折边线为曲线的带翻边U型零件的弯折工艺及其成型组具的制作方法

本发明涉及一种带有翻边的u型零部件的成型工艺和成型组具；尤其涉及折边线为曲线的带翻边u型零件的弯折工艺及其成型组具。

背景技术：

当今汽车工业的快速发展及行业内竞争的加剧迫使各大汽车厂商寻求新技术以应对突如其来的挑战。汽车发动机舱边梁作为一种薄壁类结构件，在汽车发生正面碰撞时吸收的能量占比很大，是重要的车身零部件之一。同时，此类零件也用于承载汽车相关部件及载荷重力，需要选用高强度材料以及合理的制造工艺，才能确保产品的使用性能。

参见附图1该发动机舱边梁前段1的结构，包括依次连接的第一翻边11、第一侧壁12、u型槽底13、第二侧壁14、第二翻边15，其具有强度高、形状复杂、表面质量要求较高及回弹大等特点，是一个典型的带有翻边的u型结构件。由于该件与其他零件的搭接面较多，但是作为板件的发动机舱边梁成型后的回弹的大小及精度的高低将直接影响后续装配精度，故选择合理的冲压生产工艺就显得尤为重要。目前生产此类零件的工艺方法大多采用拉深、修边的成形方式。

以长安汽车某车型的发动机舱边梁前段为例，其一般冲压工艺流程参见图2，从左到右依次是：采用拉深→修边和冲基准孔→侧壁修边和整形→侧壁整形和翻边→侧壁整形、侧壁修边和冲孔。虽然拉深工艺的可加工范围非常广泛，但是该零件属于典型的u型件，其侧壁比较陡峭，在拉延过程中侧壁会发生翘曲，修边后零件回弹大、需要单独的工序进行整形。此外，该工艺方法采用拉延工艺，修边废料多，生产成本较高。

针对带翻边u型零件，国内一些汽车和模具厂商采取落料成形的方式加工零件，此类零件都的u型槽底是平面，折边线为曲线。先将板料放置在下模上，由压板压住板料的中间部位，随后上模座和及其镶块竖直向下运动，通过一次到两次翻边成形得到u型零件；其工艺采用的是拉深成形和修边冲孔的工艺方法，此工艺方法得到的带翻边u型零件存在侧壁翘曲，修边后零件回弹大、零件精度不高，坯料的材料利用率较低，生产成本较高。

因此在设计汽车发动机舱边梁前段的冲压工艺时必须全面考虑工艺、模具结构、制造及后期使用中可能出现的各种问题，为合格零件的生产制造和降低生产成本提供良好的工艺支持。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供折边线为曲线的带翻边u型零件的弯折工艺，来改善目前薄壁带有翻边的u型零部件的成型工艺，以提高产品质量，提高材料利用率，节约成本。

为了达到上述目的，本发明提供折边线为曲线的带翻边u型零件的弯折工艺，包括如下步骤：

第一步,落料：按带有翻边的u型零部件展开后的平面轮廓在板材中剪裁出毛坯的轮廓，得到毛坯板件；

第二步,预成型：用折弯刀具对毛坯板件上的预设折边线进行弯折，得到带有翻边u型零件的预成型弯折；

第三步,侧壁整形：对预成型弯折件进行两侧壁整形弯折，弯折按照设计要求中两侧壁关于u型零部件底部的角度要求进行整形，得到成型件。

进一步，所述第二步预成型是一次弯折成型得到预成型弯折件，或者包括：步骤a：根据设计要求弯折毛坯板件的边缘，得到u型零部件的翻边；步骤b：对u型零部件的两侧壁进行的预弯折；上述a步骤和b步骤不分先后顺序；a步骤和b步骤主要是对预成型弯折件进行预整形，降低单次的变形量。

进一步，，还包括第四步,翻边整形：对成型件的翻边进行设计要求弯折整形，得到折边线为曲线的成品件；对部分在第三步中翻边发生变型的成型件进行整形，以达到满足设计安装要求。

进一步，所述弯折工艺用于汽车发动机舱边梁前段，或横截面为翻边的u型且折边线延伸方向是曲线的零部件的成型件；本方法主要针对的是折边线是平面内的曲线且纵截面为带翻边的u型零部件的成型。

进一步，在所述第二步中还包括对u型零部件底部进行加强筋成形或预成形；在所述第三步中还包括对u型零部件两侧壁进行加强筋整形；第二步中需要对u型零部件进行压紧，在压紧过程中，能同时对u型零部件顶部进行零件形状整形，在第三步中，对两侧壁进行整形，能同时对侧壁上的加强筋进行整形。

