CN204182789U - 一种汽车前围板下延伸件冲压模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车前围板下延伸件冲压模具，采用新的拉延模模具结构和模面工艺，降低了生产过程中工序件的报废率，并在工序件形状不利于材料利用率提升的情况下，实现了提升材料利用率、保证零件尺寸和外观质量的目的；压缩冲压工艺的内容，在要求减少机床使用数量和操作人员数量的情况下，实现两种相关车型的零件共用一组模具生产。冲压工艺更改后，现有某车型前围板下延伸件(左/右)零件的材料利用率可提高9％，且所使用的板材尺寸还有进一步减小的空间；拉延工序件的报废率由原来的4.5％降低至现在的0.2％以下；零件的合格率由原来不稳定的80％～87％提高到了全部达到92％以上。

Description

一种汽车前围板下延伸件冲压模具

技术领域

本实用新型涉及冲压成形技术领域，特别涉及一种汽车前围板下延伸件冲压模具。

背景技术

现有汽车前围板下延伸件的板料为矩形板料，尺寸为925mm×635mm。其拉延模的压料方式为四边压紧同时进料。

下面结合具体技术流程对该零件的拉延工艺作进一步介绍：

A、板料的拉延动作开始前，装在压料板和上模座上的落料刀将矩形板料的两个边角落料，其下模和上模的结构如图1-图4所示；

B、上模和压料板将板料上下左右的4个区域压紧，开始拉延动作，板料经由这4个区域向模具中心流动。

车型Ⅰ前围板下延伸件(左/右)的工艺排布如图5-图8所示，依次为OP10拉延、OP20切边预冲孔、OP30翻边整形和OP40冲孔侧冲孔分离。此工艺的零件拼接方式可避免工序件形成半封闭腔体，对材料利用率的控制有较大帮助。

但是现有冲压生产工艺设计存在缺陷，零件材质为高屈服强度板料，模具使用时间长后会造成生产出来的零件尺寸合格率质量下降，且由于拉伸件的开裂，造成实际生产过程中的零件拉裂报废率变高(拉延件的报废率已经达到了4.5％)；且前围板下延伸件(左/右)零件的工序件拼接方式已经形成封闭腔体，按普通冲压件成形工艺来设计模具不能从根本上提升材料利用率。

因此，针对上述情况，保证零件尺寸和外观质量，提高零件的材料利用率，降低零件报废率，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种汽车前围板下延伸件冲压模具，对前围板下延伸件(左/右)的冲压工艺进行了更改并新开发了模具，提升了零件尺寸质量，提高零件的材料利用率，降低零件报废率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种汽车前围板下延伸件冲压模具，包括上模和下模，在上模内部安装有上模辅助压料板和上模气缸，上模辅助压料板的位置与板料四个边中的空腔边缘区域相对，且上模辅助压料板具有与板料的空腔边缘区域相应的成型面，上模气缸能够驱使上模辅助压料板向下运动；

在下模内部安装有下模辅助压料板和下模气缸，下模辅助压料板的位置与板料四个边中的空腔边缘区域相对，且下模辅助压料板具有与板料的空腔边缘区域相应的成型面，下模气缸能够驱使下模辅助压料板向上运动；

上模气缸压力大于下模气缸。

优选的，上模气缸和下模气缸均为氮气缸。

优选的，还包括安装于下模的主压料板上的气缸和辅助压料板同步/强制回退机构，气缸能够用机床气源驱动，将强制同步/退回机构推入主压料板和上模辅助压料板之间。

优选的，还包括安装于下模的强制拉回钩，能够将辅助压料板同步/强制退回机构由主压料板和上模辅助压料板之间拉回。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的汽车前围板下延伸件冲压模具，采用新的拉延模模具结构和模面工艺，将拉延模的材料流动方式由传统的4边进料变成了3边进料，虽然此冲压工艺的工序件是半封闭腔体，但由于开放腔体那一边没有材料流动，所以材料利用率不会降低反而有所提升；降低了生产过程中工序件的报废率，并在工序件形状不利于材料利用率提升的情况下，实现了提升材料利用率、保证零件尺寸和外观质量的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中拉延模的下模的结构示意图；

