汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置的製作方法
2023-05-26 20:36:26 1
專利名稱：汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對冶金治煉中的鋼板板材成品的檢測，更具體是指一種汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，利用該誘發裝置能在汽車板表面形成拉毛缺陷。
背景技術：
在冷軋鋼板衝壓成型中，特別是板料拉伸成型中，當板料處於滑動運動時，由於板料和模具工作表面間的強制接觸，可能發生粘著磨損，這時成型件會被嚴重損傷，即衝壓件出現表面損傷——拉毛現象。在生產中，通過減少拉毛缺陷，可以提高產品表面質量和成品率。所以，研究拉毛現象和預防拉毛產生措施對汽車製造商和汽車板供應商都是非常重要。在冷軋鋼板衝壓成型過程中，出現拉毛現象與諸多因素相關板料的材質(成分與組織)、力學性能(如加工硬化特性)以及表面形貌(如粗糙度)，模具的材質(成分與組織)、力學性能(如硬度)、表面形貌(如粗糙度及其紋理)以及形狀尺寸，還有外部條件如潤滑(成分與用量)、溫度、異物等，還有成型條件如變形模式與變形量、壓邊力、流入速度、接觸面積等。可見，影響拉毛缺陷的因素是眾多的、紛雜的，為了能深入地研究板料表面拉毛現象，找出各因素對拉毛行為的影響規律，特別是模具的各因素，即模具材質、模具表面硬度以及模具表面粗糙度分別對於拉毛缺陷的影響規律，必須能建立科學評價拉毛缺陷的體系，更好地為生產提供指導服務。為此，需要設計一種合適的拉毛實驗模擬裝置，以便能在實驗室環境中真實地再現衝壓實際加工中板料表面拉毛缺陷。
經過對專利文獻的檢索，尚未發現有類似的模擬裝置。在非專利技術中，經過檢索得知，澳大利亞的D.M.Fabijanic等人在期刊《Metal Forming》(《金屬成型》)2000年第9期上發表論文「Improving the galling resistance of automotive stamping tools」(《提高汽車衝壓模具的抗拉毛性能》)。該文揭示了採用U形件彎曲變形研究了汽車板衝壓模具的抗磨損性能，他們都在實驗中實現了對磨損的模擬，不過也都有明顯的局限性，主要是U形件彎曲中模具磨損和板料劃傷只發生在彎曲成型的直邊部分，而對於幾何形狀多樣的汽車覆蓋件，其成型模式是拉伸變形，即除在較大直邊部位存在有彎曲變形，其他部位均是拉伸變形，屬於板料壓縮類成型，並且發生在模具轉角部位的拉毛缺陷比直邊部位的拉毛現象更為普遍，所以採用U形件彎曲變形來模擬模具磨損(或板料抗拉毛性)對於研究汽車板拉毛特性有較大的局限性，不能為滿足研究各種因素對拉毛行為的影響規律和建立科學評價拉毛缺陷的需求提供相應的技術支持。
發明內容
本發明的目的是提出一種汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，該誘發裝置能誘發汽車鋼板表面形成拉毛，使其能再現汽車板板材在衝壓過程中的拉毛形成，為研究模具因素對板材板料拉毛缺陷的影響規律以及建立科學評價拉毛缺陷的評價體系提供相應的技術支持。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案該汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，包括壓力機、凹模部分和凸模部分，凹模部分與凸模部分相對而設，壓力機驅動凹模部分相對於凸模部分作上下運動，所述的凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凹模墊塊與上底板相固定並位於上底板下方，凸模墊塊也固定在上底板下方並位於凹模墊塊內，凹模鑲嵌在凹模墊塊上並位於凹模墊塊的下方；所述的凸模部分還包括下底板、凸模、背嚮導塊、壓邊板、活動頂杆，凸模固定在下底板上並與凹模部分的凹模墊塊相對，活動頂杆置於下底板上並位於凸模的兩側，背嚮導塊固定於下底板上並位於頂杆的兩側，壓邊板置於頂杆上，凸模的外輪廓與壓邊板和凹模型腔形狀相同並能容置於內。
所述的壓邊板工作表面上設有拉延筋凹筋，所述的凹模上設有拉延筋凸筋，拉延筋凸筋與拉延筋凹筋的位置相對。
所述的凹模部分的凹模、凹模墊塊以及凸模墊塊隨著上底板在壓力機的驅動下一起作上下運動。