进一步，在所述第一步中，采用的连续落料是采用连续的剪切工艺，从原料板上连续剪切出毛坯板件；如此能够加快上产速度，提高生产效率。

在所述第二步中，采用压料器压住零件中部，两把折弯刀具同时对固定在下模上的毛坯板件两侧进行弯折得到预成型弯折件；两把刀具的同时作用能够共用一个动力源，在设备结构上相对简单，同时对毛坯板件两侧同时弯折，能够减小毛坯板件在折弯过程中受力不均匀，定位基准偏移的问题。

进一步，所述第四步还包括冲孔，根据设计要求在成品件上加工冲孔，得到成品；以满足后期的安装使用。

一种弯折成型组具，包括下模、与所述下模对应的折弯刀具和压紧机构，在所述下模上曲线延伸有纵截面为梯形的梯形凸起，在所述梯形凸起的两侧台阶上均开设有“v”形槽，所述“v”形槽的一侧槽壁与梯形凸起延伸方向上的两倾斜腰面重合，所述梯形凸起与所述“v”形槽的延伸长度与和方向与折边线相适应。

一种弯折成型组具，包括下模，和与所述下模对应的折弯刀具，在所述下模上曲线延伸有纵截面为梯形的梯形凸起，在所述梯形凸起的两侧台阶上均开设有“v”形槽，所述“v”形槽的一侧槽壁与梯形凸起延伸方向上的两倾斜腰面重合，所述梯形凸起与所述“v”形槽的延伸长度与被弯折的毛坯板件的长度相适应。

本发明折边线为曲线的带翻边u型零件的弯折工艺的有益效果为：首先针对背景技术中，长安公司的u型零件弯折工艺而言，现有技术的中采用了拉伸工艺，拉伸工艺的成型方法会出现局部增大板件的表面积，会致使原本厚度均匀的板材在拉伸成型中出现材料的偏移流动，从而正大u型零件在沿曲线延伸处的材料拉伸偏移程度大，使得此处的应力集中，致使后期成型的零部件因为局部应力集中而变形，影响后期的安装；针对其他u型零部件若是采用相同的拉深成型工艺也会出现上述问题；而本发明中材料的偏移流动存在于u型零部件的弯折变形处，对于非变区域的材料偏移流动很下小，同时本方法中的每个弯折处均是通过二次弯折，既减小了材料偏移流动带来的应力集中的变形，同时二次弯折，也能较好的保证u型零部件成型后的形状；在同一产品的生产过程中，提高材料利用率；并对其它相似u型零部件成形工艺的应用具有一定启发意义。

本发明一种弯折成型组具的有益效果为：在本组具的使用过程中，折弯刀具与“v”型槽的配合，对翻边进行预成型折弯，在折弯过程中，利用在梯形凸起延伸方向上左右的两个斜面来支撑u型零部件的两侧壁，由于梯形凸起的顶部的平面和两斜面之间存在一定夹角，致使能够在翻边成型过程中也能对u型零件的两侧壁进行预定型。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为实施例的产品结构示意图；

图2为传统加工工艺过程中各步的零件结构示意图；

图3为本实施例的加工工艺过程中各步的零件结构示意图；

图4为本实施例第一步，落料后毛坯板件的结构示意图；

图5为本实施例第二步，预成型使用的下模纵截面结构示意图；

图6为本实施例第二步，预成型的弯折图；

图7为本实施例第二步，预成型后预成型弯折件的结构示意图；

图8为本实施例第三步，侧壁整形的弯折图；

图9本实施例第三步，侧壁整形后成型件的结构示意图；

图10为本实施例第四步，翻边整形和冲孔后的成品结构示意图；

图中为：11-第一翻边、12-第一侧壁、13-u型槽底、14-第二侧壁、15-第二翻边，2-梯形凸起、21-左侧倾斜腰面、22-上表面、23-右侧倾斜腰面，3-“v”形槽、31-第一“v”形槽、312-第一右侧槽壁、311-第一左侧槽壁、32-第二“v”形槽、321-第二左侧槽壁、322-第二右侧槽壁；41-第一折边线，42-第二折边线。

具体实施方式

本发明折边线为曲线的带翻边u型零件的弯折工艺及其成型组具，本实施例中主要从汽车发动机舱边梁前段为例，介绍延伸方向弯曲、横截面为带有翻边的u型薄壁件的成型工艺；本实施例中所介绍的是u型槽底是。

