下的弯曲回弹和胀形的成形极限。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种车用铝板的冲压用装置，所述装置包括上模组件和下模组件；所述上模组件包括设置在装置最顶端且呈水平设置的板状的上模座12、设置在所述上模座12下表面上的上夹板10、一端固定设置在所述上模座12上且自由端朝向下设置的柱状凸模15、一端固定设置在所述上模座12上且自由端朝向下设置的上模限位柱14、一端固定设置在所述上模座12上且自由端朝向下设置的导套9、以及设置在所述上夹板10下方的恒力压边组件；所述恒力压边组件包括竖向设置的卸料杆8、设置在卸料杆8下端的均水平设置且相互平行的止挡板7和压料板5、设置在所述止挡板7和压料板5之间的等高套16和内限位柱6、以及同轴线设置在卸料杆8外周的第一竖向弹簧21和第二竖向弹簧22，所述止挡板7位于压料板5上方，所述第一竖向弹簧21设置在上夹板10和止挡板7之间，所述第二竖向弹簧22设置在止挡板7和压料板5之间；其中所述等高套16固定设置在所述压料板5上，而等高套16与止挡板7之间能做竖向相对运动；所述内限位柱6固定设置在所述止挡板7上，而内限位柱6与压料板5之间能做竖向相对运动；所述下模组件包括设置在装置最底端且呈水平设置的板状的下模座1、固定设置在所述下模座I上的凹模组件、一端固定设置在所述下模座I上且自由端朝向上设置的下模限位柱17、一端固定设置在所述下模座I上且自由端朝向上设置的导柱2 ;所述导柱2与所述导套9配合，且在所述导柱2的外围还同轴线设置有用于在向下的外加压力卸载时使得所述上模组件向上回弹的第三竖向弹簧23。在一种具体的实施方式中，所述凹模组件包括固定设置在所述下模座上且相互分离而形成中间凹槽的两块凹模板、设置在所述凹槽中且紧贴凹模板设置的R角模块、设置在所述凹槽中且紧贴所述下模座设置的凹模底板以及设置在所述凹模底板上且呈凸起状的胀形模块，且所述凸模的底端带有与所述胀形模块相配的凹坑。在一种具体的实施方式中，所述上模座12与凸模15间通过第一连接螺栓11连接，所述上模座12与上模限位柱14间通过第二连接螺栓13连接，所述下模座I与下模限位柱17间通过第三连接螺栓18连接。在一种具体的实施方式中，由所述上模限位柱14与下模限位柱17构成的限位柱组件的组数为2组或以上。本领域技术人员容易理解的，所述上模座与下模座整体呈圆形板时，所述限位柱组件的组数最优为呈中心对称设置的3组；而当所述上模座与下模座整体呈方形板时，所述限位柱组件的组数最优为呈对称设置的2组或4组。在一种具体的实施方式中，由所述导套9和导柱2构成的装置导向组件的组数为3组或4组。本领域技术人员容易理解的，所述上模座与下模座整体呈圆形板时，所述装置导向组件的组数最优为3组；而当所述上模座与下模座整体呈方形板时，所述装置导向组件的组数最优为4组。在一种具体的实施方式中，所述等高套16和内限位柱6的数量均为3个或4个。本领域技术人员容易理解的，所述上模座与下模座整体呈圆形板时，所述等高套16和内限位柱6的数量最优为3个；而当所述上模座与下模座整体呈方形板时，所述等高套16和内限位柱6的数量最优为4个。这样的设计确保了装置的平稳，不会偏载。在一种具体的实施方式中，所述凸模、凹模板和凹模底板中均设置有水平向的通孔。使用本专利技术提供的装置不仅可以对所述铝板进行热冲压，还可以对其进行温冲压。当使用该装置进行热冲压时，所述通孔中用于通入淬火用的冷却水；而当该装置用于铝板的温冲压时，所述通孔中用于设置加热用的热电阻。在一种具体的实施方式中，所述通孔的尺寸设置为便于在其中插入热电阻，且在所述通孔中设置有用于对装置进行加热的热电阻。