[发明专利]模拟冲压件连续冲压成形特征的复合模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具，尤其涉及一种可用于考察汽车用冲压件连续快速冲压时模具温升及钢板的变形特征、以及冲压工艺参数对成形过程的影响的金属塑性加工用复合模具。

背景技术

近几年，国内一些汽车生产厂商，为了提高市场竞争力，在汽车用冲压件如覆盖件的生产中引进了快速冲压生产线，生产频率提高近一倍，冲压速度大幅提高，但使得原来在普通冲压生产线上可以正常生产的零件在这种快速生产线上出现废品率显著增加的问题。

此外，在汽车用覆盖件的生产中也常常会有这种现象：某个汽车用覆盖件在试模时一切正常，但到了冲压生产线上，就转化为大批量的连续快速冲压生产，使冲压件的废品率显著增加。

对上述两种情况现场的检查发现，冲压一定次数后，模具的温度有了较大的升高，模具温升导致废品率增加。进一步的分析表明：金属塑性成形过程中，由外力引起的塑性变形功以及工件和模具接触面上的摩擦功不断地转化为热量，使得零件和模具内的温度场发生变化，温度场的变化反过来会影响零件的变形。板料冷冲压成形时，如果冲压速度较低，此时塑性变形热和摩擦产生的热量有足够的时间散发，模具温升较低，冲压过程一般都能正常进行，废品率也可以控制在正常范围，但随着冲压速度的提高以及冲压过程的持续进行，当产生的热量来不及散发时，模具温度会有较大的升高，此时零件的废品率也会随之升高。

目前对于模具的试模，还无法做到连续冲压，只能进行个别的试验，然而这种试验，由于设备的速度、试验次数等的限制，使得模具温度在试模时处于室温，与生产线上连续冲压生产导致模具温度较高的工况有较大差别，因此无法实现真正的试模，结果导致试模时零件成形正常，但是到了冲压生产线上，随着冲压次数的增多，废品率也逐渐增加。如何使用于冲压的模具在试模时更接近于生产实际，一直是摆在世界各国学者面前的难题。目前，国际上还没有这种模具用于研究和分析这个问题，因此，开发这种模具是本领域的课题。

板材冲压成形，根据板材的变形状态和破裂形式进行分类而可分为拉深、胀形、弯曲、翻边等四类基本成形要素，不同的零件具有不同的成形特征。例如，以门内板为代表的内覆盖件，用材以超深冲用IF钢为主，其变形特征以拉深为主，胀形为辅；以翼子板、门外板等为代表的外覆盖件，用材以烘烤硬化BH钢为主，其变形特征以胀形为主、其他为辅。

目前有各种模具来冲压各种零件，例如；

欧洲专利号为EP30715A2(其美国专利号为US4290293A)，专利名称：Amethod for deep drawing，该专利通过冷却拉深试件中心部位和加热法兰部位，目的是可以大幅减小板料的拉深系数，尤其是对密排六方晶体结构的金属；

专利号：CN200710070504.0，专利名称：基于变压边力控制的拉深模具，该专利是一种基于变压边力控制的普通常温冷冲压拉深模具，其特点是模具中通过增加几个模具零件，达到变压边力控制目的，提高零件成形性能；

专利号：CN93230046.4，专利名称：一种整圆式胀形模具，是一种制造径向环状金属波纹管整圆式胀形模具装置，适用于波纹管胀形加工；

专利号：CN200610043003.9，专利名称：一种冷冲压复合模具，该专利对于U型件弯曲工艺，可以使落料和弯曲复合成形，只需要一套模具，模具简单，精度和效率都较高；

专利号：CN96210223.7，专利名称：成型、翻边、切孔三工序复合模具，该专利是针对电力变压器片式散热器的片头，其在加工过程中的一种包含成型、翻边、切孔三工序复合模具。

上述几种专利的模具，是对于不同成形特征的研究主要是采用不同的模具来进行的，如研究拉深成形采用拉深试验，研究胀形特征采用刚性胀形模具，复合模具也是针对现场生产加工设计的实用加工模具。并且上述的模具均无法准确显示在持续快速冲压后模具温升后的零件成形特征。

因此，开发一种带有加热功能的温状态复合模具来模拟汽车用覆盖件连续冲压成形特征、且可研究分析快速冲压状态下拉深特征或胀形特征的模具，是本领域的重要课题。

发明内容

为了解决上述课题，本发明目的在于提供一种模拟冲压件连续冲压成形特征的复合模具，其可再现冲压件在连续快速冲压后模具温度升高的状态，从而研究和验证这些变化对冲压件的冲压过程中两种主要变形特征“拉深”和“胀形”的影响规律。