[发明专利]涵盖多种包边方式的机器人滚压包边成形特征模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑性成形技术领域的模具，具体是一种涵盖多种包边方式的 机器人滚压包边成形特征模具。

背景技术

包边是一种连接汽车外板和内板的常见加工方法，是指将已翻边好外板进行 逐步弯曲后包裹住内板的一种成形方法，是冲压件的最后一道成形工序。从车身 零件冲压成形到装配过程的柔性化成为汽车制造的发展趋势，机器人滚压包边技 术是实现车身四门两盖等分总成包边柔性化的最新技术，相比传统的模具包边工 艺，大大降低了模具开发时间和成本，极大地提高生产线的柔性。但是滚压包边 由于变形复杂，成形缺陷形式多样，缺陷诊断和尺寸精度控制更加困难，有必要 发明一套涵盖多种包边方式的机器人滚压包边成形特征模具，进行滚压包边研 究，了解缺陷产生的原理，控制缺陷的产生。

经对现有技术的文献检索发现，法国S.Thuillier等人2008年在期刊 《Journal of Materials Processing Technology》上发表论文“Numerical simulation of the roll hemming process”(“滚压包边过程的数值仿真”)， 该文对平面曲线滚压包边进行了仿真研究，该研究主要对应于平面曲线包边形式 的尺寸缺陷，没有涉及到其他包边方式的缺陷。Guohua Zhang、Jack Hu等对于 模压包边的平面直线以及曲面曲线的尺寸缺陷和翘曲缺陷的机理进行了研究，并 在实验中实现了模拟，不过几何特征也有明显的局限性。对于几何形状多样的汽 车覆盖件，其成形特征涵盖多种类型的包边，包括各种类型直线或曲线形式的包 边特征，所以采用简单曲线来模拟滚压包边，对于汽车板表面质量特性的应用和 研究有较大的局限性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种涵盖多种包边方式的机器人滚压包边 成形特征模具，可以使滚压包边成形件实现与实际包边零件相一致的三维变形， 能够满足研究汽车板滚压包边性能研究的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括下模、底座、压板、夹紧装 置。下模置于底座上，底座固定在地面上，压板通过夹紧装置设置在下模上。下 模下表面保持水平，压板上表面保持水平，下模上表面和压板下表面拥有相同的 结构形面，该结构形面包括两个部分：平面和曲面，平面与曲面保持相切，下模 上表面曲面凹面向上，压板下表面曲面凹面向下。

所述下模上表面，其曲面凹面向上，边缘为倒角。

所述曲面除去与平面连接部分外，外边缘共有三条包边线，其中有两条包边 线是相对的，这两条包边线为曲面曲线；所述三条包边线中有一条直线连接了上 述两条曲面曲线，为曲面直线。

所述平面是指与曲面相切的部分，与曲面曲线相切连接的两条包边线为直 线，为一条长直边和一条中直边，和曲面直线相对且与长直边垂直相连接的是一 条短直边，长直边、中直边和短直边这三条直边构成平面直线包边部分。

所述中直边和短直边，它们之间的过渡部分设有外凸和内凹平面曲线。外凸 平面曲线包括小半径外凸圆弧、大半径外凸圆弧，内凹平面曲为内凹圆弧，内凹 圆弧与大半径外凸圆弧等半径相切连接，与小半径外凸圆弧通过直线相切连接， 该直线与短直边和曲面直线平行。

所述小半径外凸圆弧，为与中直边相切连接的外凸四分之一圆弧，其曲率半 径较小，一般取为20至50mm；所述大半径外凸圆弧，为与短直边相切连接的外 凸四分之一圆弧，其曲率半径较大，一般取为60至100mm。

所述底座上表面保持水平安装，通过螺纹与下模下表面相连接，下表面通过 地脚螺栓与地面相连，底座内部向下整体为空腔，壁厚10mm至15mm。

所述压板和下模配合安装，压板下表面曲面凹面向下，相对下模上表面压板 下表面形面向内偏置12至15mm；上表面保持水平，进行中间掏空，掏空后，中 间横梁将压板分为两个大框。

本发明使用时，将待包边外板和内板通过胶粘结在一起，置于下模上，下模 置于底座上，底座通过地角螺栓固定在地面上，压板通过夹紧装置将板料压在下 模上，最终成形零件的外轮廓由下模上表面的轮廓决定。

车身包边零件由于外观和刚度的特殊要求，和一般冲压件相比都具有材料 薄、形状复杂、多为复杂空间曲面、表面质量要求高等特点。车身覆盖件包边成 形方式往往不是单一曲线形式的成形，而是包含平面直线、平面曲线、曲面直线、 曲面曲线等变形模式复合一起而成形。