铝机罩外板冲压成型方法与流程

1.本发明涉及板件冲压成型技术领域，具体涉及一种铝机罩外板冲压成型方法。


背景技术：

2.近年来，汽车厂商普遍采用提高车身艺术观赏性和鲜明的个性达到增强大众购车意愿的目的。为了突出车身棱线的力量感和穿透感，汽车设计外观棱线越来越复杂，棱线圆角设计越来越小，形成了个性鲜明的设计风格，促使了“锐棱”技术的运用。一般钢板的锐棱定义为：r小于或等于r6.5，弧长小于2.5。但由于过小的棱线结构与常规的板料冲压成型原理相违背，棱线特征成型过程中，往往会带来其它质量问题。
3.特征棱线在成形过程中，板料与凸模棱线接触时，当板料棱线处开始塑性变形，并随进料的不均匀而移动时，就会在棱线一侧产生滑痕，这个滑痕就是滑移线。当滑移线移动到棱线r角外部时，即使涂漆后，产品上也会有清晰可见的滑痕，影响零件的美观，在产品上造成滑移缺陷。这种缺陷在钢板零件和铝板零件中都有存在，其中铝板零件由其材料特性差异，滑移缺陷现象更为明显。铝板当圆角小于r10时，产品滑移缺陷风险一般会成倍增加。零件表面严重的滑移线现象是无法被顾客接受，棱线圆角越小，相邻平面夹角越小，产生滑移的风险越大，零件品质越难保证。
4.为了既满足零件个性鲜明，轮廓清晰的设计要求，又要满足零件外观质量要求，这就需要根据板件冲压成形规律以及滑移线产生的机理，研发出一种新的冲压工艺，既能保证零件的外观设计要求，又能保证冲压零件品质目标要求。
5.车身冲压外观件顾名思义，是指能直接从汽车外面看到的，通过冲压成型的部件。这些零件统称为车身冲压外观件。例如发动机罩外板、前/后车门外板、侧围、顶盖和背门外板等。目前铝机罩外板成型工艺一般分为：拉延——修边——修边——翻边。其特征棱线通常是在拉延工序一次成型。当棱线圆角r小于r5或者棱线造型特殊时，传统工艺方案得到的产品往往会产生滑移缺陷风险，质量难以保证。
6.严重的滑移缺陷现象影响零件外观品质，无法达成产品质量目标。传统上解决此类问题的方法是，当滑移线产生时，通过修改原始产品定义(调整棱线圆角大小，增大棱线两侧面的夹角)，调整拉延模产品外侧工艺补充造型等方式单独或综合使用来控制棱线两侧板料的流动，达到防止滑移痕滑动到产品棱线r以外的目的。虽然这两种方式能在一定程度上解决此类问题，但是调整棱线圆角大小，或增大棱线两侧面的夹角方案会改变原始产品设计理念，限制车身设计突破，不利于车身造型。调整产品外侧工艺补充造型方法，对小圆角棱线产品，容易造成拉延开裂，生产不稳定等问题，而且这种方式只对离产品边界较近的棱线滑移有有效的调节作用，对产品中间的棱线以及封闭特征棱线产生的滑移线经常起不到控制效果。


