快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，包括上模组件、下模组件和导向组件，上模组件与下模组件为相对设置；所述上模组件包括：上模固定板、垫块、上模板、凸模固定块和上模刀；所述下模组件包括：下模板，设于下模板上的凹模固定块、下模刀和隔料板。本发明专利技术还公开了一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化方法。本发明专利技术能够在一套装置上实现汽车铝板在不同工艺条件下的冲裁试验，并快速确定各工艺参数对汽车铝板冲裁断面的影响规律，从而为不同规格不同牌号的铝板确定出最佳的冲裁工艺参数。

Optimizing Device and Method for Quickly Obtaining Blanking Process Parameters of Automotive Aluminum Plate

The invention discloses an optimization device for quickly obtaining the blanking process parameters of automobile aluminium sheet, which includes upper die assembly, lower die assembly and guide component, and the upper die assembly is relative to the lower die assembly; the upper die assembly includes upper die fixing plate, cushion block, upper template, punch fixing block and upper die cutter; the lower die assembly includes: lower template, and the concave die fixing on the lower template. Block, lower die cutter and partition board. The invention also discloses an optimization method for quickly obtaining blanking process parameters of automobile aluminium sheet. The invention can realize the blanking test of automobile aluminium sheet under different technological conditions in a set of devices, and quickly determine the influence law of each technological parameter on the blanking section of automobile aluminium sheet, so as to determine the best blanking technological parameters for different specifications and different brands of aluminium sheet.

【技术实现步骤摘要】
快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法
本专利技术涉及金属塑性加工与模具技术，更具体地说，涉及一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法。
技术介绍
随着汽车工业对燃油效率和尾气排放要求的不断提高，铝合金板已经代替钢板成为汽车车身覆盖件的优选材料。然而，铝合金板在落料、修边和冲孔等冲裁过程中非常容易形成毛刺并产生大量的铝屑。其中，毛刺会断裂形成碎屑，并与铝屑一同附着在工件以及模具表面，从而在最终成形的冲压件表面形成划伤、麻点、凹坑等缺陷，严重影响工件的外观质量和生产效率。因此，如何有效地抑制冲裁过程毛刺和铝屑的产生，已成为现今汽车铝板行业了亟待解决的问题。目前，解决上述的问题的主要方法有两种。其中，方法一就是改变现有修边冲裁工艺以及模具的结构，通过多次冲裁来有效提高板料的冲裁断面质量。然而，该方法会使得模具结构以及修边工序变得十分复杂，且成本高，不易实施。方法二则是通过获取最优的冲裁工艺参数来抑制毛刺和铝屑的产生。