用于盒形件的拉深凹模、组合拉深模具及拉深方法技术

本发明专利技术公开一种用于盒形件的拉深凹模，包括由上至下依次设置的变形凹模段、辊轮组合凹模段和矫形凹模段。通过在变形凹模段和矫形凹模段之间设置辊轮组合凹模段，实现了刚性凹模和辊轮组合凹模的配合使用，辊轮组合凹模中由于辊轮始终处于自由滚动状态，可有效改善拉深过程中现有刚性凹模圆角对板料的作用方式，改善摩擦状态，达到减小摩擦、减小变形抗力的目的；多层凹模段的结构布置有利于对板料进行逐道次加工成形，可有效增大拉深比，提高盒形件的加工质量。本发明专利技术还提出一种包含上述拉深凹模的组合拉深模具及基于该组合拉深模具的用于盒形件的拉深方法，可以使用一套凸模组件及组合凹模一次冲压便完成多步冲压，生产效率高，且成本低。

【技术实现步骤摘要】
用于盒形件的拉深凹模、组合拉深模具及拉深方法
本专利技术涉及拉深成形
，特别是涉及一种用于盒形零件的拉深凹模、组合拉深模具及拉深方法。
技术介绍
拉深，也称拉延、拉伸、压延等，是指利用模具，将冲裁后得到的一定形状平板毛坯冲压成各种开口空心零件或将开口空心毛坯减小直径，增大高度的一种机械加工工艺。用拉深工艺可以制造成筒形、阶梯形、锥形、球形、盒形和其他不规则形状的薄壁零件。与翻边、胀形、扩口、缩口等其他冲压成形工艺配合，还能制造形状极为复杂的零件。因此在汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、电子等工业部门的生产过程中，拉深工艺占有相当重要的地位。盒形件，属于非轴对称零件，包括方形盒件、矩形盒件和椭圆形盒件等。根据几何形状的特点，盒形件的毛坯可分为直边部分和圆角部分，这两部分在成形过程中具有不同的变形特点。根据盒形件能否一次拉深成形可分为两类，能一次拉深成形的称为低盒形件，需要经过多次拉深才能成形的称为高盒形件。两类盒形件拉深变形时的特点有别，工艺设计过程和模具设计需要解决的问题和方法也不尽相同。其中，盒形件拉深成形过程中，由于板料受力状态不具备轴对称特点，法兰圆角区和直边区变形不均匀、不协调，导致圆角区易发生破裂，直边区易发生起皱，最终致使单道次拉深难以达到大的拉深比，无法成形高径比较大的盒形零件，即高盒形零件。而为了解决上述单道次拉深难以达到大拉深比的问题，传统冲压工艺常采用多道次工艺方案，即采用多套模具，逐渐减小刚性凹模入口的尺寸进行拉深，多次累计后达到较大的拉深比，从而成形高盒形零件。但是，传统的刚性凹模，凹模圆角部分是固定的刚体，板料在变形过程中流经此处时，发生弯曲变形和接触滑动摩擦。凹模圆角的弯曲作用使材料硬化，增加材料的变形抗力；滑动摩擦与塑性流动方向相反，也起到阻碍变形的作用。因此，传统刚性凹模存在摩擦阻力大的问题，使得板料在多次拉深中加工硬化明显、收缩变形困难、易出现破裂，这些缺陷使得最终零件产品的成形质量差。申请号为201210469510.4的专利公开一种“一种多级冲压模具结构”，其由上模底板和下模底板组成，所述上模底板与多级冲头固定连接，所述下模底板通过连接螺栓与下模固定板连接，所述下模底板与下模固定板之间设置有两个下模托板，所述下模固定板内部依次设置有内可动冲套、中可动冲套和外可动冲套，所述内可动冲套中间设置有冲套驱动轴。该多级冲压模具结构可一个冲头一次冲压完成多步冲压步骤但是由于该多级冲压模具结构使用的仍然是刚性凹模，不具备减小摩擦、减小变形抗力的特点。因此，有必要提出一种新型的拉深凹模，以能够在实现一次冲压完成高盒形件拉深的同时，提升高盒形件的成形质量。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种用于盒形件的拉深凹模，以在实现一次冲压完成高盒形件拉深的同时，提升高盒形件的成形质量，进而解决上述现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种用于盒形件的拉深凹模，主要包括由上至下依次设置的变形凹模段、辊轮组合凹模段和矫形凹模段，所述辊轮组合凹模的模腔由若干辊轮围合而成，且任意一所述辊轮始终处于自由滚动状态；其中，所述变形凹模段、所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段的模腔横截面均为多边形横截面，且所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述变形凹模段的模腔横截面面积，所述矫形凹模段的模腔横截面面积不大于所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积。可选的，所述变形凹模段、所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段的模腔横截面均为矩形横截面、三角形横截面或六边形横截面。可选的，所述辊轮包括若干直辊轮和若干曲面辊轮，所述直辊轮位于模腔横截面的直边上，所述曲面辊轮位于模腔横截面的顶角处。可选的，所述辊轮组合凹模段上下连续设置至少两段；且任意相邻两段所述辊轮组合凹模段中，位于下方的所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积不大于位于上方的所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积。可选的，所述辊轮组合凹模段上下连续设置两段，分别为上辊轮组合凹模段和下辊轮组合凹模段；其中，所述上辊轮组合凹模段位于所述变形凹模段的下方，所述上辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述变形凹模段的模腔横截面面积；所述下辊轮组合凹模段位于所述矫形凹模段的上方，所述下辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述上辊轮组合凹模段的模腔横截面面积，且所述下辊轮组合凹模段的模腔横截面面积等于所述矫形凹模段的模腔横截面面积。本专利技术的另一目的在于提供一种组合拉深模具，以进一步解决现有技术所存在的盒形件成形质量差的问题。为实现该目的，本专利技术提供了如下方案：一种组合拉深模具，包括凸模组件和如上所述的拉深凹模，所述凸模组件包括由外至内依次叠套的至少两层凸模，位于所述凸模组件最外层的凸模为外层凸模，位于所述外层凸模内的为内层凸模；其中，所述外层凸模用于与所述变形凹模段配合，所述内层凸模用于与所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段配合。一种组合拉深模具，包括凸模组件和如上所述的拉深凹模，所述凸模组件包括：一级凸模，所述一级凸模为所述凸模组件的最外层凸模，所述一级凸模用于与所述变形凹模段的模腔配合；二级凸模，所述二级凸模滑动套设于所述一级凸模内，用于在所述一级凸模与所述变形凹模段的模腔配合后，下行并与所述上辊轮组合凹模段的模腔配合；三级凸模，所述三级凸模滑动套设于所述二级凸模内，用于在所述二级凸模与所述上辊轮组合凹模段配合后，下行并与所述下辊轮组合凹模段的模腔以及所述矫形凹模段的模腔配合。此外，本专利技术的再一目的在于提供一种采用上述组合拉深模具进行的用于盒形件的拉深方法：可选的，一种盒形件的拉深方法，采用如上所述的组合拉深模具进行，所述拉伸方法包括：所述凸模组件的外层凸模首先下行，并与所述变形凹模段配合，以对板料进行第一道次拉深变形；所述凸模组件的内层凸模下行，并与所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段配合，以对第一道次成形的零件进行多道次拉深成形。可选的，一种盒形件的拉深方法，采用如上所述的组合拉深模具进行，所述拉伸方法包括：所述一级凸模下行，并与所述变形凹模段配合，以对板料进行第一道次拉深变形；所述第一道次拉深结束后，所述二级凸模下行，并与所述上辊轮组合凹模段配合，以对第一道次成形的零件进行第二道次拉深成形；所述第二道次拉深结束后，所述三级凸模下行，并与所述下辊轮组合凹模段配合，以对第二道次成形的零件进行第三道次拉深成形；所述第三道次拉深结束后，所述三级凸模继续下行，并与所述矫形凹模段的配合，以对第三道次成形的零件进行矫形加工。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提出的用于盒形件的拉深凹模，结构布置合理，其变形凹模段和矫形凹模段为刚性凹模，通过在变形凹模段和矫形凹模段之间设置辊轮组合凹模段，实现了刚性凹模和辊轮组合凹模的配合使用，辊轮组合凹模中由于辊轮始终处于自由滚动状态，可有效改善拉深过程中现有刚性凹模圆角对板料的作用方式，改善摩擦状态，达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于盒形件的拉深凹模，其特征在于，包括由上至下依次设置的变形凹模段、辊轮组合凹模段和矫形凹模段，所述辊轮组合凹模的模腔由若干辊轮围合而成，且任意一所述辊轮始终处于自由滚动状态；其中，/n所述变形凹模段、所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段的模腔横截面均为多边形横截面，且所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述变形凹模段的模腔横截面面积，所述矫形凹模段的模腔横截面面积不大于所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于盒形件的拉深凹模，其特征在于，包括由上至下依次设置的变形凹模段、辊轮组合凹模段和矫形凹模段，所述辊轮组合凹模的模腔由若干辊轮围合而成，且任意一所述辊轮始终处于自由滚动状态；其中，
所述变形凹模段、所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段的模腔横截面均为多边形横截面，且所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述变形凹模段的模腔横截面面积，所述矫形凹模段的模腔横截面面积不大于所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积。