技术实现要素：

7.为解决铝机罩外板冲压成形过程中，零件中间封闭特征棱线产生滑移线问题，根
据滑移线产生的宏观机理，设计出一种铝机罩外板冲压成型方法，避免产品棱线在成型过程中在产品上产生滑移缺陷。
8.本发明采用的技术方案是：一种铝机罩外板冲压成型方法，适用于当产品中间特征棱线为环形，且圆角小于r10，通过一次拉延成型，棱线两侧板料流动无法控制，容易与凸模产生相对运动，产生滑移缺陷的情况；其特征在于：该冲压成型方法包括以下步骤：
9.a、拉延：在拉延工序通过放大产品圆角r，在拉延工序拉出无滑移缺陷的产品，避免滑移线在拉延工序产生；
10.b、修边；
11.c、修边 整形：利用从下向上的整形工序，让圆角r成为产品定义形状，防止整形痕迹产生在零件的外观面上以及棱线圆角r在成型过程中产生滑移缺陷；整形工序是通过胀型整形实现，在成型过程中，圆角r两侧板料被夹持，圆角r两侧无板料相对滑动，避免棱线在成型过程中，在产品上产生滑移缺陷的目的；
12.d、翻边。
13.作为优选，整形过程中，在特征棱线两侧采用内外压料的形式，使棱线两侧无板料相对滑动。
14.作为优选，内外压料的单边最小距离控制在30mm以上，保证有效的压料面积。
15.作为优选，整形工序的最大整形量在1mm以内。
16.作为优选，为了保证能从下而上的整形动作实现，压料圈采用上下双活的结构，整形开始前，上下压料板先压料。
17.本发明取得的有益效果是：本发明具有以下优点：
18.1、通过直接在棱线圆角两侧增加压料机构，控制棱线成形过程中板料的流动，防止滑移线的产生；
19.2、通过此工艺方案可以保证板件棱线极小圆角成形的外观质量达到棱线清晰光顺，无滑移缺陷的品质要求；
20.3、通过从下向上的成形方式，可以避免产品外露面上产生由凸模成形造成的接触痕迹，从而提高产品的成型表面质量；
21.4、此工艺方案，不仅能防止铝板棱线成形是滑移线的产生，还能防止铝板棱线成形时滑移线的产生；
22.5、通过此工艺方案，可以大大减少对车身棱线圆角大小设计要求的限制，有利于车身造型发展；
23.6、此结构根据滑移线产生的直接宏观原理设计，原理清晰，现场实施和调试方便。
附图说明
24.图1为拉延工序示意图；
25.图2为修边工序示意图；
26.图3为修边 整形工序示意图；
27.图4为翻边的工序示意图；
28.图5为最大整形量的示意图；
29.图6为特征棱线两侧压料形式的示意图；
30.图7为上下压料板压料的结构示意图；
31.附图标记：1、整形凸模；2、上压料圈；3、上压料圈镶块；4、下压料圈；5、下压料圈镶块；s、最大整形量；l、产品特征棱线；m1、外压料面区域；m2、内压料面区域。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.如图1-7所示，本发明的一种铝机罩外板冲压成型方法，适用于当产品中间特征棱线为环形，且圆角小于r10，通过一次拉延成型，棱线两侧板料流动无法控制，容易与凸模产生相对运动，产生滑移缺陷的情况；该冲压成型方法包括以下步骤：
35.a、拉延：在拉延工序通过放大产品圆角r，在拉延工序拉出无滑移缺陷的产品，避免滑移线在拉延工序产生；
36.b、修边；
37.c、修边 整形：利用从下向上的整形工序，让圆角r成为产品定义形状，防止整形痕迹产生在零件的外观面上以及棱线圆角r在成型过程中产生滑移缺陷；整形工序是通过胀型整形实现，在成型过程中，圆角r两侧板料被夹持，圆角r两侧无板料相对滑动，避免棱线在成型过程中，在产品上产生滑移缺陷的目的；
38.d、翻边。
39.如附图1-4，本工艺方案通过：拉延——修边——修边 整形——翻边，工艺方案达到获得没有滑移缺陷产品的目的。其棱线成型工艺如下：如附图5，先通过放大产品棱线圆角r，在拉延序拉出无滑移缺陷的产品。再如附图6，在特征棱线两侧采用内外压料的形式，使棱线两侧无板料相对滑动，通过从下而上的整形形式，避免成型凸模直接接触零件外漏面，防止产生接触痕迹。再利用胀型的成型原理，使棱线r成为产品定义r大小。其中如附图5，在拉延序通过合理的工艺补充，适当放大棱线原始r角，保证拉延后产品上无滑移缺陷。并控制后工序棱线r的最大整形量在1mm以内。如附图6，零件内外压料的单边最小距离最小控制在30mm以上，保证有效的压料面积。如图7，为了保证能从下而上的整形动作实现，压料圈采用上下双活的结构，整形开始前，上下压料板先压料。局部整形压料力通过cae软件模拟计算出的成型力来确定。整形凸模的宽度(附图6粗实线环形包围区域)通过第3序整形范围的大小来确定。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
41.在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式
来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
42.用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
43.在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
44.应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
45.在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
46.最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。