本专利技术还提供一种车用铝板的冲压方法，所述冲压方法为温冲压，具体是先将热铝板固溶淬火，再将其置入如上所述的包含通孔和热电阻的装置中，使用该装置加热至其时效温度170?180°C冲压成形，取出后再对其进行人工时效处理。使用本专利技术提供的车用铝板的冲压用装置，可以用于方便地探索铝合金板材冲压成形过程中的工艺参数。本专利技术的装置至少能带来如下几个方面的有益效果:一、本专利技术设置为凸模在上、凹模在下的正向冲压装置，两级弹簧实现恒力压边的设计使得本专利技术中冲压实验可以在单动液压机上进行。二、本专利技术采用两级弹簧来保持压边力恒定，因弹簧的弹力与变形量为线性关系，因而本专利技术能更准确地设计计算得到的所需压边力。三、本专利技术中通过具体的第一竖向弹簧21和第二竖向弹簧22的选型，可以很方便地调整实验过程中所需的恒定压边力的大小，便于冲压的实验探索。四、本专利技术中提供的装置为一体式装置，导柱2外围设置的第三竖向弹簧23起支撑和复位上模组件的作用，使其置于压力机(如单动液压机)上即可使用，而不需要将上模组件固定在压力机上，省去现有技术中的冲压模具的架模(与冲床的连接)环节。五、在一种优选方式中，本专利技术通过设置凹模板3、R角模块4和凹模底板19的组合设计代替现有技术中的整块凹模组件(或至少凹模板3和R角模块4是一体成型的)，使得本专利技术可根据冲压实验的需要方便地调整凹模与凸模之间的间隙以及调整R角模块4的尺寸和形状，从而更加方便地将本专利技术提供的装置用于冲压实验中不同工艺参数的探索。【附图说明】图1为现有技术和本专利技术中涉及的汽车B柱的外形示意图，图2为现有技术中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车用铝板的冲压用装置，所述装置包括上模组件和下模组件，所述上模组件包括设置在装置最顶端且呈水平设置的板状的上模座(12)、设置在所述上模座(12)下表面上的上夹板(10)、一端固定设置在所述上模座(12)上且自由端朝向下设置的柱状凸模(15)、一端固定设置在所述上模座(12)上且自由端朝向下设置的上模限位柱(14)、一端固定设置在所述上模座(12)上且自由端朝向下设置的导套(9)、以及设置在所述上夹板(10)下方的恒力压边组件；所述恒力压边组件包括竖向设置的卸料杆(8)、设置在卸料杆(8)下端的均水平设置且相互平行的止挡板(7)和压料板(5)、设置在所述止挡板(7)和压料板(5)之间的等高套(16)和内限位柱(6)、以及同轴线设置在卸料杆(8)外周的第一竖向弹簧(21)和第二竖向弹簧(22)，所述止挡板(7)位于压料板(5)上方，所述第一竖向弹簧(21)设置在上夹板(10)和止挡板(7)之间，所述第二竖向弹簧(22)设置在止挡板(7)和压料板(5)之间；其中所述等高套(16)固定设置在所述压料板(5)上，而等高套(16)与止挡板(7)之间能做竖向相对运动；所述内限位柱(6)固定设置在所述止挡板(7)上，而内限位柱(6)与压料板(5)之间能做竖向相对运动；所述下模组件包括设置在装置最底端且呈水平设置的板状的下模座(1)、固定设置在所述下模座(1)上的凹模组件、一端固定设置在所述下模座(1)上且自由端朝向上设置的下模限位柱(17)、一端固定设置在所述下模座(1)上且自由端朝向上设置的导柱(2)；所述导柱(2)与所述导套(9)配合，且在所述导柱(2)的外围还同轴线设置有用于在向下的外加压力卸载时使得所述上模组件向上回弹的第三竖向弹簧(23)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：湛利华，赵俊，徐凌志，郭亮，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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