所述的壓邊板能隨頂杆作上下運動。
所述的凹模與凸模的模具間隙為2-4mm。
所述的凹模工作面表面粗糙度為0.2-2.0μm之間。
所述的壓邊板的材質、表面硬度和工作面表面粗糙度的設置均與凹模的材質、表面硬度和工作面表面粗糙度相同。
本發明的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置包括壓力機、凹模部分和凸模部分，凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凹模墊塊與上底板相固定並位於上底板下方，凸模墊塊也固定在上底板下方並位於凹模墊塊內，凹模鑲嵌在凹模墊塊上並位於凹模墊塊的下方；所述的凸模部分還包括下底板、凸模、背嚮導塊、壓邊板、活動頂杆，凸模固定在下底板上並與凹模部分的凹模墊塊相對，活動頂杆置於下底板上並位於凸模的兩側，背嚮導塊固定於下底板上並位於頂杆的兩側，壓邊板置於頂杆上，凸模的外輪廓與壓邊板和凹模型腔形狀相同並能容置於內。當汽車鋼板置於壓邊板上，凹模在壓力機的驅動下向下運動，當凹模接觸鋼板時，壓邊板隨凹模一起向下運動，此時頂杆對壓邊板施加一定的向上壓緊力，在壓緊力和凹模向下運動下，由於鋼板受凹模和壓邊板作用導致變形、並且與它們的工作表面直接接觸，在反覆的拉伸過程中鋼板上部分物料向凹模表面和壓邊板表面轉移，在二者表面形成粘結瘤，在衝壓過程中粘結瘤會劃傷鋼板的表面，產生拉毛缺陷，隨著衝壓次數的增加，粘結瘤會越來越多、越來越大，拉毛程度也會越來越嚴重，從而達到在實驗室再現拉毛缺陷的目的，為研究模具因素對板材板料拉毛缺陷的影響規律以及建立科學評價拉毛缺陷的評價體系提供了相應的技術支持。
圖1為本發明的拉毛誘發裝置結構示意圖。
圖2為當將汽車鋼板試樣置於本發明的拉毛誘發裝置中的示意圖。
圖3為本發明的拉毛誘發裝置中的凹模部分與凸模部分合模時的狀態示意圖。
圖4為本發明的拉毛誘發裝置將鋼板試樣衝壓變形時的狀態示意圖。
具體實施例方式
為了能更好地理解本發明的上述技術方案，下面結合附圖和實施例進行進一步地詳細描述。
如圖1所示，本發明的拉毛誘發裝置包括括壓力機、凹模部分和凸模部分，具體包括上底板1、凹模2、凹模墊塊3、凸模4、凸模墊塊5、背嚮導塊6、下底板7、壓邊板8、頂杆9、壓邊板拉延筋凹筋10、凹模拉延筋凸筋11。
上底板1和壓力機(圖中沒有示意出)中的一個部件相連，由壓力機驅動上底板1作上下運動。凹模墊塊3通過內六角螺釘和內螺紋圓柱銷固定在上底板1上，凸模墊塊5通過卸料螺釘固定在上底板1，凹模2通過內六角螺釘和內螺紋圓柱銷鑲嵌凹模墊塊3上，拉延筋凸筋11通過內六角螺釘固定在凹模2的工作表面，凹模2、凹模墊塊3以及凸模墊塊5可隨著上底板1在壓力機上橫梁的帶動下一起上下運動，背嚮導塊6通過六角鏍栓和普通圓柱銷固定於下底板7上，凸模4通過內六角螺釘和內六角螺釘固定在下底板7上，壓邊板8置於頂杆9上，可隨頂杆9上下運動，拉延筋凹筋10直接鑲嵌在壓邊板8的上工作面。壓邊板8、凹模2型腔應該同加工、以保證同心性，型腔尺寸也相同，且其形狀與凸模4的外輪廓相似、尺寸比凸模4稍大(模具間隙為2-4mm)、中心與凸模4相同，凹模2工作面的拉延筋凸筋11與壓邊板上的拉延筋凹筋10的對稱中心相同，拉延筋凸筋11和凹筋10分別鑲嵌壓邊板8和凹模2的工作面，保證鑲嵌結合部絕對平滑。凹模2材質選用當前汽車生產廠家常用的鑄鐵，凹模2表面硬度為HRC30-65，凹模2工作面表面粗糙度為0.2-2.0μm之間，為了便於分析實驗結果，確定每一個模具因素對拉毛影響規律，壓邊板8的材質、表面硬度以及工作面表面粗糙度的設置都和凹模2相同。
請結合圖2、圖3所示，當將所需要試樣的鋼板12置於壓邊板8上，凹模2在壓力機的驅動下向下運動，上底板1繼續帶動凹模2向下運動，帶動壓邊板8和頂杆9也向下運動，鋼板12經過拉延筋凹筋10和拉延筋凸筋11貼著凸模4向凹模2內流動變形，在壓緊力和凹模2向下運動下使鋼板12變形成為預期的盒形件。也就是說，當凹模2接觸鋼板12時，壓邊板8隨凹模2一起向下運動，此時頂杆9對壓邊板8施加一定的向上壓緊力，由於鋼板12是受凹模2和壓邊板8作用導致變形、並且與它們直接接觸，在反覆的拉伸過程中鋼板上部分物料向凹模2表面和壓邊板8表面轉移，在二者表面形成粘結瘤，在衝壓過程中粘結瘤會劃傷鋼板12的表面，產生拉毛，隨著衝壓次數的增加，粘結瘤會越來越多、越來越大，拉毛程度也會越來越嚴重，從而達到在模擬再現汽車鋼板衝壓加工中出現拉毛缺陷的目的。
