[发明专利]用于盒形件的拉深凹模、组合拉深模具及拉深方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及拉深成形技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明提供了如下方案：

本发明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，