一種板狀製件的成形方法

2023-05-17 15:55:46

專利名稱：一種板狀製件的成形方法
技術領域：
本發明涉及一種板狀製件的成形方法。
背景技術：
板狀製件在工業生產中具有廣泛的應用， 一般用作設備的外殼零件。在 生產加工中，常常採用衝壓或拉延的工藝方法，然而，在某些板狀製件中， 該板狀製件具有上下錯開的兩個板面，而且在這兩個板面的連接處還具有凹 槽，由於該凹槽向內凹入，因而難以在對該製件的拉延或衝壓工序中一次成 形， 一種典型板狀製件的例子為汽車的頂蓋，即汽車車廂頂部的蓋板。
汽車的頂蓋為汽車的重要部件。從設計角度來說， 一方面，為安全起見， 要求汽車頂蓋具有一定的強度和剛度，尤其是當汽車翻滾時能足以保護汽車 車廂內乘客的安全；另一方面，由於汽車頂蓋與車身一起構成整個汽車的外 部形狀，在很大程度上對汽車的外形美觀程度具有較大的影響，因而要求汽 車頂蓋與車身平滑過渡，以使汽車具有較佳的視覺感受並能儘量減少行駛時
產生的空氣阻力。
在兩廂汽車的頂蓋中，汽車頂蓋常常為上下錯開的兩個板面，下板面一 般與汽車的後尾門相配合，而且在該下板面上還具有凹槽，以避免開關後尾 門時，後尾門與汽車頂蓋產生幹涉或碰撞。如圖l、圖2和圖3所示，汽車 頂蓋具有上下錯開的兩個板面，即上板面1和下板面2，沿上板面1和下板 面2的連接處有凹槽3，由於凹槽3向頂蓋內部凹入，難以直接在拉延時一 次成形。
傳統的製造上述頂蓋的成形工藝為對於一塊合適的板材製件，首先拉 延，使該板材初步具有除凹槽3之外的基本形狀，分為上板面1和下板面2; 然後切邊，將拉延後的板材裁減為正確的尺寸；再對上板面1與下板面2之 間的連接處進行凹槽3的側整形加工，由於該凹槽3的側整形可能又引起整 個板材製件尺寸的變化，因而可能需要反覆進行多次調試切邊線；最後在制 得正確形狀的凹槽3，使板材的尺寸合乎要求後，即得到合格的頂蓋。
在側整形工序中，側整形模塊將上板面1與下板面2之間的連接處向內 壓入，在壓入的過程中，由於該連接處的材料有限而不足以形成凹槽3，周 圍的材料會隨之流入該連接處，如果該連接處材料過薄，且使材料形變過大， 在整形過程中，很容易使板材出現漏孔，而導致該製件報廢。

發明內容
本發明的目的是為了克服具有上下錯開兩個板面的板件的成形工藝中， 在對上板面與下板面的連接處側整形以形成凹槽時，由於材料有限而容易出 現漏孔，導致製件報廢的缺陷，從而提供一種能克服材料有限的缺陷從而不 會出現漏孔的成形方法。
本發明提供了一種板狀製件的成形方法，該成形方法包括將一種板材拉
延為上下錯開的兩個板面，對兩個板面的連接處進行側整形，沿兩個板面的
連接處形成凹槽，其中，在對兩個板面的連接處進行側整形前，先在較低的
板面上形成儲料包。
按照本發明提供的板狀製件的成形方法，由於在對位於板狀製件的上板 面與下板面的連接處進行側整形以形成凹槽之前，通過拉延在較低的板面上
形成儲料包，因而，由於儲料包的存在，從而克服了凹槽部分材料有限的缺 陷，在側整形凹槽時，儲料包所包含的材料會隨側整形模塊的運動的加工而 流向凹槽，儲料包內的材料可以滿足側整形凹槽的需要，儲料包外材料基本 不往裡流動，因而可以有效地防止漏孔的產生。


圖1為頂蓋的透視圖2和圖3為圖1中頂蓋的示意圖4為沿圖2中截面線A-A的頂蓋在對凹槽進行側整形前與側整形後的 局部放大對比截面圖5為拉延後位於尾部的儲料包的一種形式的示意圖6為圖5中儲料包中間部分的截面圖7為圖5中儲料包兩端部分的截面圖8為拉延後位於尾部的儲料包另一種形式的示意圖9為圖8中儲料包中間部分的截面圖10為圖8中儲料包兩端部分的截面圖11為拉延後位於尾部的儲料包再一 種形式的示意圖12為圖4中的截面圖在對凹槽進行側整形時的示意圖。
