專利名稱：熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法
技術領域：
本發明涉及板料沖壓成形，具體地指一種熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法。
背景技術：
汽車節能減排和提高乘車安全性是汽車行業最急需解決的問題，而輕量化是實現節能減排最有效的手段和途徑之一。汽車整備質量每減少100公斤，百公里油耗可降低0. 3^0. 6升，排放可減少4%飛％。高強鋼熱沖壓成形后，材料組織會從加熱狀態的奧氏體組織，利用低溫模具同步完成零件的成形及淬火，在成形冷卻過程中轉變為超高強度的馬氏體組織，強度大大提高，因此可以減薄材料，實現車體輕量化。冷成形中，通常采用壓邊技術保證零件能夠順利成形。但在熱沖壓成形中，由于壓 邊會使材料迅速冷卻，材料強度硬度升高，會降低材料的成形性。因而，熱沖壓成形中一般不建議采用壓邊，但對于某些深拉延等復雜零件，不采用壓邊直接成形會使零件局部起皺，零件的熱沖壓成形無法完成。熱沖壓成形一般采用直線邊板料作為坯料。但復雜的熱沖壓成形零件，如部分汽車車型的B柱等，采用直線邊板料在無壓邊條件下成形，零件會嚴重起皺，使成形無法進行，采用曲邊板料可有效解決此問題。采用曲邊板料，根據最終零件設計，利用有限元逆算法計算出成形前零件板料的形狀并保留一定切邊余量。但通過有限元逆算法求得的精確板料對沖壓前板料的初始放置位置有較高的要求，通過機械裝置運送，在無定位裝置的情況下無法精確控制板料的放置位置。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法，該方法包括以下步驟I)根據成品零件的最終設計，利用有限元逆算法，計算出成形前零件通過板料展開后所得到的精確坯料；2)分析零件的特征形狀，在板料切割時保留定位余料，并形成限制精確坯料平面運動的定位耳和限制精確坯料沿寬度方向移動的定位余塊，得到曲邊板料，并在模具上與定位耳和定位余塊相對應位置安裝板料限位塊，所述板料限位塊的頂端為斜面；3)將曲邊板料運送到模具上，利用曲邊板料上的定位耳和定位余塊及板料限位塊上的斜面限制作用，曲邊板料滑入模具上預設位置，定位耳和定位余塊均與板料限位塊接觸，從而將曲邊板料精確定位在沖壓初始位直。本發明所述步驟2)中，所述定位耳的外側為曲邊，所述定位余塊的外側為直邊。所述板料限位塊的形狀為頂端為斜面的圓柱體、長方體或三棱柱。本發明的有益效果通過若干個板料限位塊，使得較窄的曲邊板料可以利用板料限位塊精確放置到模具上，重復精度高，適合批量生產。另外，由于板料定位準確，曲邊板料設計可減少不必要的零件余邊，減少起皺的危險，增強熱成形中板料成形性能，減少起皺開裂的可能，降低成形力，減少修邊余量，節省材料。


圖I為成形前零件通過板料展開后所得到的精確坯料的結構示意圖。圖2為曲邊板料的一種實施方式的結構示意圖。圖3為圖2所示曲邊板料運送至模具上的示意圖。圖4為板料限位塊定位圖2所示曲邊板料的沖壓初始位置的示意圖。
具體實施例方式
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以下結合具體實施例和附圖對本發明作進一步的詳細描述。實施例II)根據成品零件的最終設計的三維曲面數字模型，利用有限元逆算法，計算出成形前零件通過板料展開后所得到的精確坯料1，如圖I所示；2)分析零件的特征形狀，在板料切割時保留定位余料，在精確坯料I 一端的兩側形成限制精確坯料I平面運動的定位耳2，在精確坯料I另一端的兩側形成限制精確坯料I沿寬度方向移動的定位余塊3，得到曲邊板料4，如圖2所示，定位耳2的外側為曲邊，定位余塊3的外側為直邊；并在模具6上與定位耳2和定位余塊3相對應位置安裝板料限位塊5，板料限位塊5的形狀為頂端為斜面的圓柱體；3)如圖3所示，將曲邊板料4運送到模具6上，利用曲邊板料4上的定位耳2和定位余塊3及板料限位塊5上的斜面限制作用，曲邊板料4滑入模具6上預設位置，定位耳2和定位余塊3均與板料限位塊5接觸，從而將曲邊板料4精確定位在沖壓初始位置，如圖4所示。