專利名稱：拉延方法及拉延模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖壓工藝中的一種拉延方法及拉延模具。
背景技術(shù)：
拉延(又稱為拉深或壓延)是利用拉延模具在壓力機(jī)的壓力作用下，將預(yù)先剪裁成一定形狀的平板毛坯，拉制成立體空心件的加工方法。拉延所用的模具主要由凸模、凹模和壓邊圈三部分組成。拉延時(shí)，板料毛坯受到凸模、凹模和壓邊圈所產(chǎn)生的力作用，將板料拉延成預(yù)定形狀(制件的拉延部分)。壓邊圈壓住制件拉延部分的邊緣部分(下面稱之為“壓邊圈部分”)，防止板料在拉延過(guò)程中凸模部分由于周向應(yīng)力的作用會(huì)失去穩(wěn)定而拱起，即形成所謂的“起皺現(xiàn)象”。
在拉延工藝中，破裂與起皺是拉延失效的兩個(gè)主要形式。破裂主要是發(fā)生在制件的凸模圓角處(本領(lǐng)域稱之為“危險(xiǎn)斷面”)，由于拉延過(guò)程中制件受到徑向拉應(yīng)力所致。起皺則主要是由于凸模部分的材料受到周向壓應(yīng)力的作用，當(dāng)材料減薄時(shí)使材料失去穩(wěn)定而發(fā)生皺褶。破裂的影響因素較多，包括拉延系數(shù)(拉延件直徑d/板料直徑D，表示拉延過(guò)程中的變形程度)、板料機(jī)械性能、凹模圓角半徑、凸模圓角半徑、摩擦系數(shù)、壓邊力等等，其中，凸、凹模圓角半徑和摩擦系數(shù)是主要的影響因素。起皺的影響因素主要有板料的相對(duì)厚度(厚度t/板料直徑D)和拉延系數(shù)。
采用壓邊圈可以有效防止起皺，即在拉延開(kāi)始時(shí)，板料的壓邊圈部分或者壓料部分就被壓邊圈所壓住，在整個(gè)拉延過(guò)程中，一直被約束在壓邊圈與凹模兩平面之間，限制了板料流動(dòng)。但是，壓邊圈的壓力同時(shí)也增加了制件材料流動(dòng)的摩擦阻力，即在拉延過(guò)程中，由于受到壓邊力的作用，制件材料不容易流動(dòng)，從而加大了制件危險(xiǎn)斷面被拉破的危險(xiǎn)。
對(duì)于復(fù)雜形狀件的拉延工藝來(lái)說(shuō)，例如汽車(chē)包裹架支撐板，存在的問(wèn)題更加集中。例如，圖1是一種汽車(chē)包裹架支撐板的示意圖。從圖1中可以看出，該制件屬于形狀復(fù)雜件，除了具有主要的第一拉延部分A之外，還具有多個(gè)第二拉延部分B，且第一和第二拉延部分A和B之間距離較近。制件用數(shù)字10表示。
對(duì)于拉延工藝來(lái)說(shuō)，此類(lèi)制件的拉延高度差很大，而且起伏形狀相距很近，因此材料在凹模內(nèi)流動(dòng)極不均勻。所以，利用傳統(tǒng)的拉延工藝，很難克服制件在拉延過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問(wèn)題，如高端材料(拉延深度較大的材料，圖1中為第一拉延部分A的兩端凸包部分)變形過(guò)大產(chǎn)生破裂，低端材料邊緣部分產(chǎn)生皺摺。
在現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)上述特定的問(wèn)題可以采取特定的措施，例如，當(dāng)制件材料在凹模內(nèi)拉變形過(guò)大而具有破裂的危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)增加外部材料的流入，一般采取減小壓邊力或調(diào)整減小拉延筋高度或增大凹模圓角等方法來(lái)減小材料流入的阻力，以達(dá)到增大外部材料流入的目的。但是，增加外部材料的流入又會(huì)使低端部分產(chǎn)生的皺褶。因此，迫切需要一種方法能夠同時(shí)解決上述復(fù)雜形狀件拉延工藝中出現(xiàn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種拉延方法，通過(guò)該方法能夠解決上述問(wèn)題，如拉延部分變形過(guò)大產(chǎn)生破裂，拉延部分邊緣變形不均勻而使制件局部產(chǎn)生皺摺等問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種專用于上述方法的拉延模具。
