[发明专利]快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法

说明书

本发明公开了一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，包括上模组件、下模组件和导向组件，上模组件与下模组件为相对设置；所述上模组件包括：上模固定板、垫块、上模板、凸模固定块和上模刀；所述下模组件包括：下模板，设于下模板上的凹模固定块、下模刀和隔料板。本发明还公开了一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化方法。本发明能够在一套装置上实现汽车铝板在不同工艺条件下的冲裁试验，并快速确定各工艺参数对汽车铝板冲裁断面的影响规律，从而为不同规格不同牌号的铝板确定出最佳的冲裁工艺参数。

技术领域

本发明涉及金属塑性加工与模具技术，更具体地说，涉及一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法。

背景技术

随着汽车工业对燃油效率和尾气排放要求的不断提高，铝合金板已经代替钢板成为汽车车身覆盖件的优选材料。然而，铝合金板在落料、修边和冲孔等冲裁过程中非常容易形成毛刺并产生大量的铝屑。其中，毛刺会断裂形成碎屑，并与铝屑一同附着在工件以及模具表面，从而在最终成形的冲压件表面形成划伤、麻点、凹坑等缺陷，严重影响工件的外观质量和生产效率。因此，如何有效地抑制冲裁过程毛刺和铝屑的产生，已成为现今汽车铝板行业了亟待解决的问题。

目前，解决上述的问题的主要方法有两种。其中，方法一就是改变现有修边冲裁工艺以及模具的结构，通过多次冲裁来有效提高板料的冲裁断面质量。然而，该方法会使得模具结构以及修边工序变得十分复杂，且成本高，不易实施。方法二则是通过获取最优的冲裁工艺参数来抑制毛刺和铝屑的产生。经过大量研究表明，冲裁角度、冲裁间隙以及冲裁模具圆角半径等冲裁工艺参数的选取对铝合金板修边碎屑和毛刺的产生有极大的影响，冲裁断面中光亮带大、撕裂带和毛刺小的冲裁工艺有利于减少或消除铝屑的产生。与方法一相比，方法二尽管前期需要进行大量的冲裁试验确定最优的工艺参数，但模具结构不需要有较大改动，加工成本低，可实施性强。

如申请号为201010215682.X的发明专利“金属板料无毛刺的冲裁方法及模具”提出了一种新型的金属板料无毛刺冲裁方法。该发明由以下两个步骤组成：首先对金属板料背面进行冷挤压，在冲裁切口位置上形成辅助压线，产生凹形压痕；之后，再使用冲裁模具进行冲裁，冲裁间隙为板料厚度T的0.04～0.06倍。本发明对高精度的孔或产品外形的影响较小，对模具刃口锋利度的要求低。

如申请号为201310005405.X的发明专利“无毛刺加工模具”，提供了无毛刺加工模具与普通模具的区别在于，模具第一次冲压的冲头安装在下模板，废料是从下往上顶起的，再由二次冲压将废料从上往下顶出，通过对产品进行二次冲压，从而使产品反面轮廓线表面无毛刺。

如申请号为201210155222.1的发明专利，提供了一种无毛刺冲裁方法和冲裁系统，其冲裁工序分两步，首先在板料冲裁位置预成形一个凹槽，然后再对该位置进行冲裁，从而将工件和废料分离。采用本发明制得的工件在与凸模运行方向垂直的大平面的周边轮廓不存在冲压毛刺，且工件质量较高。

综合上述现有专利分析可知，现有技术主要是通过在冲裁位置预成形出凹槽来提高金属板料的冲裁断口质量。而通过快速优化冲裁角度、冲裁间隙以及冲裁圆角半径等工艺参数来抑制铝屑和毛刺产生的相关方法还未见。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置及其优化方法，能够在一套装置上实现汽车铝板在不同工艺条件下的冲裁试验，并快速确定各工艺参数对汽车铝板冲裁断面的影响规律，从而为不同规格不同牌号的铝板确定出最佳的冲裁工艺参数。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种快速获取汽车铝板冲裁工艺参数的优化装置，包括上模组件、下模组件和导向组件，上模组件与下模组件为相对设置；

所述上模组件包括：上模固定板、垫块、上模板、凸模固定块和上模刀，上模板的上表面通过垫块与上模固定板相连，凸模固定块连于上模板的下表面，上模刀连于凸模固定块上；