具體實施例方式
下面，結合附圖對本發明進行詳細地描述。
本發明提供的一種板狀製件的成形方法包括將一種板材拉延為上下錯 開的兩個板面，對兩個板面的連接處進行側整形，沿兩個板面的連接處形成 凹槽，其中，在對兩個板面的連接處進行側整形前，先在較低的板面上形成 儲料包。
在本說明書中，拉延形成的儲料包用於儲存多餘的材料，並且當進行側 整形時將所儲存的材料供應於板狀製件的形變。
為了使儲料包的材料恰好滿足板狀製件的形變要求，優選地，儲料包沿 所述凹槽的長度方向延伸。由於儲料包的延伸方向平行於凹槽的長度方向， 這樣當對所述連接處進行側整形以形成凹槽時，儲料包的材料沿長度方向均
勻地流入形成的凹槽。
在拉延工序後，儲料包的邊緣與兩個板面的連接處的邊緣之間的距離為
該儲料包與所述連接處之間的距離，如圖9所示，儲料包5距離所述連接處 4的距離為L，如果輪廓線為圓角過渡，則沿連接處4作切線，沿儲料包5 的輪廓線在儲料包5的邊緣作切線，該兩條切線與板面輪廓線的交點之間的 距離為儲料包與連接處的距離L。 L如果太小，則容易影響後續的側整形加 工，太遠則不利於提高儲料包材料的利用率，從而造成材料浪費，因而，優 選地，儲料包5與連接處4之間的距離L的範圍為15-25毫米。
當板狀製件為平板時，經過拉延工序後，該平板的板狀製件拉延為上下 錯開的兩個平板板面，然後再對所述兩個板面的連接處進行凹槽的側整形， 由於拉延時在較低的平板板面上己經留有儲料包，因而在對所述凹槽進行側 整形時，儲料包所含有的材料會隨著側整形模塊的作用而流動，以補充形成 凹槽所需的材料，從而不會因為所述連接處的材料有限而出現漏孔。
本發明提供的方法特別適用於圖1中的板狀製件的成形，該板狀製件具 有中間部分高於四周的邊緣部分的凸起形狀。
如圖l所示，蓋板具有上下錯開的兩個板面，上板面1和下板面2，在 該兩個板面之間的連接處有凹槽3，該凹槽3的深度從中間向兩端逐漸變淺。
在對上板面1與下板面2的連接處進行側整形時，凹槽3周圍的材料會 隨側整形模塊的運動而向凹槽流動，但是由於凹槽的深度為不均勻的，即深 度從凹槽的中間向兩端逐漸變淺，因而靠近凹槽3的材料會因為靠近凹槽不 同的位置而具有不同的流動程度，具體來說，在側整形凹槽3時，凹槽3的 中間位置形變所需要的材料要比凹槽3兩端位置形變所需要的材料多。這樣， 靠近凹槽3的部位很容易因為材料的流動程度不一致而起皺，然而對於汽車 外板件來說，過度的表面起皺是不允許的。
因而，在優選情況下，儲料包的截面面積從儲料包中間部分向兩端部分遞減。這樣，儲料包的中間部分具有較多的材料，而儲料包的兩端具有較少 的材料，材料的多少從中間部分向兩端逐漸減少。由於儲料包所包含的材料 分布不均勻，即中間部分多而兩端少，這樣恰好彌補了凹槽深度不一致而導 致的材料流動不一致，從而克服材料流動不一致而容易起皺的缺陷。
所用板材的材料為製造頂蓋的常用材料，既能保證製得的頂蓋具有足夠 的強度，同時還要具有較好的延展性，以利於頂蓋的加工，如各種低碳鋼，
常用的有衝壓用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶(SPCD)、深衝用冷軋碳素鋼薄板及 鋼帶(SPCE)等。板材的材料、尺寸規格可以根據實際需求直接向廠家定 購。
