CN100448561C - 拉延方法及拉延模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种拉延方法，包括将板状材料拉延成包括至少两个拉延部分的制件，并且在拉延过程中，所述拉延部分的周围区域一直被压边圈所压住。另外，本发明还提供一种专用于上述拉延方法的拉延模具。根据本发明，由于在拉延过程中，所述拉延部分周围的区域一直被压边圈所压住，所以可以防止该部分起皱。同时，由于制件上拉延部分周围的区域被压边圈所压住而不会起皱，因此可以在拉延时适当减小压边力，在拉延过程中拉延部分周围的材料能够顺利流动到其中，从而能有效防止拉延部分在拉延过程中发生破裂。

Description

拉延方法及拉延模具

技术领域

本发明涉及冲压工艺中的一种拉延方法及拉延模具。

背景技术

拉延(又称为拉深或压延)是利用拉延模具在压力机的压力作用下，将预先剪裁成一定形状的平板毛坯，拉制成立体空心件的加工方法。拉延所用的模具主要由凸模、凹模和压边圈三部分组成。拉延时，板料毛坯受到凸模、凹模和压边圈所产生的力作用，将板料拉延成预定形状(制件的拉延部分)。压边圈压住制件拉延部分的边缘部分(下面称之为“压边圈部分”)，防止板料在拉延过程中凸模部分由于周向应力的作用会失去稳定而拱起，即形成所谓的“起皱现象”。

在拉延工艺中，破裂与起皱是拉延失效的两个主要形式。破裂主要是发生在制件的凸模圆角处(本领域称之为“危险断面”)，由于拉延过程中制件受到径向拉应力所致。起皱则主要是由于凸模部分的材料受到周向压应力的作用，当材料减薄时使材料失去稳定而发生皱褶。破裂的影响因素较多，包括拉延系数(拉延件直径d/板料直径D，表示拉延过程中的变形程度)、板料机械性能、凹模圆角半径、凸模圆角半径、摩擦系数、压边力等等，其中，凸、凹模圆角半径和摩擦系数是主要的影响因素。起皱的影响因素主要有板料的相对厚度(厚度t/板料直径D)和拉延系数。

采用压边圈可以有效防止起皱，即在拉延开始时，板料的压边圈部分或者压料部分就被压边圈所压住，在整个拉延过程中，一直被约束在压边圈与凹模两平面之间，限制了板料流动。但是，压边圈的压力同时也增加了制件材料流动的摩擦阻力，即在拉延过程中，由于受到压边力的作用，制件材料不容易流动，从而加大了制件危险断面被拉破的危险。

对于复杂形状件的拉延工艺来说，例如汽车包裹架支撑板，存在的问题更加集中。例如，图1是一种汽车包裹架支撑板的示意图。从图1中可以看出，该制件属于形状复杂件，除了具有主要的第一拉延部分A之外，还具有多个第二拉延部分B，且第一和第二拉延部分A和B之间距离较近。制件用数字10表示。

对于拉延工艺来说，此类制件的拉延高度差很大，而且起伏形状相距很近，因此材料在凹模内流动极不均匀。所以，利用传统的拉延工艺，很难克服制件在拉延过程中经常出现的一些问题，如高端材料(拉延深度较大的材料，图1中为第一拉延部分A的两端凸包部分)变形过大产生破裂，低端材料边缘部分产生皱摺。

在现有技术中，针对上述特定的问题可以采取特定的措施，例如，当制件材料在凹模内拉变形过大而具有破裂的危险时，应增加外部材料的流入，一般采取减小压边力或调整减小拉延筋高度或增大凹模圆角等方法来减小材料流入的阻力，以达到增大外部材料流入的目的。但是，增加外部材料的流入又会使低端部分产生的皱褶。因此，迫切需要一种方法能够同时解决上述复杂形状件拉延工艺中出现的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种拉延方法，通过该方法能够解决上述问题，如拉延部分变形过大产生破裂，拉延部分边缘变形不均匀而使制件局部产生皱摺等问题。

本发明的另一个目的是提供一种专用于上述方法的拉延模具。

该拉延方法包括将板状材料拉延成包括至少两个拉延部分的制件，其特征在于，在拉延过程中，所述拉延部分的周围区域一直被压住，即一直被模具中的压边圈所压住。

该拉延模具包括凸模、凹模和压边圈，其中所述凸模和凹模的形状一致(相互配合)，其特征在于，所述凸模和凹模包括至少两个成形模，压边圈位于成形模的周围。

利用上述拉延方法，由于在拉延过程中，所述拉延部分的周围区域一直被压边圈所压住，所以可以防止拉延部分的周围区域发生起皱现象。同时，由于在拉延过程中，制件上拉延部分周围的区域是压边部分，即被模具中的压边圈所压住而不会起皱，因此可以在拉延时适当减小压边力，在拉延时周围的材料能够顺利流动到拉延部分内，从而能有效防止拉延部分在拉延过程中发生破裂。

