一种模块化铝型材压弯模具和压弯方法技术

本发明专利技术涉及一种模块化铝型材压弯模具和压弯方法。该模具包括上模座、下模座、凹模、凸模和CAE分析系统；CAE分析系统结合回弹补偿分析设计凸模与凹模的参数，凸模与凹模按参数加工而成；凸模安装在上模座底部，凹模安装在下模座上，凸模与凹模上下相对设置；凹模为分块式结构，由多个凹模模块组成；凹模上具有凹槽，铝型材置于凹槽上，凹模与凸模按CAE分析系统设定的冲压参数对铝型材进行压弯；凹模模块能够根据铝型材的回弹量单独进行修模。本发明专利技术解决了铝型材弯曲成形中因回弹量调整难度较大而导致的反复修模过程，且可实现单独修模，减少了模具开发周期和成本，提高了生产效率，缩短调试周期，提高了模具的柔性。

A Modular Aluminum Profile Bending Die and Bending Method

【技术实现步骤摘要】
一种模块化铝型材压弯模具和压弯方法
本专利技术涉及铝型材压弯工艺领域，具体涉及一种模块化铝型材压弯模具和压弯方法。
技术介绍
目前，随着汽车轻量化的推进，从成本、安全性等方面考虑，以铝合金挤压型材为主体的空间框架结构具有广阔的发展前景。而传统的铝型材弯曲工艺制成的型材易产生回弹、截面畸变和表面划伤等缺陷，同时需要大型设备，导致成本高，生产效率低，已成为制约汽车车身结构轻量化的瓶颈之一。因为拉弯工艺的成形精度较高，所以是工业上应用最广泛的一种型材弯曲工艺，对于在车身上应用越来越多的铝合金型材，特别是6082—T6铝合金，一般都采用拉弯工艺。但是，由于拉弯工艺模具对模具的专用性要求较高，导致生产成本高；同时，拉弯工艺是通过增大拉伸量来调整型材回弹问题的，当拉伸量不足时，会出现型材底部起皱、贴模差、成形精度低等缺陷；当拉伸量过高时，不仅对减小回弹没有多大作用，反而会出现截面变形和壁厚减薄等问题。这就导致了拉弯工艺的回弹量难以控制，需要反复调整拉伸量的值，导致其调试周期长。压弯工艺虽然简单易行，在冲压过程中一般是一次成形，生产效率高。但目前压弯工艺存在着以下问题：1)模具定位不足，导致其成形精度差；2)压弯回弹量较大，不容易控制。综上所述，两种弯曲工艺都存在回弹量难以控制的问题。而模具是弯曲成形中重要的部分，对成形质量和精度具有决定性作用。而目前的弯曲成形模具通用性较低，柔性化程度较差，在针对弯曲回弹问题难以调整控制，并且在需要修正模具时往往要加工整个凹凸模，导致模具生产加工成本高，调试周期长。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种模块化铝型材压弯模具和压弯方法，压弯模具通过模块化设计，提高了模具的设计和生产效率，提高了模具的通用性，减小了弯曲工艺模具开发成本；通过设计夹紧装置和凹槽，解决了现有压弯模具当中定位精度不足的问题；其结合回弹补偿分析方法解决了回弹量调整难度较大的问题。为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：一种模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述模具包括上模座、下模座、凹模、凸模和CAE分析系统；所述CAE分析系统结合回弹补偿分析设计所述凸模与所述凹模的参数，所述凸模与所述凹模按所述参数加工而成；所述凸模安装在所述上模座底部，所述凹模安装在所述下模座上，所述凸模与所述凹模上下相对设置；所述凹模为分块式结构，由多个凹模模块组成；所述凹模上具有凹槽，铝型材置于所述凹槽上，所述凹模与所述凸模按所述CAE分析系统设定的冲压参数对所述铝型材进行压弯；所述凹模模块能够根据所述铝型材的回弹量单独进行修模。进一步地，所述模具还包括夹紧装置，两个所述夹紧装置分别安装在所述凹槽两端，夹紧所述铝型材端面。进一步地，所述夹紧装置包括转动块、夹紧块、弹簧、连接螺栓和转动轴，所述转动块通过所述转动轴安装在所述凹槽端部，并能够围绕所述转动轴转动，在所述转动块上两个所述夹紧块通过所述连接螺栓相连，所述弹簧两端分别与两个所述夹紧块内侧相连，并套接在所述连接螺栓上，至少其中一个所述夹紧块能够在所述弹簧的弹力作用下移动。