图2为现有技术中拉延模的上模的结构示意图；

图3为图1中沿A-A截面的剖视图；

图4为图1中沿B-B截面的剖视图；

图5为现有冲压工艺中拉延步骤的示意图；

图6为现有冲压工艺中(切边+预冲孔)步骤的示意图；

图7为现有冲压工艺中(翻边+整形)步骤的示意图；

图8为现有冲压工艺中(冲孔+分离)步骤的示意图；

图9为本实用新型实施例提供的拉延模的下模的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的拉延模的上模的结构示意图；

图11为图9中沿A-A截面的剖视图；

图12为图9中沿B-B截面的剖视图；

图13为本实用新型实施例提供的冲压工艺中拉延步骤的示意图；

图14为本实用新型实施例提供的冲压工艺中切边步骤的示意图；

图15为本实用新型实施例提供的冲压工艺中(分离+冲孔+翻边+整形)步骤的示意图。

图16为本实用新型实施例提供的生产另一车型零件时，所使用的钢板模具的冲压工艺(切边)步骤的示意图。

其中，1为气缸，2为辅助压料板同步/强制退回机构，3为下模辅助压料板，4为主压料板，5为下模座，6为凸模，7为强制拉回钩，8为上模辅助压料板，9为凹模型面，10为上模座，11为上模气缸，12为下模气缸。

具体实施方式

本实用新型公开了一种汽车前围板下延伸件冲压模具，对前围板下延伸件(左/右)的冲压工艺进行了更改并新开发了模具，提升了零件尺寸质量，提高零件的材料利用率，降低零件报废率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图9-图16，图9为本实用新型实施例提供的拉延模的下模的结构示意图；图10为本实用新型实施例提供的拉延模的上模的结构示意图；图11为图9中沿A-A截面的剖视图；图12为图9中沿B-B截面的剖视图；图13为本实用新型实施例提供的冲压工艺中拉延步骤的示意图；图14为本实用新型实施例提供的冲压工艺中切边步骤的示意图；图15为本实用新型实施例提供的冲压工艺中(分离+冲孔+翻边+整形)步骤的示意图。图16为本实用新型实施例提供的生产另一车型零件时，所使用的钢板模具的冲压工艺(切边)步骤的示意图。

本实用新型实施例提供的汽车前围板下延伸件冲压模具，包括上模和下模，上模包括上模座10和凹模型面9，下模包括主压料板4、下模座5和凸模6，其中的凹模型面9和凸模6相对应，分别作用于板料的上下两面；

其核心改进点在于，在上模内部安装有上模辅助压料板8和上模气缸11，上模辅助压料板8的位置与板料四个边中的空腔边缘区域相对，且上模辅助压料板8具有与板料的空腔边缘区域相应的成型面，上模气缸11能够驱使上模辅助压料板8向下运动；主压料板4包括与板料四个边中的其它三边区域相对的部分；

在下模内部安装有下模辅助压料板3和下模气缸12，下模辅助压料板3的位置与板料四个边中的空腔边缘区域相对，且下模辅助压料板3具有与板料的空腔边缘区域相应的成型面，下模气缸12能够驱使下模辅助压料板3向上运动；主压料板4包括与板料四个边中的其它三边区域相对的部分；

上模气缸11能够提供的压力大于下模气缸12能够提供的压力；在上模辅助压料板8和下模辅助压料板3接触时，通过上模辅助压料板(8)驱使下模辅助压料板3向下运动。

应用上述模具的汽车前围板下延伸件冲压模具的工艺，包括步骤：

S1、OP10拉延模，包括步骤：

S11、上模向下运动，直至安装于上模座10内部的上模辅助压料板8接触板料；此时通过上模辅助压料板8、安装于下模座5内部的下模辅助压料板3、下模的主压料板4及上模的凹模型面9将板料四个边中的空腔边缘区域压住，然后进入步骤S12；