参见图1，本实施例成型后汽车发动机舱边梁前段1的整体结构图，包括依次连接的第一翻边11、第一侧壁12、u型槽底13、第二侧壁14、第二翻边15；在成型过程中，第一侧壁12和u型槽底13通过折弯刀具在第一折边线41处弯折分面；第二侧壁14和u型槽底13通过折弯刀具在第二折边线42处弯折分面。

参见图3，本发明的成型工艺主要包括如下步骤：

第一步，落料：按带有翻边的u型零部件展开后的平面轮廓在板材中剪裁出毛坯的轮廓，得到毛坯板件；

第二步,预成型：用折弯刀具对毛坯板件上的预设折边线进行弯折，得到带有翻边u型零件的预成型弯折；

第三步,侧壁整形：对预成型弯折件进行两侧壁整形弯折，弯折按照设计要求中两侧壁关于u型零部件底部的角度要求进行整形，得到成型件；

第四步,翻边整形：对成型件的翻边进行设计要求弯折整形，得到折边线为曲线的成品件。

其中上述第一步落料参见图4，选用矩形带状坯料，采用连续落料，落料刀具沿图中4中的落料线分离出一定形状的毛坯板件；在毛坯板件成型过程中同时加工出定位基准，常见的定位基准是两个，两个基准孔能够在后续工艺中起到定位和防止坯料在后续加工过程中旋转，以达到保证定位精度的作用。

其中通过上述的第二步预成型；本步中用到了弯折成型组具，弯折成型组具包括下模和与之对应的折弯刀具，下模的横截面结构图参见图5，在下模板上的中间凸出有纵截面为梯形的梯形凸起2，在梯形凸起2的左侧设有第一“v”形槽31、右侧开设有第二“v”形槽32；第一“v”形槽31包括第一左侧槽壁311和第一右侧槽壁312；第二“v”形槽32包括第二左侧槽壁321和第二右侧槽壁322；第一“v”形槽31的第一右侧槽壁312与梯形凸起2的左侧倾斜腰面21共面相接，第二“v”形槽32的第二左侧槽壁321与梯形凸起2的右侧倾斜腰面23共面相接；梯形凸起2的上表面22两侧边缘的延伸方向和长度与第一折边线41和第二折边线42相适应配合；由第一“v”形槽31和第二“v”形槽32组成的“v”形槽3的延伸走向与设计翻边的走向相适应。

参见图6，本步骤中使用下模和折弯刀具的配合对毛坯板件进行预成型，以基准孔作为定位，采用压料器压住零件中部，对u型槽底13施加预紧力，利用弯折刀对第一“v”形槽31和第二“v”形槽32进行进给弯折，以达到对于第一翻边11与第一侧壁12之间和第二翻边15与第二侧壁14之间的弯折成型，在折弯刀具对第一“v”形槽31和第二“v”形槽32进给时，折弯刀具会对第一侧壁12和第二侧壁14施加向下的力，致使第一侧壁12和第二侧壁14会贴合在梯形凸起2的左右侧倾斜腰面上，同时左右侧倾斜腰面与上表面之间的交界棱边会使得第一侧壁12和第二侧壁14与u型槽底13之间形成第一折边线41和第二折边线42；同时对对u型零部件底部进行加强筋成型或预成型；参见图7得到预成型弯折件。

上述第三步侧壁整形，采用第二步预成型骤中的定位压紧方式，对第二步预成型后的零件进行整形，整形的方式主要是针对第一侧壁12和第二侧壁14相对于第一折边线41和第二折边线42进行弯折，使第一侧壁12和第二侧壁14弯折后相对于u型槽底13达到设计倾斜角度值；同时在第一侧壁12和第二侧壁14上进行加强筋整形；参见图8本实施例中采用的整形是对u型槽底13水平扣合在下模上的预成型后的零部件施加两个左右对称且与水平面呈60°夹角的弯折工具对第一侧壁12和第二侧壁14弯折进行成型弯折，直至第一侧壁12和第二侧壁14与中心水平面的夹角大致在85°左右为止；参见图7得到成型件。

上述第四步翻边整形和冲孔；本步骤中主要是针对第二步预成型中的第一翻边11和第二翻边15进行整形，对参见设计图纸冲孔处理。参见图9，本实施例是对第一翻边11和第二翻边15进行整形，同时进行冲孔加工；参见图10为第四步翻边整形和冲孔后的成品。

在本实施例中仅指出了第一侧壁12和第二侧壁14与u型槽底13之间的折边线，未指处第一翻边11和第一侧壁12之间的折边线、第一侧壁12和第二翻边15之间的折边线。