[发明专利]一种金属板料拉深杯形件的模具及成型工艺

说明书

技术领域

本发明属于材料成形及模具领域，尤其涉及一种金属板料拉深杯形件的模具及成型工艺。

背景技术

金属板料冲压成形已被广泛的应用于许多领域。如何充分利用和发挥材料的成形性能、发掘新的成形工艺与方法，提高成形效率与质量是整个行业面临的一个重要课题，也是国内外塑性加工界研究的热点。杯形件拉深成形是一种在金属板料冲压成型领域应用最广泛的成型工艺，在杯形件拉深成型过程中，目前主要通过优化组合工艺参数和模具结构参数来提高板料的拉深成形效率和质量，尤其是对压边力、凸模圆角、凹模圆角、润滑条件等工艺参数和模具结构的研究。然而就现在取得的技术和成果而言，迄今仍停留在感性认识阶段，工艺参数与模具结构的确定与优化往往需要长时间的反复试验，总结归纳而获得，提高杯形件拉深效率及质量的效果并不明显。由于杯形件拉深过程中，拉深件变形不均匀，壁厚分布不均，其拉深破裂总是在壁厚最大变薄处最先产生从而导致整个拉深成形失败，而且拉裂缺陷的产生与拉深过程中金属的流动趋势有很大的关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过主动控制金属流动趋势从而有效提高拉深成形效率和质量的金属板料拉深杯形件的模具及成型工艺。

为达到上述目的，本发明的模具是：包括上模座和下模座，上模座与下模座通过导柱相连接，在上模座和下模座上分别设置有相互对应的凸模和凹模，凸模的外侧设置有与上模座相连接的卸料螺钉及套装在卸料螺钉上的压边弹簧，在卸料螺钉的下端设置有压边圈，在凹模的外侧设置有与下模座固定连接的容框，容框内自上而下依次设置有锥形推块和橡胶垫，锥形推块内还设置有与凸模相配合的锥形抱紧件，在下模座的下端设置有弹簧座，且在弹簧座内设置有顶料弹簧，在顶料弹簧上端设置有贯穿橡胶垫、锥形推块和锥形抱紧件的顶杆，在项杆外套有弹簧。

本发明的凸模及卸料螺钉均通过上模固定块与上模座相连接；导柱上还套装有导套；锥形抱紧件为三瓣大小、形状相同的抱紧块构成，该抱紧块沿周向均匀分布；顶杆为一上端的直径小于下端直径的台阶状圆柱体，大径与小径之间通过锥面过渡；锥形抱紧件(6)外侧的锥面角为28°～35°；锥形抱紧件抱紧深度为杯形件拉深后的高度40％～45％。

本发明采用的工艺为：上模座下行，压边弹簧和压边圈将板料压紧开始拉深，开始拉深时，在顶料弹簧及弹簧共同作用，顶杆的大直径部位处在锥形抱紧件的中心小孔内，抱紧块向外张开着，上模座继续下行，材料逐渐被拉入凹模内，此时顶杆随之后退，顶料弹簧及弹簧被压缩，随着凸模继续下行，凸模带动工件压到锥形抱紧件的底部，推动锥形抱紧件下移，此时顶杆的小直径部位进入锥形抱紧件的孔内，橡胶垫的夹紧，锥形推块下移，三瓣抱紧块同时径向靠拢，将工件抱紧，凸模继续下行，橡胶垫的压缩，工件底部及侧壁在抱紧状态下随着顶杆、锥形抱紧件、锥形推块同时刚性下移进行拉深，直至拉深至下死点位置，当上模座向上返程时，橡胶垫、顶料弹簧、弹簧的共同作用，顶杆、锥形抱紧件及锥形推块同时上移，橡胶垫处于正常状态时锥形推块停止运动，顶杆、锥形抱紧件相对锥形推块继续向上运动，凸模向上拉，将工件逐渐顶出锥形抱紧件和凹模，同时锥形抱紧件依次在顶杆大直径部分的作用下，向外张开，为下次拉深做好准备。

由于本发明在拉深过程中给工件的侧壁部位施加一定抱紧力，使工件能够抱紧凸模，增加凸模与工件间的摩擦力，改变侧壁的金属流动趋势，防止变薄区材料尤其是危险断面的进一步变薄，使壁厚变厚处更多地参与变形，拉深件壁厚分布趋向均匀，从而推迟了开裂的产生。提高了材料的拉深变形均匀程度，减少拉深次数，成形效率也将大大提高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。