S12、安装于上模内部的上模气缸11驱使上模辅助压料板8向下运动，上模气缸11压力大于安装于下模内部的下模气缸12，上模辅助压料板8将原本由下模气缸12驱使向上顶起的上模辅助压料板8压下，并使空腔边缘区域附近的板料发生形变，直至这部分板料的形变与模具型面一致，上下辅助压料板才能达到相对静止状态，然后进入步骤S13；在这一步骤中，让板料的局部(空腔边缘区域)在开始拉伸动作前先成型出于模具局部型面一致的形变；

S13、上模辅助压料板8和下模辅助压料板3达到相对静止状态后，上模继续向下运动，板料被上模的凹模型面9和下模的主压料板4压住其它三边区域，随着上模继续向下运动，板料向模具中心方向流动，同时板料中的长边缘区域被上模辅助压料板8和下模辅助压料板3压紧不会发生流动；模具到达到底状态后，进入步骤S14；

S14、使上模辅助压料板8、凹模型面9和下模辅助压料板3、主压料板4在模具打开的过程中同步分离，直至上模辅助压料板8最终与下模辅助压料板3完全分离，然后进入步骤S2；至此模具完成一个完整的拉伸动作，而拉伸件因为几个部件的同步分离没有发生变形；

S2、OP20切边模：一次将零件的大部分边线切出，只保留局部正切切边以方便工序件向下一工序传递，然后进入步骤S3；原有冲压工艺由于工序件有侧切工步，必须将工序件的切边工序布置成两道序(两套模具OP20正切和OP40侧切)，而改进工艺后的工序件可以不采用侧切工艺，新工艺的工序内容压缩的改进相当于是将旧工艺的OP20和OP40的切边工步融合到现有的OP20切边模具，一次将零件的大部分边线切出，保留局部正切切边以方便工序件向下一工序传递；由于工序件没有完全分开，可以只用一个人就将工序件顺利的放上下工序，新冲压工艺的设计同样能非常顺畅的适应流水线生产；

S3、OP30冲孔翻边分离模，包括分离、冲孔、翻边和整形，然后进入步骤S4；

S4、OP40切缺口模。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的汽车前围板下延伸件冲压模具，采用新的拉延模模具结构和模面工艺，将拉延模的材料流动方式由传统的4边进料变成了3边进料(如图13所示)，虽然此冲压工艺的工序件是半封闭腔体，但由于开放腔体那一边(空腔边)没有材料流动，所以材料利用率不会降低反而有所提升；降低了生产过程中工序件的报废率，并在工序件形状不利于材料利用率提升的情况下，实现了提升材料利用率、保证零件尺寸和外观质量的目的。

本方案提供的下模辅助压料板3安装于下模座5内部，上模辅助压料板8安装于上模座10内部，这两个辅助压料板都以氮气缸驱动，上模辅助压料板8的氮气缸压力大于下模辅助压料板3的氮气缸压力。该上、下模辅助压料板板的作用有两个：1、让板料的局部在开始拉伸动作前先成型出于模具局部型面一致的形变。2、压紧板料，在板料向模具中心方向流动时，作用上述部位的板料不会发生流动。

为了进一步优化上述的技术方案，本模具还包括安装于下模的主压料板4上的气缸1和辅助压料板同步/强制回退机构2，气缸1能够用机床气源驱动，将强制同步/退回机构2在符合压机运转的合适时间点及时推入主压料板4和上模辅助压料板8之间，其结构可以参照图9所示。强制同步/回退机构2安装于主压料板4上，当模具压到底时，由机床气源驱动气缸1，将强制同步/退回机构2推入主压料板4和上模辅助压料板8之间，在模具完成拉伸动作后，上模随着机床滑块向上运动的过程中，驱动上模辅助压料板8的氮气缸的力通过强制同步/回退机构2传递到主压料板4上，从而保证了主压料板4、凹模型面9、上下模辅助压料板在模具打开的过程中处于同步动作的状态，避免了某个组件因为动作不同步造成拉伸件报废的情况出现。