进一步地，所述模具还包括垫块，所述垫块设置在需修模的所述凹模模块下面。进一步地，所述模具还包括下连接板，所述凹模通过所述下连接板安装在所述下模座上。进一步地，所述下模座包括弹性块，多个所述弹性块对称设置在所述下模座上表面左右两侧。进一步地，所述模具还包括上连接板，所述凸模通过所述上连接板安装在所述上模座底部。进一步地，所述上模座底面两端分别设有凸块，所述下模座左右两侧中间分别设有下压槽，所述上模座下压所述下模座时，所述凸块与所述下压槽配合，进行所述上模座与所述下模座的定位。本专利技术还公开了一种基于模块化铝型材压弯模具的压弯方法，其特征在于，所述压弯模具结合CAE分析系统对铝型材压弯试模，压弯方法步骤如下：(1)、在所述CAE分析系统中导入所述铝型材压弯后所需成形铝材的标准几何模型，设置冲压参数；(2)、采用所述CAE分析系统对所述成形铝材的标准几何模型进行成型过程分析；设定待压弯的所述铝型材的几何模型，并将其导入所述CAE分析系统，根据步骤(1)中导入的所述标准几何模型建立所述压弯模具中上下模的几何模型，设置凹模和凸模的参数，计算所述铝型材各个位置的回弹量，得出所述回弹量最大的位置及数值；(3)、如上述最大回弹量不小于所述成形铝材的公差要求，根据预定的补偿比例进行回弹补偿分析，调整步骤(2)中压弯模具参数，控制最大回弹量在所述成形铝材要求的精度范围内；所述回弹补偿：根据步骤(2)中所得到的最大回弹量数值，针对不同的所述铝型材确定不同的回弹补偿比例，按照比例得出所述铝型材不同位置的回弹补偿数值，确定所述铝型材回弹补偿后的期望位置，然后在所述CAE分析系统中设置所述铝型材的相对位置，所述相对位置包括成形前后位置、回弹补偿后期望位置，按步骤(2)中回弹补偿的相关参数设置好所述凹模和所述凸模，提交并进行回弹量计算；计算过程完成后，所述CAE分析系统中会显示经过回弹补偿冲压后所述铝型材的回弹位置，对比回弹补偿期望位置与回弹后实际位置的差值，若差值超过公差方位要求，则适当提高回弹补偿比例，重新确定所述铝型材回弹补偿后的期望位置，重新进行计算，直到保证回弹补偿后的结果在公差范围内；(4)、最大回弹量在所述成形铝材的公差要求范围内时，进行试模处理：根据步骤(2)中设置的所述凹模和所述凸模的参数设计及加工模具，其中，所述凹模由多个凹模模块组成；将所述模具在压机上固定后，将所述铝型材摆放在所述凹模的所述凹槽内，所述凹槽两端的夹紧装置夹紧所述铝型材，然后，按步骤(1)中参数设定压机冲压参数，所述凸模向所述凹模方向冲压所述铝型材，进行压弯试模，完成后，检测实际回弹量是否小于公差要求，如实际回弹量不小于公差要求，调整冲压参数或者适当修模，直至实际回弹量小于公差要求，完成压弯试模。进一步地，所述修模是指，对冲压后所述铝型材上回弹量大的位置，在相应所述凹模模块下面添加垫块，再通过CNC加工所述凹模模块。本专利技术的有益效果：本专利技术利用压弯工艺代替拉弯工艺进行铝型材的弯曲成形，并结合回弹补偿分析指导模具的设计、加工、修模过程，保证模具设计的精确性，减少修模次数，缩短调试周期。本专利技术通过将模具模块化设计，可以提高模具的柔性，增强模具的通用性；对不同曲面铝型材结构，上、下模座保持不变，只需要对凹、凸模进行重新设计，就可以应用于不同结构的生产。凹模采用分块化结构，可以针对成形过程中出现的不同问题，单独调整、加工对应位置的凹模模块，减少修模时的加工量，缩短调试周期。另外，通过凹槽和两端夹紧装置，对铝型材进行精确定位，提高成形精度，保证铝型材压弯量产时成形的一致性。通过凹模两端的夹紧装置，可实现对铝型材压弯全过程的夹紧，保证铝型材在压弯过程中的中心不偏移，提高成形质量。本专利技术能够适应不同长度的铝型材，提高了模具的柔性化程度，也可以推广应用到铝合金框架式车身等具有复杂曲面及多曲面的车身结构上。