本發明的拉毛誘發裝置與《金屬成型》)2000年第9期上所公開的名稱為「提高汽車衝壓模具的抗拉毛性能」相比，本發明突破了研究模具磨損採用傳統的U形彎曲件成型所具有局限性，即，U形件彎曲中模具磨損和板料劃傷只發生在彎曲成型的直邊部分，而對於幾何形狀多樣的汽車鋼板，其成型模式是拉伸變形，即除在較大直邊部位存在有彎曲變形，其他部位均是拉伸變形的局限性。利用本發明的拉毛誘發裝置不僅能得到鋼板成型件直邊部分的拉毛缺陷，也能得到與實際工藝更為接近的圓角部位的拉毛缺陷，為研究衝壓過程中模具各因素對拉毛的影響規律以及評價打下了良好的基礎。此外，在結構上，本發明的拉毛誘發裝置可將各部分設計為為鑲塊式結構。這樣能便於更換，很好地滿足了各種不同模具狀態下模具對拉毛的影響程度的需要，為研究模具因素對板材板料拉毛缺陷的影響規律以及建立科學評價拉毛缺陷的評價體系提供了相應的技術支持。
權利要求
1.一種汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，包括壓力機、凹模部分和凸模部分，凹模部分與凸模部分相對而設，壓力機驅動凹模部分相對於凸模部分作上下運動，其特徵在於所述的凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凹模墊塊與上底板相固定並位於上底板下方，凸模墊塊也固定在上底板下方並位於凹模墊塊內，凹模鑲嵌在凹模墊塊上並位於凹模墊塊的下方；所述的凸模部分還包括下底板、凸模、背嚮導塊、壓邊板、活動頂杆，凸模固定在下底板上並與凹模部分的凹模墊塊相對，活動頂杆置於下底板上並位於凸模的兩側，背嚮導塊固定於下底板上並位於頂杆的兩側，壓邊板置於頂杆上，凸模的外輪廓與壓邊板和凹模型腔形狀相同並能容置於內。
2.根據權利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，其特徵在於所述的壓邊板工作表面上設有拉延筋凹筋，所述的凹模上設有拉延筋凸筋，拉延筋凸筋與拉延筋凹筋的位置相對。
3.根據權利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，其特徵在於所述的凹模部分的凹模、凹模墊塊以及凸模墊塊隨著上底板在壓力機的驅動下一起作上下運動。
4.根據權利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，其特徵在於所述的壓邊板能隨頂杆作上下運動。
5.根據權利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，其特徵在於所述的凹模與凸模的模具間隙為2-4mm。
6.根據權利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，其特徵在於所述的凹模工作面表面粗糙度為0.2-2.0μm之間。
7.根據權利要求1所述的汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，其特徵在於所述的壓邊板的材質、表面硬度和工作面表面粗糙度的設置均與凹模的材質、表面硬度和工作面表面粗糙度相同。
全文摘要
本發明公開了一種汽車板表面拉毛缺陷誘發裝置，包括凹模部分和凸模部分，凹模部分還包括上底板、凹模、凹模墊塊、凸模墊塊，凸模部分還包括下底板、凸模、背嚮導塊、壓邊板、活動頂杆，凸模固定在下底板上並與凹模部分的凹模墊塊相對，活動頂杆置於下底板上並位於凸模的兩側，背嚮導塊固定於下底板上並位於頂杆的兩側，壓邊板置於頂杆上。當鋼板置於該誘發裝置上時，壓邊板上，凹模在壓力機的驅動下向下運動，當凹模接觸鋼板時，壓邊板隨凹模一起向下運動，並在凹模表面和壓邊板表面形成粘結瘤，在衝壓過程中粘結瘤會劃傷鋼板的表面，產生拉毛缺陷，隨著衝壓次數的增加，拉毛程度也會越來越嚴重，為拉毛缺陷的評價體系提供了技術支持。
文檔編號G01N1/28GK101082545SQ200610027090
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月30日 優先權日2006年5月30日
發明者陳新平, 蔣浩民 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司