壓力機為衝壓生產中廣泛使用的機械設備，為本領域普通技術人員所熟 知，可以根據不同的加工場合可以選用不同型號的壓力機。
如圖1-圖4所示，製成的頂蓋具有上下錯開的兩個板面，上板面1和下 板面2,該下板面2低於上板面1，上板面1和下板面2的連接處具有向內 凹入的凹槽3。頂蓋的整個形狀為中間部分高於四周邊緣部分的凸起形狀， 因而，上板面1和下板面2至少--個也為中間部分高而四周邊緣部分低的形
狀o
如圖4所示，在對板狀製件進行拉延後側整形前，板狀製件的下板面2 具有儲料包5，上板面1與下板面2之間的連接處4，傾斜於垂直方向。上 板面1、連接處4、儲料包5以及下板面2共同組成此時板狀製件的外輪廓7。
在本發明提供的上板面l的成形方法中，對製件進行拉延加工時，在下 板面2上靠近凹槽3的位置上設置有儲料包5。所謂儲料包5為進行拉延時 在下板面2上預留出多餘的材料，該儲料包5的材料用於凹槽3的側整形。
優選地，儲料包5的形狀對應於凹槽3的形狀，即儲料包5沿凹槽3 的長度方向延伸，進一步優選地，靠近凹槽3中間部分的儲料包5橫截面面 積較大，而靠近凹槽3兩端的儲料包5橫截面面積較小，即儲料包的截面面
積從儲料包中間部分向儲料包的兩端部分遞減，因而，儲料包5靠近凹槽3 中部的部分具有較多的材料，儲料包靠近凹槽3兩端的部分具有較少的材料， 這樣，在對凹槽3進行側整形時，正好滿足由於凹槽3中間深、兩端淺而需 要不同數量材料的要求。
儲料包5可以具有多種形狀，以滿足對凹槽3進行側整形時對材料的需 求為限。
如圖5-圖7所示，儲料包5的一種形狀為中間部分高而窄、兩端部分低 而寬的長條狀突起，且儲料包5中間部分的截面線長度大於儲料包5兩端部 分的截面線長度(線長度為截面輪廓線的長度，線長度越長說明該部分含有 越多的材料)。之所以儲料包5為這樣的形狀，是因為儲料包5旁邊的凹槽3 的形狀為中間深、兩端淺，因而在側整形時，凹槽3中間較深的部分成形時 需要較多的材料流動過來，而凹槽3兩端較淺的部分需要較少的材料流動過 來。儲料包5的高度以及寬度，由待加工的凹槽3的形狀尺寸來確定，如果 凹槽3較深，則側整形凹槽3時需要較多的材料流動，因而儲料包5的尺寸 也較大；如果凹槽3較淺，則儲料包5的尺寸也較小。
儲料包5的這種中間高而窄、兩端低而寬的形狀具有拉延時成形簡便的 優點。然而，如果儲料包5中間較高的部分高度過高的話，在拉延時，連接 處4很容易發生破裂，在隨後的側整形凹槽時，很容易會與側整形模塊形成 幹涉。當儲料包5太高而幹涉進行側整形加工的側整形模塊時，側整形模塊 在接觸連接處4之前會先接觸到過高的儲料包5，這個時候側整形模塊很容 易將儲料包5壓低，造成儲料包5材料的壓疊而疊死並喪失流動性，從而使 製件成為廢件。
因而，優選地，在側整形過程中，儲料包5不能與側整形模塊千涉。如 圖5所示形狀的儲料包5 —般應用於要求儲料包5高度不高的加工場合中。 如圖8-圖IO所示，儲料包5的另一種形狀為中間部分為梯形、兩端部
分為梯形或圓形的長條狀，同樣地，該儲料包5的中間部分的截面面積大於 兩端部分截面的面積。與第一種形狀的儲料包相比，第二種形狀的儲料包5 由於寬度相對較寬而高度降低，從而避免了在側整形時與側整形模塊之間產 生幹涉的可能。儲料包5的中間部分與兩端部分相比，寬度更寬，高度更高， 儲料包5的高度和寬度逐漸向兩端過渡減小，在儲料包5的兩端部分，可以 為梯形、圓形或橢圓形截面，滿足儲料包5的材料容易流動且儲料包5的形 狀對應於即將要進行側整形的凹槽3的形狀即可。
