铝制车门外板拉延模具及过拉延方法技术

本发明专利技术提供了一种铝制车门外板拉延模具的新型过拉延工艺设计方法，利用该方法设计出的铝制车门外板拉延模具其包括凸模基座、凸模、压边圈、凹模，所述凸模设置于凸模基座上，所述压边圈嵌套于凸模外，所述凹模设置于凸模和压边圈的顶部。本发明专利技术具有如下的有益效果：工艺补充方式采用新型过拉延工艺设计方法，补充面呈一定角度沿着产品面延伸出来，过拉延角度控制在10°～20°较小范围内，使产品面边部区域处于拉弯变形，又不会对材料流动造成较大的流动阻力；采用新型过拉延工艺设计方法，既可以针对铝板回弹大的特点控制铝制车门外板件的回弹量，又可以针对铝板延伸性能低的特点保证铝制车门外板件的成形性和拉延充分性。

Drawing die and over drawing method for outer door plate of aluminum car

The present invention provides a new drawing process design method of aluminum door panel drawing die, designed by the method of the aluminum door panel drawing die comprises a convex die base, punch and blank holder and die, the punch punch is arranged on the base, the blank holder embedded in the convex die, the concave die is arranged on the punch and blank holder at the top. The invention has the following advantages: using new technology of drawing process design method, add an angle along the product surface extends out over draw angle control at 10 degrees to 20 degrees in a smaller range, make the product surface edge region in the bending deformation, and will not cause greater flow resistance of material flow the new drawing process; design method, can according to the characteristics of aluminum rebound rebound control of aluminum car door plate, and can be extended for aluminum characteristics of low formability and ensure sufficient drawing plate aluminum pieces of the car door.

【技术实现步骤摘要】
铝制车门外板拉延模具及过拉延方法
本专利技术专利涉及一种铝制车门外板拉延模具的新型过拉延工艺设计方法，利用该工艺方法设计出的拉延模具，不仅可以保证铝制车门外板零件的可成形性和拉延充分性，还可有效控制铝制车门外板拉延件的回弹量，降低回弹补偿难度。本专利技术专利属于汽车覆盖件冲压成形及模具

