[发明专利]一种车用铝板的冲压用装置及冲压方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝材成型技术领域，具体涉及一种车用铝板的冲压用装置及冲压方法。

背景技术

车用铝板冲压件的成形制造会涉及弯曲变形、拉深变形和胀形成形等工艺，如图1中汽车B柱。在冲压过程中，施加压边力可以防止工件的侧壁或凸缘起皱及减小回弹。理想的压边力应该是开始拉深时最大，随着拉深过程的进行而逐渐变小，或至少保持压边力恒定不变。而现有常见冲压模具设计上采用的单级弹簧压边方式，其压边力随着行程(拉深深度)的增加反而增大，这对成形不利。也有报道中公开的实验装置采用刚性压边装置，其压边力不随行程变化。现有的板材恒压边力冲压装置例如为图2所示的装置；其中，01为橡胶片，02为压边圈，03为定位板，04为限位螺钉，05为螺母，06为凹模，07为凸模，08为毛坯，09为橡胶容框，010为顶杆，011为顶板，012为橡胶。又如专利申请CN201220339302.8中提供一种带恒力压边机构的拉伸模。但该装置的上模和下模分离，上模和下模需要分别与冲床连接；还有，其中有一级弹性元件为橡胶垫，而橡胶的应力应变关系不像弹簧那样是线性关系，因此其压边力的值不易精确控制。

此外，铝合金因其延伸率低等特性，而不能用常规冲压方法成形形状复杂的构件，否则容易导致开裂等缺陷，回弹也较大且难以控制，而采用加热后冲压的方式能改善其成形性能和实现车用铝板精确成形。具体地，可以使用热冲压或温冲压的方式来实现铝板的精确成型。所述热冲压是高温热铝板(一般为500℃左右)在冲压装置上进行热冲压，并在装置上冷却淬火；而温冲压是先将铝板固溶淬火至室温，再将其加热至时效温度170～180℃进行温冲压，取出后再对其在时效温度下进行人工时效处理。然而，现有技术中提供的冲压装置都不具备在装置上对铝板进行温冲压实验的能力。

因而，现有技术中的这些装置并不能实现在单动压机的前提下精确控制压边力的效果，且现有技术中这些装置都并不适宜于实验室中对车用铝板的冲压进行探索，例如探索铝板材在高于室温的状态下的弯曲回弹和胀形的成形极限。

发明内容

因此，本发明提供一种车用铝板的冲压用装置，所述装置包括上模组件和下模组件；所述上模组件包括设置在装置最顶端且呈水平设置的板状的上模座12、设置在所述上模座12下表面上的上夹板10、一端固定设置在所述上模座12上且自由端朝向下设置的柱状凸模15、一端固定设置在所述上模座12上且自由端朝向下设置的上模限位柱14、一端固定设置在所述上模座12上且自由端朝向下设置的导套9、以及设置在所述上夹板10下方的恒力压边组件；

所述恒力压边组件包括竖向设置的卸料杆8、设置在卸料杆8下端的均水平设置且相互平行的止挡板7和压料板5、设置在所述止挡板7和压料板5之间的等高套16和内限位柱6、以及同轴线设置在卸料杆8外周的第一竖向弹簧21和第二竖向弹簧22，所述止挡板7位于压料板5上方，所述第一竖向弹簧21设置在上夹板10和止挡板7之间，所述第二竖向弹簧22设置在止挡板7和压料板5之间；其中所述等高套16固定设置在所述压料板5上，而等高套16与止挡板7之间能做竖向相对运动；所述内限位柱6固定设置在所述止挡板7上，而内限位柱6与压料板5之间能做竖向相对运动；

所述下模组件包括设置在装置最底端且呈水平设置的板状的下模座1、固定设置在所述下模座1上的凹模组件、一端固定设置在所述下模座1上且自由端朝向上设置的下模限位柱17、一端固定设置在所述下模座1上且自由端朝向上设置的导柱2；

所述导柱2与所述导套9配合，且在所述导柱2的外围还同轴线设置有用于在向下的外加压力卸载时使得所述上模组件向上回弹的第三竖向弹簧23。

在一种具体的实施方式中，所述凹模组件包括固定设置在所述下模座上且相互分离而形成中间凹槽的两块凹模板、设置在所述凹槽中且紧贴凹模板设置的R角模块、设置在所述凹槽中且紧贴所述下模座设置的凹模底板以及设置在所述凹模底板上且呈凸起状的胀形模块，且所述凸模的底端带有与所述胀形模块相配的凹坑。

在一种具体的实施方式中，所述上模座12与凸模15间通过第一连接螺栓11连接，所述上模座12与上模限位柱14间通过第二连接螺栓13连接，所述下模座1与下模限位柱17间通过第三连接螺栓18连接。

在一种具体的实施方式中，由所述上模限位柱14与下模限位柱17构成的限位柱组件的组数为2组或以上。本领域技术人员容易理解的，所述上模座与下模座整体呈圆形板时，所述限位柱组件的组数最优为呈中心对称设置的3组；而当所述上模座与下模座整体呈方形板时，所述限位柱组件的组数最优为呈对称设置的2组或4组。