此外，儲料包5還可以具有多種形狀，如儲料包5的中間部分還可以加 --條凹陷的橫筋而呈現波浪狀，同時兩端部分為尺寸相對較小的圓形或橢圓 形(如圖ll所示)。
在拉延後，製件具有了上板面1除凹槽3之外的基本形狀。下面對凹槽 3的側整形進行詳細描述。
如圖4所示，在對上板面1與下板面2之間的連接處進行側整形後，連 接處4向內凹入，形成凹槽3，同時儲料包5的材料流向凹槽3，從而變平。 此時，上板面l、凹槽3以及下板面2組成板狀製件的輪廓線6。
在對位於下板面2的凹槽3進行側整形時，需要將製件移動至另外一臺 裝著側整形模具的壓力機上，以進行隨後的側整形工序。實際生產中，壓力 機是成線排列的，俗稱衝壓線。拉延模、側整形模按順序安裝在壓力機上。
如圖12所示，側整形模塊8的外形輪廓對應於要側整形的凹槽3的輪 廓6。附圖標記9為拉延時模具的運動方向，該方向沿鉛垂方向；附圖標記 10為凹槽3的輪廓線6上邊緣的切線方向，拉延方向9和切線方向10之間 的夾角為a，根據凹槽3設計的不同，a的範圍為30-60度。
在對凹槽3進行側整形時，側整形模塊8的運動方向沿切線方向10而 作用於連接處4上，在側整形模塊8作用於連接處4上的同時，側整形模塊 8也可作用於位於下板面2且靠近要側整形的凹槽3的儲料包5上，優選地，側整形模塊8先接觸連接處4，而後接觸儲料包5，以避免側整形模塊8壓 疊儲料包5，造成儲料包5的疊死，從而使儲料包5的材料喪失流動性。
隨著側整形模塊8持續作用於連接處4，連接處4向內凹入而逐漸形成 凹槽3，與此同時，靠近凹槽3的材料因其具有延展性而隨連接處4的凹入 向內流動，由於在下板面2上靠近凹槽3的位置設置有儲料包5，因而儲料 包5的材料恰好隨側整形模塊8的向內作用而向內流動，從而形成凹槽3, 如同儲料包5的材料被側整形模塊8 "拉"入凹槽3中，而不是被側整形模 具8壓平。而且，凹槽3的形狀為中間深、兩端淺，因而在對凹槽3進行側 整形時，凹槽3的中間部分需要較多的材料流入，凹槽3兩端部分需要流入 的材料相對較少，而儲料包5的形狀也恰好對應於凹槽3的形狀，即 一方 面，儲料包5與凹槽3相同，均從下板面2的一側延伸至另一側，另一方面， 儲料包5中間部分具有較大的截面線長度，而儲料包5兩端部分的截面線長 度較小，也就是說，儲料包5中間部分具有較多的材料，而儲料包5兩端部 分具有的材料相對較少。由於儲料包5與凹槽3之間的這種對應關係，從而 在側整形時，克服了靠近凹槽3的材料流動不均勻而起皺的缺陷。
優選情況下，對凹槽3進行側整形時，在下板面2上設有側壓料，儲料 包5位於凹槽3與該側壓料之間，側壓料模塊設在側整形模塊上，兩者運動 方向相同。
當側整形模塊8作用於連接處4以形成凹槽3時，凹槽3附近的材料會 隨之向凹槽3流動，同時在靠近凹槽3的位置上設置有儲料包5，這樣儲料 包5的材料優先向凹槽3流動，由於材料的延展性，在儲料包5遠離凹槽3 —側的材料也會向凹槽3流動，從而在一定程度上降低了儲料包5材料的流 動性。當按照如上所述在下板面2上壓有側壓料時，側壓料會對下板面2施 加壓力，從而增大了儲料包5之外的材料流動性的阻力，這樣，在側整形凹 槽3時，流入凹槽3的材料中儲料包5的材料佔有大部分。從而避免了儲料
包5的材料流入凹槽3的較少，而在儲料包5的位置產生起皺的可能性。