2.根据权利要求1所述的拉深凹模，其特征在于，所述变形凹模段、所述辊轮组合凹模段和所述矫形凹模段的模腔横截面均为矩形横截面、三角形横截面或六边形横截面。


3.根据权利要求1所述的拉深凹模，其特征在于，所述辊轮包括若干直辊轮和若干曲面辊轮，所述直辊轮位于模腔横截面的直边上，所述曲面辊轮位于模腔横截面的顶角处。


4.根据权利要求1所述的拉深凹模，其特征在于，所述辊轮组合凹模段上下连续设置至少两段；且任意相邻两段所述辊轮组合凹模段中，位于下方的所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积不大于位于上方的所述辊轮组合凹模段的模腔横截面面积。


5.根据权利要求4所述的拉深凹模，其特征在于，所述辊轮组合凹模段上下连续设置两段，分别为上辊轮组合凹模段和下辊轮组合凹模段；其中，
所述上辊轮组合凹模段位于所述变形凹模段的下方，所述上辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述变形凹模段的模腔横截面面积；
所述下辊轮组合凹模段位于所述矫形凹模段的上方，所述下辊轮组合凹模段的模腔横截面面积小于所述上辊轮组合凹模段的模腔横截面面积，且所述下辊轮组合凹模段的模腔横截面面积等于所述矫形凹模段的模腔横截面面积。


6.一种组合拉深模具，其特征在于，包括凸模组件和如权利要求1～5任意一项所述的拉深凹模。


7.根据权利要求6所述的组合拉深模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓云，王泽飞，史海薇，赵长财，董国疆，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13