[发明专利]一种基于变圆角半径的拉延筋结构、金属板料和制造模具

说明书

本发明公开了一种基于变圆角半径的拉延筋结构、金属板料和制造模具，属于模具冲压技术领域。本发明通过设计拉延筋前后凹圆角与凸圆角半径，有效减小了板料在流经拉延筋后的内在变形抗力，使得模具开模后板料所释放的内在变形抗力减少，从而减少了因内在变形抗力而引起的零件回弹和翘曲缺陷，提高了零件的成形精度。

技术领域

本发明涉及模具冲压技术领域，具体而言，涉及一种基于变圆角半径的拉延筋结构、金属板料和制造模具。

背景技术

目前，金属薄板冷冲压成形技术是应用十分广泛的一种塑性成形技术，具有优质、高效、大批量、节材、节能和低成本的优点。随着汽车轻量化和碰撞安全性的日益提高，高强度钢板和铝合金板的应用日益广泛，但高强度钢板和铝合金板冲压件的回弹很大，尤其是侧壁翘曲，不仅回弹量大，而且形状复杂，很难克服。常规冲压工艺中通过在压边圈和凹模上设置拉延筋，增大进料阻力，使板料在拉深过程中承受足够的拉应力，提高零件的刚度，减少零件回弹。

传统的拉延筋截面多采用规则的轴对称形状，如半圆形和矩形，如图1和图2所示。即，这时半圆形筋中的凹圆角半径r₁和r₂和凸圆角半径R₁，矩形筋中的凹圆角半径r₃和r₄，凸圆角半径R₁和R₂都是分别对应相等的。当使用这种传统的轴对称形状截面拉延筋时，板料流经拉延筋时会有较大的内在变形抗力，内在变形抗力在模具开模后释放，是造成零件回弹的一个因素。经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103861958B记载了“一种具有拉延筋的冲压模具及其成型工艺”，中国专利文献号CN103341556A记载了“一种降低冲压件侧壁翘曲回弹的活动式拉延筋装置及其压边工艺”，中国专利文献号CN101530882A记载了“一种具有变拉延筋阻力的模具”，上述三项专利都是通过活动拉延筋改变板件在成型过程中的阻力，改善产品的回弹和翘曲现象。但是，活动拉延筋不利于提供均匀、稳定的进料阻力，且上述三项专利均未给出能够有效减小由于传统轴对称截面拉延筋本身的存在所导致的板料回弹量的设计方案。中国专利文献号CN102699174A记载了“一种大型薄板局部特征成形类零件翘曲回弹的控制方法”，通过在局部特征轮廓周围设置拉延筋，有效减小了大型薄板局部特征成型类零件成型过程中的翘曲回弹问题。但是，该专利未给出有效减小深冲式零件整体回弹的设计方案。

此外，中国专利文献号CN102397948A记载了“一种大型拉延模具混成截面压料筋结构”，通过连接不同类型的拉延筋，缓解了复杂零件不同部位进料阻力、减薄率难以控制的困难，实现了对拉延变形区进料阻力、压料面精度要求的控制。但是，该结构中相邻的不同拉延筋段截面形状差别过大，截面连接过渡处的进料阻力、减薄率、等效应变的波动过大，易引起该连接处板料的破裂或起皱。除矩形截面(或梯形截面)拉延筋与半圆形截面拉延筋以外，缺少其他截面形状的拉延筋，使其提供的进料阻力介于矩形截面拉延筋(或梯形截面)拉延筋和半圆形截面拉延筋之间。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

根据上述提出的技术问题，为克服现有技术中高强度钢板和铝合金板料冲压成形过程中回弹大，板料过拉延筋前后进料阻力与内在变形抗力的矛盾，以及缺少同等拉延筋高度下填充半圆形拉延筋截面和矩形拉延筋截面的空白阻力区梯度化控制的截面形状等技术问题，而提供一种基于变圆角半径的拉延筋结构、金属板料和制造模具。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于变圆角半径的拉延筋结构，包括第一拉延面和第二拉延面，二者之间平滑连接有向一侧凸出的拉延过渡面；所述的第一拉延面与拉延过渡面连接处形成第一凹圆角，拉延过渡面与第二拉延面连接处形成第二凹圆角，所述的第一凹圆角与第二凹圆角半径不同。

更进一步地，所述的第一凹圆角的半径小于第二凹圆角的半径。