側壓料模塊設在側整形模塊上，側壓料的壓力來源於彈性元件(如彈簧、 氮氣缸等)，該壓力的範圍為l一2砘的重量產生的力，BP9.8X103—19.6X 103牛頓。設置側壓料為本領域普通技術人員所熟知，在此不再進行詳細描 述。
在拉延和側整形之後，頂蓋尾部除製件的周邊尺寸之外，製件已經具有 了合格的形狀。此時，需要對製件進行切邊，將製件四周多餘的部分切掉， 使之具有正確的尺寸。
進行切邊工序加工時，將製件移動到安裝了切邊模的壓力機上，在該壓 力機上裝有用於切邊加工的模具。該工序以及壓力機的使用為本領域普通技 術人員公知。
至此，己經完成了製件從板材到頂蓋的成形過程。
本發明所提供的頂蓋的成形方法克服了帶有尾部的頂蓋在成形過程中 容易起皺的缺陷，而且在對位於尾部的凹槽進行側整形完成後， 一次切邊即 可完成頂蓋的成形，因而方法簡便，提高了生產效率。
在本說明書中，關於本發明提供的具有上下錯開的兩個板面的板狀製件 的成形方法，主要是以汽車頂蓋為例而加以描述的，本領域普通技術人員應 該明白，本發明提供的成形方法可以應用於任何相同或類似的具有上下錯開 的兩個板面的板狀製件的成形工藝中。
權利要求
1.一種板狀製件的成形方法，該成形方法包括將一種板材拉延為上下錯開的兩個板面，對兩個板面的連接處進行側整形，沿兩個板面的連接處形成凹槽，其特徵在於，在對兩個板面的連接處進行側整形前，先在較低的板面上形成儲料包。
2. 根據權利要求1所述的成形方法，其中，上下錯開的兩個板面中， 至少位於下部的板面的中間部分高於該板面的邊緣部分。
3. 根據權利要求2所述的成形方法，其中，所述儲料包沿所述凹槽的 長度方向延伸，所述儲料包與所述連接處之間的距離L為15-25毫米。
4. 根據權利要求3所述的成形方法，其中，所述儲料包的截面面積從 儲料包中間部分向所述儲料包的兩端部分遞減。
5. 根據權利要求4所述的成形方法，其中，所述儲料包為中間高而窄、 兩端低而寬的形狀。
6. 根據權利要求4所述的成形方法，其中，所述儲料包的中間部分為 梯形截面，兩端部分為梯形、圓形或橢圓形截面的形狀。
7. 根據權利要求1所述的成形方法，其中，在側整形的工序中，使用 的側整形模塊的外形輪廓與所述凹槽的輪廓相對應。
8. 根據權利要求7所述的成形方法，其中，在側整形工序中，所述側 整形模塊先接觸上下錯開的兩個板面的連接處，而後接觸所述儲料包。
9. 根據權利要求1-8中任意一項所述的成形方法，其中，在側整形工 序中，儲料包所在的板面上壓有壓料，所述儲料包位於所述凹槽與該壓料之 間，所述壓料與所述儲料包平行。
全文摘要
本發明提供了一種板狀製件的成形方法，該成形方法包括將一種板材拉延為上下錯開的兩個板面，沿兩個板面的連接處形成凹槽，其中，沿兩個板面的連接處形成凹槽的方法包括通過對所述板材的拉延在較低的板面上形成儲料包，然後再對兩個板面的連接處進行整形。由於在對位於板狀製件的上板面與下板面的連接處進行側整形以形成凹槽之前，通過拉延在較低的板面上形成儲料包，因而，由於儲料包的存在，從而克服了凹槽部分材料有限的缺陷，在側整形時，儲料包所包含的材料會隨側整形模塊的運動而流向凹槽，從而即便形變較大，也不會出現漏孔而使製件報廢。
文檔編號B21D22/30GK101195140SQ20061016096
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月6日 優先權日2006年12月6日
發明者吳龍媒, 張玉欣 申請人:比亞迪股份有限公司