一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具的制作方法

本发明涉及铝合金冲压，具体涉及一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具。

背景技术：

1、因铝合金材料的高延展性和高强度等物理特性，可作为汽车壳体件，多采用冷冲压成型技术，如公开号cn118385397a、cn115889338a中的相关内容，技术本质是以液压为动力，配合上模/下模中的相关构件完成产品成型，而考虑到产品结构、动力供给方式进行如下补充：

2、其动力供给方式以梯形为主，其中需要提供瞬间高冲程压力完成铝合金整体形变，再进行保压维形，最后再复位，常规多以模型仿真计算方式为主生成对应的工艺数据，如下压时的冲程、压力等数据，但是在考虑到产品结构（以左前门内板为例）来说，若产品结构较为复杂，且产品厚度大于3mm，那么多处区域的形变方式（形变方向、形变程度和形变区域面积）存在明显差异性，虽然冲压模具中必然设置顶料机构、定位机构等一系列配套的应力释放方式，但是因为整片原料不同区域应力场复杂，导致局部区域的应力场相互干扰影响，最终还是会导致产品发生不同幅度的异常形变过程，如发生完成冲切/压后的产品整体发生大弧度弯曲或局部塌陷等问题，对此本发明以冲压技术为基础提出一种技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，用于解决上述的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，包括上模、下模和多个成型刀块、顶位总成，使用到带闭式冲压模具的铝合金门内板成型系统；

3、所述上模与冲压机驱动系统传动连接，可完成下行合模与上行复位动作，上模与下模合模后形成与目标左前门内板轮廓匹配的成型腔，所述下模的成型腔内固定安装有与产品本体内侧轮廓完全贴合的模仁；

4、多组所述成型刀块可拆卸式安装在上模的成型腔内，安装位置与冲压风险区域相对应，每个成型刀块的成型面与对应应力管控单元的产品本体外侧轮廓完全匹配，所述上模的成型腔内，无冲压风险的区域是与产品本体轮廓匹配的一体式成型型腔；

5、所述顶位总成与成型刀块相对应，每套顶位总成均包括顶位杆、液压弹性件、力传感器，所述顶位杆沿成型面的法向贯穿成型刀块，其上端与液压弹性件的一端抵接，液压弹性件的另一端与力传感器的检测面紧密贴合，顶位杆的下端在初始状态下露出于成型刀块的成型面之外。

6、进一步的，所述力传感器用于采集顶位杆接触板材后受到的法向反向作用力数据，且包括以下步骤：

7、s1、通过冲压仿真软件对目标左前门内板做全流程冲压模拟，包括接触成型、保压整形和脱模回弹三个阶段，获取单次冲压动作的基础动作参数，根据模拟结果获取产品本体的冲压风险区域，将冲压风险区域划分为独立的应力管控单元，每个应力管控单元对应配置带顶位总成的成型刀块，无冲压风险的区域采用一体成型腔；

8、s2、顶位总成内部设置有力传感器，通过顶位总成内的力传感器，实时采集各应力管控单元内产品本体在冲压全流程的法向反向作用力数据，获取对应区域的实时应力数据；

9、s3、以仿真得到的基础动作参数为基准，且参照多个应力管控单元的实时应力数据计算区域间应力变化差异，对上模行进速率进行主动调整修正，同步调整各顶位总成的顶出力与动作时序。

10、进一步的，步骤s1中，还根据模拟结果定位相邻冲压风险区域之间的应力传递过渡区域，将应力传递过渡区域划分为缓冲管控单元，每个所述缓冲管控单元中对应设置有带单点式顶位总成的微型镶块。

11、进一步的，所述单点式顶位总成内同样设有初始状态露出于微型镶块成型面的顶位杆，以及配套的力传感器，用于采集过渡区域的应力数据并阻断应力跨区域传递。

12、进一步的，步骤s1中，还根据模拟结果定位相邻冲压风险区域之间的应力传递过渡区域，将应力传递过渡区域划分为缓冲管控单元，每个缓冲管控单元对应设置有微型镶块，且将该位置的顶位总成设置为单点式。

13、进一步的，所述单点式的顶位总成内同样设有初始状态露出于微型镶块成型面的顶位杆和力传感器，用于采集过渡区域的应力数据并阻断应力跨区域传递。

14、进一步的，步骤s3中，对上模行进速率进行调整修正的分阶段处理过程如下：在接触成型阶段中，根据每个区域中接触冲击应力差异，实时修正上模下行速率，当检测到局部应力过载或多区域应力差超出阈值时，降低上模下行速率；