實施例2I)根據成品零件的最終設計的三維曲面數字模型，利用有限元逆算法，計算出成形前零件通過板料展開后所得到的精確坯料1，如圖I所示；2)分析零件的特征形狀，在板料切割時保留定位余料，在精確坯料I中間的兩側形成限制精確坯料I平面運動的定位耳2，在精確坯料I兩端的兩側形成限制精確坯料I沿寬度方向移動的定位余塊3，得到曲邊板料4，定位耳2的外側為曲邊，定位余塊3的外側為直邊；并在模具6上與定位耳2和定位余塊3相對應位置安裝板料限位塊5，板料限位塊5的形狀為頂端為斜面的長方體；3)將曲邊板料4運送到模具6上，利用曲邊板料4上的定位耳2和定位余塊3及板料限位塊5上的斜面限制作用，曲邊板料4滑入模具6上預設位置，定位耳2和定位余塊3均與板料限位塊5接觸，從而將曲邊板料4精確定位在沖壓初始位置。本發明的工作原理在板料切割時保留定位余料形成定位耳2和定位余塊3，使得較窄的板料可以利用較寬的曲邊板料限位塊5精確放置到模具上，在沖壓成形之后，在輔助工序中切除定位耳2和定位余塊3。該定位方法分作雙向限位和單向限位方式。定位耳2可以限制精確坯料I的平面運動，即約束精確坯料I沿長度及寬度方向運動。定位余塊3限制精確坯料I在與模具6接觸初期沿長度方向彎曲過程中，可防止曲邊板料4與板料限位塊5之間因滑動而發生干涉或脫離定位約束區而影響定位精度，定位余塊3的功能是當精確坯料I沿長度方向滑動時，限制精確坯料I沿寬度方向(與長度方向垂直的方向)移動。·
權利要求
1.一種熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法，包括以下步驟 1)根據成品零件的最終設計，利用有限元逆算法，計算出成形前零件通過板料展開后所得到的精確坯料(I); 2)分析零件的特征形狀，在板料切割時保留定位余料，并形成限制精確坯料(I)平面運動的定位耳(2 )和限制精確坯料(I)沿寬度方向移動的定位余塊(3 )，得到曲邊板料(4)，并在模具(6)上與定位耳(2)和定位余塊(3)相對應位置安裝板料限位塊(5)，所述板料限位塊(5)的頂端為斜面； 3)將曲邊板料(4)運送到模具(6)上，利用曲邊板料(4)上的定位耳(2)和定位余塊(3)及板料限位塊(5)上的斜面限制作用，曲邊板料(4)滑入模具(6)上預設位置，定位耳(2)和定位余塊(3)均與板料限位塊(5)接觸，從而將曲邊板料(4)精確定位在沖壓初始位置。
2.根據權利要求I所述熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法，其特征在于所述步驟2)中，所述定位耳(2)的外側為曲邊，所述定位余塊(3)的外側為直邊。
3.根據權利要求I或2所述熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法，其特征在于所述步驟2)中，所述板料限位塊(5)的形狀是頂端為斜面的圓柱體、長方體或三棱柱。
全文摘要
本發明公開了一種熱沖壓成形曲邊坯料的定位方法，該方法包括以下步驟1)根據成品零件的最終設計，計算出成形前零件通過板料展開后所得到的精確坯料；2)在板料切割時保留定位余料，并形成限制精確坯料平面運動的定位耳和限制精確坯料沿寬度方向移動的定位余塊，得到曲邊板料，并在模具上安裝板料限位塊，板料限位塊的頂端為斜面；3)將曲邊板料運送到模具上，利用曲邊板料上的定位耳和定位余塊及板料限位塊上的斜面限制作用，曲邊板料滑入模具上預設位置，從而將曲邊板料精確定位在沖壓初始位置。本發明通過板料限位塊使得較窄的曲邊板料可精確放置到模具上，板料定位準確，重復精度高，減少修邊余量，節省材料，適合批量生產。
文檔編號B21D43/00GK102784850SQ20121029850
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者吳青松, 張宜生, 王超, 葛銳, 薛歡, 陳寅, 黃志高, 龍安 申請人:華中科技大學, 武漢鋼鐵(集團)公司