经过大量研究表明，冲裁角度、冲裁间隙以及冲裁模具圆角半径等冲裁工艺参数的选取对铝合金板修边碎屑和毛刺的产生有极大的影响，冲裁断面中光亮带大、撕裂带和毛刺小的冲裁工艺有利于减少或消除铝屑的产生。与方法一相比，方法二尽管前期需要进行大量的冲裁试验确定最优的工艺参数，但模具结构不需要有较大改动，加工成本低，可实施性强。如申请号为201010215682.X的专利技术专利“金属板料无毛刺的冲裁方法及模具”提出了一种新型的金属板料无毛刺冲裁方法。该专利技术由以下两个步骤组成：首先对金属板料背面进行冷挤压，在冲裁切口位置上形成辅助压线，产生凹形压痕；之后，再使用冲裁模具进行冲裁，冲裁间隙为板料厚度T的0.04～0.06倍。本专利技术对高精度的孔或产品外形的影响较小，对模具刃口锋利度的要求低。如申请号为201310005405.X的专利技术专利“无毛刺加工模具”，提供了无毛刺加工模具与普通模具的区别在于，模具第一次冲压的冲头安装在下模板，废料是从下往上顶起的，再由二次冲压将废料从上往下顶出，通过对产品进行二次冲压，从而使产品反面轮廓线表面无毛刺。如申请号为201210155222.1的专利技术专利，提供了一种无毛刺冲裁方法和冲裁系统，其冲裁工序分两步，首先在板料冲裁位置预成形一个凹槽，然后再对该位置进行冲裁，从而将工件和废料分离。采用本专利技术制得的工件在与凸模运行方向垂直的大平面的周边轮廓不存在冲压毛刺，且工件质量较高。综合上述现有专利分析可知，现有技术主要是通过在冲裁位置预成形出凹槽来提高金属板料的冲裁断口质量。而通过快速优化冲裁角度、冲裁间隙以及冲裁圆角半径等工艺参数来抑制铝屑和毛刺产生的相关方法还未见。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法，能够在一套装置上实现汽车铝板在不同工艺条件下的冲裁试验，并快速确定各工艺参数对汽车铝板冲裁断面的影响规律，从而为不同规格不同牌号的铝板确定出最佳的冲裁工艺参数。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，包括上模组件、下模组件和导向组件，上模组件与下模组件为相对设置；所述上模组件包括：上模固定板、垫块、上模板、凸模固定块和上模刀，上模板的上表面通过垫块与上模固定板相连，凸模固定块连于上模板的下表面，上模刀连于凸模固定块上；所述下模组件包括：下模板，设于下模板上的凹模固定块、下模刀和隔料板，凹模固定块与下模刀相固定连接，下模刀的上端面上还设有压料板，且下模刀上端面与压料板下端面与水平面成同一角度；所述导向组件包括：导柱和导套，导套设于上模板的下表面，导柱设于下模板上，且导柱和导套的位置相适配；所述的上模刀具有两组，分别设于凸模固定块的两侧，所述下模刀也具有两组，与上模刀相对应，所述隔料板设于两组下模刀之间。所述的上模刀上均设有定位销、锁紧螺栓和顶出螺栓。所述的下模刀上均设有定位块、料板定位销。所述的压料板均设有与料板定位销相对应的插入孔，及螺栓孔。另一方面，一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化方法，包括以下步骤：S1.制定优化策略：确定汽车铝板冲裁优化过程中冲裁间隙、冲裁角度以及刀具圆角半径工艺参数的水平数量及水平数量对应的数值；S2.试样准备：通过切板机将试样制成条状板料；S3.上模组件、下模组件进行安装；S4.下模刀的安装：将不同倾斜角度的下模刀分别安装到相应的各个区域；S5.上模刀的安装：将不同刃口圆角半径的上模刀分别安装到相应的各个区域；S6.调节各个区域冲裁间隙到初始数值；S7.打开模具；S8.装夹板料：通过压料板和螺栓将铝板板料固定在下模刀上；S9.进行冲裁：压力机下行，完成冲裁过程，每一组工艺参数组合需重复数次试验；S10.观察铝屑产生情况以及断面中光亮带比例；S11.在凸模固定块与上模刀之间塞入垫片，从而调节各区域的冲裁间隙到下一个间隙水平数值，并重复S7～S10的操作，直至制定的优化策略中冲裁间隙的各水平均有试验结果；S12.顺时针调换上模刀位置，并重复S6～S11操作，上模刀的调换次数与所需的水平数相同，之后每调换一次都需重复S6～S11操作，从而使所制定的优化策略中所有工艺参数组合均有试验结果；S13.确定最优参数：选取最佳断面，确定所对应的冲裁工艺参数组合，若有多套工艺参数组合都达到了要求的断面质量，则比较光亮带面积，面积最大的对应参数组合为最优。所述的步骤S1中，冲裁角度的可选范围为0°～20°，冲裁间隙的可选范围为5％t～15％t，刀具圆角半径的可选范围为0.025mm～0.5mm，每个工艺参数在其可选范围内均匀分散地选取3～4个水平。所述的步骤S4中，倾斜角度与所制定优化策略中的冲裁角度相对应。所述的步骤S5中，刃口圆角半径与所制定优化策略中的冲裁角度相对应。