15、在保压整形阶段中，根据每个区域中的应力集中情况与应力传递趋势，对上模合模位置进行速率可控的微量上下行调整，配合顶位总成的顶撑动作，抵消局部集中应力，阻断应力跨区域传递；

16、在脱模回弹阶段中，根据每个区域的回弹应力差异，实时修正上模上行复位速率，当检测到局部回弹应力过大或全区域回弹应力差超出阈值时，降低上模上行速率，平衡产品本体全区域的回弹形变。

17、进一步的，还包括冲压前预校准步骤，将上一模次的全流程应力数据、产品本体尺寸检测结果作为本次冲压的校准依据，提前修正上模下行与上行的基础速率曲线、顶位杆的初始露出量、顶位总成的初始预紧力，实现批次间的自适应优化。

18、本发明具备下述有益效果：

19、1.首先通过划分的应力管控单元与缓冲管控单元，配合顶位总成的力传感结构，实现从板材接触到脱模完成的全周期应力精准采集，可在接触成型、保压整形、脱模回弹三个阶段中，根据实时应力数据动态修正上模行进速率，同步匹配顶位总成的顶出力与动作时序，调控板材塑性流动与应力分布，有效的阻断应力跨区域传递与耦合干扰，大幅降低局部应力过载、应力集中引发的成型缺陷；同时通过差异化的上行速率调控与顶位杆缩回时序控制，平衡全区域回弹应力释放，以解决脱模回弹不均导致的产品本体翘曲、尺寸超差问题，显著提升3mm以上厚规格铝合金左前门内板的成型精度与成型质量。

20、2.其次以冲压仿真获取的基础动作参数为基础，并结合上一模次（上一次的冲压动作）的全流程应力数据与产品本体尺寸检测结果，提前完成本次冲压的上模速率曲线、顶位杆初始露出量与预紧力的预校准，有效的消除铝合金板材批次间力学性能波动带来的系统误差，提升批量生产的尺寸一致性；同时通过应力过载系数与应力差异系数双指标联动调控上模速率，在应力异常时精准降速完成应力管控，应力回归阈值后快速恢复基准速率，在保障成型质量的前提下，兼顾产品本体成型精度与工业化连续冲压的生产效率，适配汽车门内板的规模化量产需求。

1.一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，包括上模、下模和多个成型刀块（2）、顶位总成（3），其特征在于，使用到带闭式冲压模具的铝合金门内板成型系统；

2.根据权利要求1所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，所述力传感器用于采集顶位杆接触板材后受到的法向反向作用力数据，且包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，步骤s1中，还根据模拟结果定位相邻冲压风险区域之间的应力传递过渡区域，将应力传递过渡区域划分为缓冲管控单元，每个所述缓冲管控单元中对应设置有带单点式顶位总成（3）的微型镶块。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，所述单点式顶位总成（3）内同样设有初始状态露出于微型镶块成型面的顶位杆，以及配套的力传感器，用于采集过渡区域的应力数据并阻断应力跨区域传递。

5.根据权利要求2所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，步骤s1中，还根据模拟结果定位相邻冲压风险区域之间的应力传递过渡区域，将应力传递过渡区域划分为缓冲管控单元，每个缓冲管控单元对应设置有微型镶块，且将该位置的顶位总成（3）设置为单点式。

6.根据权利要求5所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，所述单点式的顶位总成（3）内同样设有初始状态露出于微型镶块成型面的顶位杆和力传感器，用于采集过渡区域的应力数据并阻断应力跨区域传递。

7.根据权利要求2所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，步骤s3中，对上模行进速率进行调整修正的分阶段处理过程如下：在接触成型阶段中，根据每个区域中接触冲击应力差异，实时修正上模下行速率，当检测到局部应力过载或多区域应力差超出阈值时，降低上模下行速率。

8.根据权利要求7所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，在保压整形阶段中，根据每个区域中的应力集中情况与应力传递趋势，对上模合模位置进行速率可控的微量上下行调整，配合顶位总成（3）的顶撑动作，抵消局部集中应力，阻断应力跨区域传递。

9.根据权利要求8所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，在脱模回弹阶段中，根据每个区域的回弹应力差异，实时修正上模上行复位速率，当检测到局部回弹应力过大或全区域回弹应力差超出阈值时，降低上模上行速率，平衡产品本体（1）全区域的回弹形变。

10.根据权利要求2所述的一种铝合金左前门内板的动态应力反馈冲压模具，其特征在于，还包括冲压前预校准步骤，将上一模次的全流程应力数据、产品本体（1）尺寸检测结果作为本次冲压的校准依据，提前修正上模下行与上行的基础速率曲线、顶位杆的初始露出量、顶位总成（3）的初始预紧力，实现批次间的自适应优化。