該拉延方法包括將板狀材料拉延成包括至少兩個(gè)拉延部分的制件，其特征在于，在拉延過(guò)程中，所述拉延部分的周?chē)鷧^(qū)域一直被壓住，即一直被模具中的壓邊圈所壓住。
該拉延模具包括凸模、凹模和壓邊圈，其中所述凸模和凹模的形狀一致(相互配合)，其特征在于，所述凸模和凹模包括至少兩個(gè)成形模，壓邊圈位于成形模的周?chē)?br> 利用上述拉延方法，由于在拉延過(guò)程中，所述拉延部分的周?chē)鷧^(qū)域一直被壓邊圈所壓住，所以可以防止拉延部分的周?chē)鷧^(qū)域發(fā)生起皺現(xiàn)象。同時(shí)，由于在拉延過(guò)程中，制件上拉延部分周?chē)膮^(qū)域是壓邊部分，即被模具中的壓邊圈所壓住而不會(huì)起皺，因此可以在拉延時(shí)適當(dāng)減小壓邊力，在拉延時(shí)周?chē)牟牧夏軌蝽樌鲃?dòng)到拉延部分內(nèi)，從而能有效防止拉延部分在拉延過(guò)程中發(fā)生破裂。
本發(fā)明的拉延模具屬于本發(fā)明拉延方法的專用模具。使用該拉延模具可以實(shí)現(xiàn)上述拉延方法。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中汽車(chē)包裹架支撐板的一個(gè)例子的示意圖。
圖2是本發(fā)明拉延方法和拉延模具的原理圖。
圖3至圖6是本發(fā)明其他實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的原理。
圖2是本發(fā)明拉延方法的一種實(shí)施方式的原理圖。如圖2所示，通過(guò)本發(fā)明的拉延方法所拉延出的制件10作為例子，包括一個(gè)第一拉延部分A和二個(gè)第二拉延部分B。拉延過(guò)程中，制件10上被模具的壓邊圈所壓住的部分(下面稱之為壓邊部分C，如剖面線所示)位于第一拉延部分A和第二拉延部分B周?chē)膮^(qū)域。
因此，在拉延過(guò)程中，由于壓邊部分C包圍著第一拉延部分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的拉延高度較高，其周?chē)牧习l(fā)生劇烈的延展變形而流動(dòng)到該拉延部分，但由于該周?chē)牧?壓邊部分C)在拉延過(guò)程中或拉延后期受到模具壓邊圈的壓力作用，所以不會(huì)發(fā)生起皺現(xiàn)象。
此外，由于壓邊部分C包圍第一拉延部分A和第二拉延部分B而在拉延過(guò)程中不會(huì)起皺，所以在拉延時(shí)可以適當(dāng)減小壓邊圈對(duì)制件的壓力，增加材料在拉延過(guò)程中的流動(dòng)性，從而能夠有效防止拉延部分A和B在拉延過(guò)程中由于材料補(bǔ)充不足而破裂。
第一拉延部分A和第二拉延部分B的大小、形狀、拉延高度都可以彼此不同，本發(fā)明對(duì)此并無(wú)限制。
如圖3所示，在拉延過(guò)程中，在相鄰的第一拉延部分和第二拉延部分之間的區(qū)域被模具中的壓邊圈所壓住，可以進(jìn)一步防止拉延部分周?chē)膮^(qū)域起皺。
如圖4所示，在拉延過(guò)程中，在制件10上除了拉延部分之外的所有其他區(qū)域都被壓邊圈所壓住，因此能更好地防止制件起皺。