本发明的拉延模具属于本发明拉延方法的专用模具。使用该拉延模具可以实现上述拉延方法。

附图说明

图1是现有技术中汽车包裹架支撑板的一个例子的示意图。

图2是本发明拉延方法和拉延模具的原理图。

图3至图6是本发明其他实施例的原理图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的原理。

图2是本发明拉延方法的一种实施方式的原理图。如图2所示，通过本发明的拉延方法所拉延出的制件10作为例子，包括一个第一拉延部分A和二个第二拉延部分B。拉延过程中，制件10上被模具的压边圈所压住的部分(下面称之为压边部分C，如剖面线所示)位于第一拉延部分A和第二拉延部分B周围的区域。

因此，在拉延过程中，由于压边部分C包围着第一拉延部分A和第二拉延部分B，因此，即使第一拉延部分A和/或第二拉延部分B的拉延高度较高，其周围材料发生剧烈的延展变形而流动到该拉延部分，但由于该周围材料(压边部分C)在拉延过程中或拉延后期受到模具压边圈的压力作用，所以不会发生起皱现象。

此外，由于压边部分C包围第一拉延部分A和第二拉延部分B而在拉延过程中不会起皱，所以在拉延时可以适当减小压边圈对制件的压力，增加材料在拉延过程中的流动性，从而能够有效防止拉延部分A和B在拉延过程中由于材料补充不足而破裂。

第一拉延部分A和第二拉延部分B的大小、形状、拉延高度都可以彼此不同，本发明对此并无限制。

如图3所示，在拉延过程中，在相邻的第一拉延部分和第二拉延部分之间的区域被模具中的压边圈所压住，可以进一步防止拉延部分周围的区域起皱。

如图4所示，在拉延过程中，在制件10上除了拉延部分之外的所有其他区域都被压边圈所压住，因此能更好地防止制件起皱。

另外，再回到图2，压料部分C形成于拉延部分A和B的周围，对压料部分的形状并没有特别限制，可以是圆形(如图示)，也可以是方形或其他形状。压料部分C的大小也没有特别限制，即主要是能够压住拉延部分周围的区域而使之不起皱即可。具体而言，例如将拉延部分A或B的几何中心定位为点O，从点O向外延伸的线与该拉延部分边缘相交的点为E，线OE的延长线与压料部分C边缘相交的点为F，则线OF的长度优选是线OE的长度的1.5倍至3倍，当然也可以高于3倍以及小于1.5倍而大于1倍。

另外，如图5和图6所示，为了防止制件在周边起皱，还可以在压边部分C的周边的适当位置拉延出一条或多条拉延筋D。

图2也可以表示本发明拉延模具的原理图，其中A和B分别表示模具中的第一和第二成形模，而C则表示压边圈。压边圈C可以包括位于成形模周围的部分，或者可以包括位于相邻成形模之间的部分。另外，压边圈C还可以在其边缘区域内具有至少一条拉延筋。

在利用该拉延模具对制件进行拉延时，通过第一和第二成形模A和B拉延出制件上对应的第一拉延部分和第二拉延部分。在拉延过程中，压边圈C压住制件上第一拉延部分和第二拉延部分周围的区域，防止制件局部起皱。

Claims (6)

1、一种拉延方法，该方法包括将板状材料拉延成包括至少两个拉延部分的制件，其特征在于，在拉延过程中，所述拉延部分的周围区域一直被压住，并且所述相邻拉延部分之间的区域一直被压住。

2、如权利要求1所述的拉延方法，其中在拉延过程中，所述制件上除了拉延部分之外的所有其他部分都一直被压住。

3、如权利要求1所述的拉延方法，其中在拉延过程中，在制件边缘区域至少拉延出一条拉延筋。

4、一种拉延模具，该模具包括凸模、凹模和压边圈，其中所述凸模和凹模配合，其特征在于，所述凸模和凹模包括至少两个成形模，压边圈包括位于成形模周围的部分，并且所述压边圈还包括位于相邻成形模之间的部分。

5、如权利要求4所述的拉延模具，其中所述压边圈包括除了成形模之外的所有其他部分。

6、如权利要求4所述的拉延模具，其中在所述压边圈的边缘区域内具有至少一条拉延筋。

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