作为优选，辅助压料板同步/强制回退机构2的数量为两个，分别相对设置在主压料板4的两侧，气缸1为相应的两个。

在本方案提供的具体实施例中，模具还包括安装于下模的强制拉回钩7，能够在机床气源失效时将辅助压料板同步/强制退回机构2由主压料板4和上模辅助压料板8之间拉回，其结构可以参照图10所示。下面结合具体工作过程对本方案拉延模的工艺流程做进一步介绍:

(1)板料的拉延动作开始前，主压料板4的三边区域和下模辅助压料板3一起压住板料并使板料产生局部的形变；

(2)上模辅助压料板8和下模辅助压料板3达到相对静止状态，同时上模辅助压料板8和下模辅助压料板3将板料成型出一定形状并配合氮气缸的压力，将下模辅助压料板3处的板料压紧使其不能再往模具中心方向流动；

(3)上模继续向下运动，板料经由主压料板4的三边区域，向模具中心方向流动；

(4)模具到达到底状态时，主压料板4上的辅助压料板同步/强制退回机构2使上模及上/下模辅助压料板与主压料板4同步分离，直至上模辅助压料板8与主压料板4完全分离。避免了由于上、下辅助压料运动不同步而造成拉延件变形的情况出现。

作为优选，板料为等腰梯形板料，其长边为空腔边。即在步骤S11中，上模辅助压料板8和下模辅助压料板3将板料的最长边区域压住，并在S12中通过气缸的作用使这一部分板料发生形变；在步骤S13中，凹模型面9和主压料板4压住板料的短边及两条腰边这三边区域。通过更改零件在拉延模内的拼接方式，将生产用板料由矩形改成等腰梯形，省去了现有技术中矩形板料两个边角落料的过程，在简化了工序的同时，还提高了材料的利用率。

为了进一步优化上述的技术方案，在步骤S14中，下模的气缸1将辅助压料板同步/强制退回机构2推入主压料板4和上模辅助压料板8之间，使上模辅助压料板8、凹模型面9和下模辅助压料板3、主压料板4实现同步分离，直至上模辅助压料板8最终与下模辅助压料板3完全分离。在模具完成拉伸动作后，上模随着机床滑块向上运动的过程中，驱动上模辅助压料板8的上模气缸11的力通过强制同步/回退机构2传递到主压料板4上，从而保证了主压料板4、凹模型面9、上下模辅助压料板在模具打开的过程中处于同步动作的状态，避免了某个组件因为动作不同步造成拉伸件报废的情况出现

在本方案提供的具体实施例中，步骤S14还包括：在上模辅助压料板8最终与下模辅助压料板3完全分离之后，下模的气缸1将辅助压料板同步/强制退回机构2由主压料板4和上模辅助压料板8之间拉回；如果气缸1拉回失效，强制拉回钩7会将辅助压料板同步/强制退回机构2拉回原位。

新采用的拉延工艺由于使用了两块辅助压料板(上模、下模上各一块)，在模具完成冲压动作完成时，需要控制好主压料板4和上模以及上下模辅助压料板运动的一致性，否则上模辅助压料板8就会因为氮气缸的作用，在模具打开的过程中产生相对于上模往下的运动，把拉延件顶变形。这时候，安装在主压料板4上的两个辅助压料板同步/强制回退机构2就开始起作用了。

