[发明专利]利于成形的变压边力计算方法及使用该方法的拉延模

说明书

技术领域

本发明涉及冲压模具技术，尤其涉及一种利于成形的冲压拉延模变压边力的计算方法及一种实现压边力局部可调的拉延模。

背景技术

薄板冲压是实现汽车车身绝大部分零件的制造工艺，而拉延工序是冲压工序中难度最大、最重要的工序之一，特别是对于造型复杂的钣金零件，一旦拉延后的零件质量满足要求，后工序的零件质量基本得到保障。

传统拉延模结构由凹模、凸模、压边圈三大主体部件组成。通过压边圈与凹模之间的夹紧力即压边力控制材料的流入速度，如果能使拉延深度大的区域材料流入快，拉延深度小的区域材料流入慢，较好的控制材料流入速度，则零件的成形性更容易满足要求。传统方法确定压边力的数值是通过经验公式计算所得，再经过实际调试模具时进行调整；另外，采用传统拉延模结构，压边圈与凹模间的夹紧力通过机台的顶杆施加，顶杆力最终施加到压料面上转换成面的均布力，即等压边力，这样就不利于实现局部压边力的调节，难以控制各区域材料满足理想的流入速度，从而无法保障零件的成形性。

这需要一种新的压边力计算方法，通过这种新的计算方法，可以给出满足零件的成形性要求时各区域所需准确的压边力数值。并且需要一种新的拉延模结构，实现各区域压边力数值按照所需进行施加。

目前已有的压边力可调的拉延模存在结构复杂、安装不便、成本高，不利于推广使用等缺陷。因此，亟需开发一种新型结构的拉延模，该拉延模应具有结构简单、制造难度小、安装操作方便、加工成本低、调节效果好、可大范围推广使用的特点。同时，该拉延模结构需要满足以下功能：1)需要材料流入快的区域，减小压边力；需要材料流入慢的区域，增大压边力；2)压边力的调节分等级调节，即可调幅度大或微调。使局部区域的压边力实现可控调节，从而控制材料流入，解决拉延成形问题。

发明内容

本发明包括一种利于成形的变压边力计算方法及实现压边力局部可调的拉延模，可适用于汽车各种钣金零件的拉延模结构，尤其适用于零件分模线变化急剧、局部拉延深度变化急剧的零件的拉延模设计，该变压边力计算方法能计算出满足零件的成形性要求时各区域所需准确的压边力数值，该结构的拉延模具能够快速调节局部压边力，实现各区域压边力数值按照所需进行施加，控制各区域材料流入速度，从而改善零件的成形性。

本发明的技术方案是提供一种利于成形性的变压边力计算方法，其具体包括如下步骤：

步骤1、建立零件初始拉延工艺补充面；

步骤2、对零件进行冲压有限元仿真分析；

步骤3、当仿真结果显示零件存在起皱、开裂、过度减薄的成形缺陷时，手动调整仿真参数进行优化，在优化后如果仍存在局部起皱或开裂的成形缺陷，则将存在成形问题区域附近的压边圈分割成小块，起皱区域命名为W，开裂区域命名为C；

步骤4、对于起皱区域W，将起皱区域W的压边圈往+Z方向移动调整量δ，起皱区域W压边圈与凹模间隙调整为t-δ，间隙减少以实现限制零件板料流入过快，缓解起皱；其中，t为零件板料厚度；

对于开裂区域C，将开裂区域C的压边圈往-Z方向移动调整量δ’，开裂区域C压边圈与凹模间隙调整为t+δ’，间隙增大以实现加速零件板料流入，缓解开裂；

步骤5、采用调整后的压边圈的型面，再次进行冲压有限元仿真分析，直至得到理想成形结果。

本发明的有益效果：本发明所述的是利于成形性的变压边力获取的计算方法，主要是通过划分成形问题区域，调整压料面区域的工艺型面，再进行有限元冲压仿真迭代进行优化，最终得出各区域较优压边力数值。并通过压边力调节装置实现在拉延模的压边力局部可调功能。

一般拉延模压边圈与凹模间的夹紧力通过机台的顶杆施加，顶杆力最终施加到压料面上转换成面的均布力，即等压边力，这样就不利于实现局部压边力的调节，本拉延模结构主要通过在压边圈上局部安装压边力调节装置，通过增加或删减垫片的方式调节压边圈与凹模之间的间隙，达到改变板料受到的来自压边圈与凹模间夹紧力的大小，从而实现各区域理想的材料流入速度，改善零件的成形性；同时，通过制定不同厚度规格的垫片，使压边力的调节分等级，即可调幅度大或微调。且该压边力调节机构具有结构简单、制造难度小、安装操作方便、加工成本低、调节效果好、可大范围推广使用的优点。

附图说明

图1为某汽车部件的拉延工艺型面；

图2为某汽车部件的拉延有限元模型；

图3为某汽车部件的压边圈分块示意图；

图4为某汽车部件的压边圈分块后A-A断面示意图；

图5为变压边力计算流程图；

图6为某汽车部件的拉延模结构；