所述的步骤S6中，若所制定的优化策略中冲裁间隙的取值有三个水平，则间隙的水平初始数值为三个水平中最小的间隙数值。所述的步骤S9中，每一组工艺参数组合需重复三至五次试验。在上述的技术方案中，本专利技术所提供的一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法，还具有以下几点有益效果：1.本专利技术对不同牌号以及厚度的汽车铝板均具有很好的适用性；2.本专利技术的冲裁方式与实际修边冲裁过程保持一致，因此其试验结果对实际生产有着很好的借鉴意义；3.本专利技术可实现金属板料在不同冲裁工艺参数条件下的冲裁试验，从而可以研究冲裁角度、冲裁间隙、刃口圆角半径等工艺参数对于冲裁断面的影响；4.本专利技术结构简单，便于操作，一次冲裁可以完成四组工艺参数组合下的冲裁试验，大大缩短了工艺优化的时间；5.本专利技术可以在较短时间内准确获取汽车铝板冲裁的最佳工艺参数组合。附图说明图1是本专利技术优化装置冲裁汽车铝板时的示意图；图2是本专利技术优化装置的结构示意图；图3是本专利技术上模组件的结构示意图；图4是本专利技术下模组件的结构示意图；图5a是本专利技术上模刀的正面图；图5b是图5a的俯视图；图5c是图5b的左视图；图5d是图5c中A位置的放大图；图6a是本专利技术下模刀的正面图；图6b是图6a的俯视图；图6c是图6a的右视图；图7a是本专利技术压料板的正面图；图7b是图7a的俯视图；图7c是图7a的左视图；图8是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，其特征在于：包括上模组件、下模组件和导向组件，上模组件与下模组件为相对设置；所述上模组件包括：上模固定板、垫块、上模板、凸模固定块和上模刀，上模板的上表面通过垫块与上模固定板相连，凸模固定块连于上模板的下表面，上模刀连于凸模固定块上；所述下模组件包括：下模板，设于下模板上的凹模固定块、下模刀和隔料板，凹模固定块与下模刀相固定连接，下模刀的上端面上还设有压料板，且下模刀上端面与压料板下端面与水平面成同一角度；所述导向组件包括：导柱和导套，导套设于上模板的下表面，导柱设于下模板上，且导柱和导套的位置相适配；所述的上模刀具有两组，分别设于凸模固定块的两侧，所述下模刀也具有两组，与上模刀相对应，所述隔料板设于两组下模刀之间。

【技术特征摘要】
1.一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，其特征在于：包括上模组件、下模组件和导向组件，上模组件与下模组件为相对设置；所述上模组件包括：上模固定板、垫块、上模板、凸模固定块和上模刀，上模板的上表面通过垫块与上模固定板相连，凸模固定块连于上模板的下表面，上模刀连于凸模固定块上；所述下模组件包括：下模板，设于下模板上的凹模固定块、下模刀和隔料板，凹模固定块与下模刀相固定连接，下模刀的上端面上还设有压料板，且下模刀上端面与压料板下端面与水平面成同一角度；所述导向组件包括：导柱和导套，导套设于上模板的下表面，导柱设于下模板上，且导柱和导套的位置相适配；所述的上模刀具有两组，分别设于凸模固定块的两侧，所述下模刀也具有两组，与上模刀相对应，所述隔料板设于两组下模刀之间。2.如权利要求1所述的一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，其特征在于：所述的上模刀上均设有定位销、锁紧螺栓和顶出螺栓。3.如权利要求1所述的一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，其特征在于：所述的下模刀上均设有定位块、料板定位销。4.如权利要求1所述的一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，其特征在于：所述的压料板均设有与料板定位销相对应的插入孔，及螺栓孔。5.一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.制定优化策略：确定汽车铝板冲裁优化过程中冲裁间隙、冲裁角度以及刀具圆角半径工艺参数的水平数量及水平数量对应的数值；S2.试样准备：通过切板机将试样制成条状板料；S3.上模组件、下模组件进行安装；S4.下模刀的安装：将不同倾斜角度的下模刀分别安装到相应的各个区域；S5.上模刀的安装：将不同刃口圆角半径的上模刀分别安装到相应的各个区域；S6.调节各个区域冲裁间隙到初始数值；S7.打开模具；S8.装夹板料：通过压料板...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓，谷珊珊，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