另外，再回到圖2，壓料部分C形成于拉延部分A和B的周?chē)?，?duì)壓料部分的形狀并沒(méi)有特別限制，可以是圓形(如圖示)，也可以是方形或其他形狀。壓料部分C的大小也沒(méi)有特別限制，即主要是能夠壓住拉延部分周?chē)膮^(qū)域而使之不起皺即可。具體而言，例如將拉延部分A或B的幾何中心定位為點(diǎn)O，從點(diǎn)O向外延伸的線與該拉延部分邊緣相交的點(diǎn)為E，線OE的延長(zhǎng)線與壓料部分C邊緣相交的點(diǎn)為F，則線OF的長(zhǎng)度優(yōu)選是線OE的長(zhǎng)度的1.5倍至3倍，當(dāng)然也可以高于3倍以及小于1.5倍而大于1倍。
另外，如圖5和圖6所示，為了防止制件在周邊起皺，還可以在壓邊部分C的周邊的適當(dāng)位置拉延出一條或多條拉延筋D。
圖2也可以表示本發(fā)明拉延模具的原理圖，其中A和B分別表示模具中的第一和第二成形模，而C則表示壓邊圈。壓邊圈C可以包括位于成形模周?chē)牟糠?，或者可以包括位于相鄰成形模之間的部分。另外，壓邊圈C還可以在其邊緣區(qū)域內(nèi)具有至少一條拉延筋。
在利用該拉延模具對(duì)制件進(jìn)行拉延時(shí)，通過(guò)第一和第二成形模A和B拉延出制件上對(duì)應(yīng)的第一拉延部分和第二拉延部分。在拉延過(guò)程中，壓邊圈C壓住制件上第一拉延部分和第二拉延部分周?chē)膮^(qū)域，防止制件局部起皺。
權(quán)利要求
1.一種拉延方法，該方法包括將板狀材料拉延成包括至少兩個(gè)拉延部分的制件，其特征在于，在拉延過(guò)程中，所述拉延部分的周?chē)鷧^(qū)域一直被壓住。
2.如權(quán)利要求1所述的拉延方法，其中在拉延過(guò)程中，所述相鄰拉延部分之間的區(qū)域一直被壓住。
3.如權(quán)利要求1所述的拉延方法，其中在拉延過(guò)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壓住。
4.如權(quán)利要求1所述的拉延方法，其中在拉延過(guò)程中，在制件邊緣區(qū)域至少拉延出一條拉延筋。
5.一種拉延模具，該模具包括凸模、凹模和壓邊圈，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兩個(gè)成形模，壓邊圈包括位于成形模周?chē)牟糠帧?br> 6.如權(quán)利要求5所述的拉延模具，其中所述壓邊圈還包括位于相鄰成形模之間的部分。
7.如權(quán)利要求5所述的拉延模具，其中所述壓邊圈包括除了成形模之外的所有其他部分。
8.如權(quán)利要求5所述的拉延模具，其中在所述壓邊圈的邊緣區(qū)域內(nèi)具有至少一條拉延筋。
全文摘要
本發(fā)明提供一種拉延方法，包括將板狀材料拉延成包括至少兩個(gè)拉延部分的制件，并且在拉延過(guò)程中，所述拉延部分的周?chē)鷧^(qū)域一直被壓邊圈所壓住。另外，本發(fā)明還提供一種專用于上述拉延方法的拉延模具。根據(jù)本發(fā)明，由于在拉延過(guò)程中，所述拉延部分周?chē)膮^(qū)域一直被壓邊圈所壓住，所以可以防止該部分起皺。同時(shí)，由于制件上拉延部分周?chē)膮^(qū)域被壓邊圈所壓住而不會(huì)起皺，因此可以在拉延時(shí)適當(dāng)減小壓邊力，在拉延過(guò)程中拉延部分周?chē)牟牧夏軌蝽樌鲃?dòng)到其中，從而能有效防止拉延部分在拉延過(guò)程中發(fā)生破裂。
文檔編號(hào)B21D37/10GK1970188SQ200510123940
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者楊秋蓮 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司