附图说明图1为本专利技术模块化铝型材压弯模具整体结构图；图2为本专利技术中凹模及型材定位图；图3为本专利技术中凹模仰视图；图4为本专利技术中下连接板俯视图；图5为本专利技术中方形槽剖视图；图6为本专利技术中凹模俯视图；图7为本专利技术中夹紧装置局部放大图；图8为本专利技术中夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述模具包括上模座(1)、下模座(3)、凹模(5)、凸模(6)和CAE分析系统；所述CAE分析系统结合回弹补偿分析设计所述凸模(6)与所述凹模(5)的参数，所述凸模(6)与所述凹模(5)按所述参数加工而成；所述凸模(6)安装在所述上模座(1)底部，所述凹模(5)安装在所述下模座(3)上，所述凸模(6)与所述凹模(5)上下相对设置；所述凹模(5)为分块式结构，由多个凹模模块组成；所述凹模(5)上具有凹槽(5.5)，铝型材(8)置于所述凹槽(5.5)上，所述凹模(5)与所述凸模(6)按所述CAE分析系统设定的冲压参数对所述铝型材(8)进行压弯；所述凹模模块能够根据所述铝型材(8)的回弹量单独进行修模。

【技术特征摘要】
1.一种模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述模具包括上模座(1)、下模座(3)、凹模(5)、凸模(6)和CAE分析系统；所述CAE分析系统结合回弹补偿分析设计所述凸模(6)与所述凹模(5)的参数，所述凸模(6)与所述凹模(5)按所述参数加工而成；所述凸模(6)安装在所述上模座(1)底部，所述凹模(5)安装在所述下模座(3)上，所述凸模(6)与所述凹模(5)上下相对设置；所述凹模(5)为分块式结构，由多个凹模模块组成；所述凹模(5)上具有凹槽(5.5)，铝型材(8)置于所述凹槽(5.5)上，所述凹模(5)与所述凸模(6)按所述CAE分析系统设定的冲压参数对所述铝型材(8)进行压弯；所述凹模模块能够根据所述铝型材(8)的回弹量单独进行修模。2.根据权利要求1所述的模块化铝型材压弯模，其特征在于，所述模具还包括夹紧装置(9)，两个所述夹紧装置(9)分别安装在所述凹槽(5.5)两端，夹紧所述铝型材(8)端面。3.根据权利要求2所述的模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述夹紧装置(9)包括转动块(9.2)、夹紧块(9.3)、弹簧(9.4)、连接螺栓(9.5)和转动轴(9.6)，所述转动块(9.2)通过所述转动轴(9.6)安装在所述凹槽(5.5)端部，并能够围绕所述转动轴(9.6)转动，在所述转动块(9.2)上两个所述夹紧块(9.3)通过所述连接螺栓(9.5)相连，所述弹簧(9.4)两端分别与两个所述夹紧块(9.3)内侧相连，并套接在所述连接螺栓(9.5)上，至少其中一个所述夹紧块(9.3)能够在所述弹簧(9.4)的弹力作用下移动。4.根据权利要求1所述的模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述模具还包括垫块，所述垫块设置在需修模的所述凹模模块下面。5.根据权利要求1所述的模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述模具还包括下连接板(4)，所述凹模(5)通过所述下连接板(4)安装在所述下模座(3)上。6.根据权利要求1所述的模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述下模座(3)包括弹性块(2)，多个所述弹性块(2)对称设置在所述下模座(3)上表面左右两侧。7.根据权利要求1所述的模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述模具还包括上连接板(7)，所述凸模(6)通过所述上连接板(7)安装在所述上模座(1)底部。8.根据权利要求1所述的模块化铝型材压弯模具，其特征在于，所述上模座(1)底面两端分别设有凸块，所述下模座(3)左右两侧中间分别设有下压槽，所述上模座(1)下压所述下模座(3)时，所述凸块与所述下压槽配合，进行所述上模座(1)与所述下模座(3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡朝辉，刘杰，陈建，聂昕，
申请(专利权)人：广西艾盛创制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45