[发明专利]一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构

说明书

本发明提供一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构，模具具有上模和下模，在下模上设置有可变形的类聚氨酯凸模，类聚氨酯凸模在面向待成形的板料的一侧上具有用于引导变形的凹槽，上模具有刚性的凹模，凹模上具有封闭式凹槽，其形状与产品形状一致，凹槽底部有排气孔。类聚氨酯凸模上的凹槽圆角外轮廓大于凹模上的凹槽的外轮廓，类聚氨酯凸模上凹槽的深度从外到内逐渐加深。本发明提供的可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构，消除了传统工艺造成的凹槽周围面品缺陷，尤适用于冲压件上凹槽特征的成形问题，减少模具制作过程中的研配工作量，降低返修率，结构简单，制造方便，压料稳定，维修便利。

技术领域

本发明属于冲压技术领域，具体说是涉及一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构。

背景技术

在许多冷冲压零件上存在类似凹槽的结构，例如汽车门外板手扣凹槽、半球形的结构件等，此类凹槽形状通常采用拉延成形工艺来实现。但是，由于拉延工艺本身的限制，凹槽的周围很容易产生表面缺陷，比如凹坑、起皱等，从而影响产品的质量，因此，在模具调试过程中，为了优化质量需要耗费大量的人力和物力。

对于面品质量要求比较高的外覆盖件来说，比如汽车的门外扳手扣区域，除车身侧面的棱线造型外，手扣造型是汽车外观上一个重要的造型特征，Audit评审时会重点关注手扣周围的面品质量，对于车身棱线贯穿手扣的情况，采用拉延工艺成形的手扣周围更易产生表面缺陷，从而影响整体外观效果。

该类凹槽结构通常在冲压模具的第一序以拉延工艺成形，通过凹模的反成形来形成手扣形状。在拉延成型工艺中，上模的凸起形状作用在凸模凹槽圆角内板料上的力远远大于凹槽圆角外板料受到的拉力，所以，圆角外的板料会越过圆角流入凹槽内，并且不规则的凹槽形状也加剧了板料流入量的不均，导致凹槽周围板料存在不均匀的切向压应力，由此导致面品缺陷的产生，即使在凹槽外围区域施加强压，也不能完全解决此类缺陷。因此，需要针对该类技术问题进行解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构，解决了在封闭式凹槽圆角以外产生切向压应力和板料流动的技术问题，消除了产品凹槽周围的面品缺陷，减少了模具制作中的研配工作量，缩短了制作周期，具有结构简单、制造方便、压料稳定和维修便利的优点。

一种可控介质冷冲压成形工艺方法，包括以下步骤：

步骤S1:模具准备阶段，上模通过螺栓固定在压机的上滑块上，上模为凹模，下模由压料圈和可变形的类聚氨酯凸模构成，在凸模上设置有凹槽，下模通过螺栓固定在压机的工作台上；

其中，凸模上的凹槽轮廓比需要成形的凹模凹槽轮廓大，并且凸模上的凹槽完全覆盖住凹模上的凹槽；

步骤S2：准备阶段，压料圈被压机工作台的托杆顶起到工作高度，压料圈和凸模支撑住成形用板料；

步骤S3：下压阶段，上滑块向下运动，上模和压料圈将板料压紧，以提供足够的压料力，板料被压紧在类聚氨酯凸模和压料圈上，随着上滑块的继续下行，压料圈在上模的作用下开始下行；

板料在上模与压料圈和凸模的作用下开始变形，接触板料的部分先发生变形；

步骤S4：变形开始阶段，由于类聚氨酯凸模具有可变形性，随着压力的继续增大，变形首先在类聚氨酯凸模与板料接触的内边缘部分开始，凸模的材料从凹槽圆角部分开始由外到内逐渐产生变形，并往内侧扩展，凸模上的凹槽逐渐被填平并凸起，类聚氨酯凸模的边缘位置比内部先接触到板料；

聚氨酯凸模逐步变形并压紧板料，并逐渐到达凹模的凹槽圆角边缘部分；

步骤S5：变形发展阶段，当通过变形后的类聚氨酯凸模传递的力较大时，板料就会沿着凹模的圆角开始变形并逐渐贴紧凹模的圆角，由于类聚氨酯凸模传递的力始终在料厚方向上压紧板料，不存在径向的拉应力，因此凹模凹槽圆角外的板料不会流入要成形的封闭式凹槽；