通过上述工艺，能够避免上模辅助压料板8在下一个冲压动作的过程中损坏，和由于上模辅助压料板8在模具拉伸动作的过程中由于处于不正确的位置而造成拉伸件报废。

为了进一步优化上述的技术方案，步骤S4中的OP40切缺口模，与步骤S3中的OP30冲孔翻边分离模置于同一压机上使用。压缩了冲压工艺，车型Ⅰ零件的生产工序有原来的4道减少为现在的3道。此次工艺更改还有一个目的，是为了实现车型Ⅱ和新开发的车型Ⅰ的零件能在同一组模具上实现生产，而这两种车型仅左件的切边线有局部不同，所以还可以增加一套辅助工序(简单钢板模)用于生产另一车型Ⅱ的左件。

综上所述，本实用新型提供了一种提升材料利用率、保证零件尺寸和外观质量、降低生产过程中工序件的报废率的汽车前围板下延伸件冲压模具。

其关键点在于：

(1)将零件的对接方式改变后，工序件为半封闭腔体结构，按普通冲压件的拉延工艺来设计模具很难提高材料利用率。

(2)将拉延模的材料流动方式由普通的4边进料改成3边进料，正常的模具结构很难实现。

(3)为了实现两种车型共用一套模具并且减少加压机(4台压机变成3台压机)和操作员数量的情况下生产零件，需要对零件的整套冲压工艺进行大的改动。

(4)在拉延模上增加两块辅助压料板，使得用3边进料的方式来生产拉延件的目的得以实现，降低了工序件的报废率。

(5)使用辅助压料板同步/强制回退机构解决了由于两块辅助压料板工作时动作不一致造成的零件变形问题。

本方案的优点在于：

(1)采用新的拉延模模具结构和模面工艺，降低了生产过程中工序件的报废率，并在工序件形状不利于材料利用率提升的情况下，实现了提升材料利用率、保证零件尺寸和外观质量的目的。

(2)压缩冲压工艺的内容，在要求减少机床使用数量和操作人员数量的情况下，实现两种相关车型的零件共用一组模具生产。

冲压工艺更改后，现有某车型前围板下延伸件(左/右)零件的材料利用率可提高9％，且所使用的板材尺寸还有进一步减小的空间；拉延工序件的报废率由原来的4.5％降低至现在的0.2％以下；生产用机床由原来的4台减少至3台，生产人员由原来的10人减少至8人；零件的合格率由原来不稳定的80％～87％提高到了全部达到92％以上；实现了两种车型使用相同的模具、冲压线、人员进行生产。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种汽车前围板下延伸件冲压模具，包括上模和下模，其特征在于，在上模内部安装有上模辅助压料板(8)和上模气缸(11)，上模辅助压料板(8)的位置与板料四个边中的空腔边缘区域相对，且上模辅助压料板(8)具有与板料的空腔边缘区域相应的成型面，上模气缸(11)能够驱使上模辅助压料板向下运动；

在下模内部安装有下模辅助压料板(3)和下模气缸(12)，下模辅助压料板(3)的位置与板料四个边中的空腔边缘区域相对，且下模辅助压料板(3)具有与板料的空腔边缘区域相应的成型面，下模气缸(12)能够驱使下模辅助压料板(3)向上运动；

上模气缸(11)压力大于下模气缸(12)。

2.根据权利要求1所述的汽车前围板下延伸件冲压模具，其特征在于，上模气缸(11)和下模气缸(12)均为氮气缸。

3.根据权利要求2所述的汽车前围板下延伸件冲压模具，其特征在于，还包括安装于下模的主压料板(4)上的气缸(1)和辅助压料板同步/强制回退机构(2)，气缸(1)能够用机床气源驱动，将强制同步/退回机构(2)推入主压料板(4)和上模辅助压料板(8)之间。

4.根据权利要求3所述的汽车前围板下延伸件冲压模具，其特征在于，还包括安装于下模的强制拉回钩(7)，能够将辅助压料板同步/强制退回机构(2)由主压料板(4)和上模辅助压料板(8)之间拉回。