技术介绍
近年来，汽车工业对节能环保的要求日益提高，轻量化是汽车节能环保的重要途径之一。铝板具有良好的性能和减重效果，在汽车用材中越来越多采用轻量化铝板来代替钢板。目前，汽车用铝板主要为5xxx系和6xxx系铝板，大量应用于如发动机盖、车门、行李箱盖、顶盖等的汽车车身覆盖件，其中外板件常用6xxx系铝板。汽车覆盖件外板件在汽车类零件中对产品表面质量、成形充分性和尺寸精度要求较高，以车门外板件为例，其冲压成形过程主要包括落料、拉延、两道切边、翻边、侧翻边等，其中拉延工序是车门外板主要形状特征的成形过程，拉延模在设计时既要考虑车门外板零件的可成形性(不发生开裂、起皱等缺陷)，又要考虑拉延充分性(产品面内的应变和壁厚减薄率均需满足刚度要求)，同时还需考虑到拉延件的回弹控制，因此汽车外板件的拉延模具工艺设计非常关键。铝板成形性低和回弹大的性能特点对铝制车门外板件拉延模工艺设计提出了更高的要求。与同强度级别的钢板相比，铝板的成形极限较低、抗减薄能力较差，在进行铝制车门外板件拉延模工艺设计时，保证其可成形性和拉延充分性的难度系数更高。另外，由于铝板的弹性模量(70GPa)仅为钢板弹性模量(210GPa)的1/3，铝板零件的回弹量理论上比钢板零件的大3倍，并且铝板零件的回弹值很难用商业软件(如Autoform、Dynaform等)预测，通过一次回弹补偿很难达到汽车覆盖件外板件的尺寸精度要求。因此，为了降低回弹补偿难度和周期，需要从拉延工序就考虑铝制车门外板的回弹控制，通过采用合理的拉延模工艺设计方法，尽量减小拉延工序铝制车门外板件回弹量，对于降低后续的回弹补偿难度和缩短回弹补偿调试周期大有益处。经对现有国内外专利技术文献检索发现，国内外已有专利阐述汽车覆盖件拉延模具的工艺和模具设计方法，但是没有相关专利阐述铝制汽车覆盖件拉延模工艺设计方法。专利技术专利申请号CN201210171361.3，专利技术名称为：汽车门外板把手处拉延模面的制造方法及汽车门外板，该专利中车门外板门把手处的工艺面沿着自身曲率向外延伸，拔模角度在20°～25°范围内，凹模圆角在R10～R15范围内，凹模圆角位置采用一条与水平方向呈8°～15°的斜线段，该斜线段与两侧以R5～R10圆角相连，该工艺设计可以有效改善门外板把手处A面容易变形的现象，提高门外板的塑性变形率和刚度，但是该工艺设计方法是针对钢制门外板零件，与铝制外板零件的拉延变形工艺控制有很大不同。专利技术专利申请号CN201310357866.3，专利技术名称为：一种汽车外板加工工艺方法，该专利中汽车外板件拉延工序中工艺补充斜面与压料面夹角为30～45°，通过调整压料面高度，控制同一斜面中不同拉延深度区域受力均匀，达到在不开裂的前提下满足减薄率要求，该专利中通过波浪形状的拉延工艺补充面，配合波浪形状的翻边刀块，减小翻边回弹，但是该专利中工艺方法主要针对钢制前盖和顶盖外板零件，且没有考虑控制拉延工序外板件产品面上的回弹控制问题。专利技术专利申请号CN200710152531.2，专利技术名称为：一种对车辆外板件进行工艺补充的方法，该专利中阐述了一种新型高效的工艺补充方法，其工艺补充面是沿着产品面切线方向延伸出来，该工艺方法意在控制成形后外板件表面不存在滑移线，提高车辆外板件的表面质量，工艺控制的重点不在外板件的成形性、拉延充分性以及拉延件的回弹控制上。综合以上专利分析可知，现有技术主要是针对钢制汽车外板件模具的工艺设计方法，工艺设计的形式多采用沿着产品面切线方向延伸，并没有相关技术阐述如何通过拉延模具的合理工艺设计同时控制铝制车门外板的成形性、拉延充分性和回弹。
技术实现思路
本专利技术拟在寻找一种铝制车门外板拉延模具的新型过拉延工艺设计方法，利用该工艺方法设计出的拉延模具，不仅可以保证铝制车门外板零件的可成形性和拉延充分性，还可有效控制铝制车门外板拉延件的回弹量，降低回弹补偿难度。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种铝制车门外板拉延模具，其包括凸模基座、凸模、压边圈、凹模，所述凸模设置于凸模基座上，所述压边圈嵌套于凸模外，所述凹模设置于凸模和压边圈的顶部。作为优选方案，所述压边圈和凸模之间还设有导板。作为优选方案，所述凹模和凸模之间还设有拉延筋，所述凹模和压边圈之间还设有调压垫。一种基于前述铝制车门外板拉延模具的过拉延方法，其包括压料面设计和工艺补充面设计，其中，所述压料面设计的方法具体为：在车门的横向和纵向通过各两条控制线来控制压料面形状；所述工艺补充面设计的方法包括过拉延段设计、凸模圆角过度段设计、立壁拔模段设计和凹模圆角过度段设计。作为优选方案，所述过拉延段设计中，控制过拉延角度为10°～20°。作为优选方案，所述立壁拔模段设计中，控制立壁拔模角度为25°～40°。作为优选方案，所述凸模圆角过度段设计和凹模圆角过度段设计中，控制凹模圆角为15t～25t，凸模圆角为40t～50t。本专利技术主要基于如下原理：工艺设计是汽车覆盖件外板件拉延模具设计的关键，需要综合考虑外板零件的可成形性、拉延充分性以及回弹控制。与钢制外板件相比，铝车门外板的拉延工艺设计更为复杂，需要在克服铝板低成形性的同时保证拉延充分性，还需尽量减小铝板拉延成形后的回弹量，减小回弹补偿难度。铝车门外板的拉延工艺设计包括压料面和工艺补充面的设计，如图1所示，设计方法与钢制外板的存在较大不同。根据以上设计思想，本专利由以下部分组成：压料面和工艺补充面设计。其中，对于压料面设计，压料面是凹模和压边圈的重要组成部分，其主要作用是压紧板料，控制板料流动速度，防止板料流入过快或过慢出现起皱或开裂缺陷。另外，压料面的设计与零件拉延深度以及工艺补充方式等密切相关，因此压料面设计是拉延模具工艺设计的重要步骤。铝制车门外板零件的整体造型比较复杂，产品面凹凸不平，为了保证均匀一致的拉延深度以及闭合过程，分别在车门横向和纵向通过各两条控制线(共计4条控制线)来控制压料面形状，宜采用双曲率压料面设计，如图2所示。对于工艺补充面设计，钢制外板件常用的工艺补充方式为传统工艺补充方式和过拉延工艺补充设计，如图3所示。传统工艺设计的工艺补充面沿着产品面切线方向延伸出来，零件产品面区域以胀形和拉深变形方式为主，配合合理的压边力和拉延筋强度，利于零件的成形性和拉延充分性。过拉延工艺设计是在传统工艺补充设计的基础上，多添加一个弯曲设计和水平凸台，这种设计可以增加板料流动阻力，使得板料拉延更为充分，但是这种工艺设计对板料的延伸性能要求较高。车门外板件常用的钢板材料为BH180，铝板材料为6016，性能如表1所示，由表可知，6016铝板的弹性模量是BH180钢板的1/3，6016铝板的延伸率比BH180钢板的低50％。如果铝制车门外板拉延模具的工艺设计采用图3(a)所示的传统工艺补充设计，会导致铝制车门外板件回弹较大；如果铝制车门外板拉延模具的工艺设计采用图3(b)所示的过拉延工艺设计，会导致铝制车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝制车门外板拉延模具，其特征在于，包括凸模基座、凸模、压边圈、凹模，所述凸模设置于凸模基座上，所述压边圈嵌套于凸模外，所述凹模设置于凸模和压边圈的顶部。

【技术特征摘要】
1.一种铝制车门外板拉延模具，其特征在于，包括凸模基座、凸模、压边圈、凹模，所述凸模设置于凸模基座上，所述压边圈嵌套于凸模外，所述凹模设置于凸模和压边圈的顶部。2.如权利要求1所述的铝制车门外板拉延模具，其特征在于，所述压边圈和凸模之间还设有导板。3.如权利要求1所述的铝制车门外板拉延模具，其特征在于，所述凹模和凸模之间还设有拉延筋，所述凹模和压边圈之间还设有调压垫。4.一种基于权利要求1～3中任意一项所述铝制车门外板拉延模具的新型过拉延设计方法，其特征在于，包括压料面设计和工艺补充面设计，其中，所述压料面设计的方法具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁可山，李言波，谷珊珊，胡晓，路旭，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31