零件曲面结构上的平整面的成型方法及设备与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种零件曲面结构上的平整面的成型方法及设备。


背景技术：

2.在汽车零部件制造行业，会遇到需要对管状零件的部分外壁加工成型为平整面的情况。在加工过程中，一般都要准备对应的内部物件(内填物)进行加工过程的支撑，以确保加工部位的表面平整度。但是此类加工工艺对操作不友好，不仅需要预先制备内填物，而且填充位置的定位也受制于管内结构，因此整个加工过程制约了生产效率。另外，对结构相对较复杂的零件进行平整面加工时具有较大难度，比如，一些管状零件具有折弯结构，而加工位置则靠近折弯处。此类结构由于不易使内填物顺利到达加工部位对应的管内位置，大大增加了加工难度，甚至无法进行加工。针对于此，如果不采用内部物件支撑，而直接用外部冲压结构的平面以冲压方式对曲面零件的处理面进行平整化加工，则较容易导致处理面周围产生连续性局部凹陷，无法达到预期的处理效果，使零件产生较大的质量瑕疵，甚至最终导致零件报废而造成经济损失。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种零件曲面结构上的平整面的成型方法及设备，解决以上技术问题。
4.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
5.零件曲面结构上的平整面的成型方法及设备，其中，所述成型设备包括一次成型模具和二次成型模具，所述一次成型模具包括一次成型上模和一次成型下模，所述二次成型模具包括二次成型上模和二次成型下模，所述一次成型上模、所述一次成型下模、所述二次成型下模具有型腔，且所述一次成型下模和所述二次成型下模的型腔的开口宽度小于所述待加工零件的截面直径，
6.所述成型方法包括步骤：
7.1)将待加工零件放置于所述一次成型下模的型腔内，使所述待加工零件的待加工面露出于型腔；
8.2)通过所述一次成型上模对所述待加工零件的露出于所述一次成型下模的型腔的待加工面进行自上而下的冲压，直至所述一次成型上模与所述一次成型下模之间的预留高度在1.0mm～2.5mm之间；
9.3)将所述待加工零件放置于所述二次成型下模的型腔内，使所述待加工零件的待加工面露出于型腔；
10.4)通过所述二次成型上模对所述待加工零件的露出于所述二次成型下模的型腔的待加工面进行自上而下的冲压，直至所述待加工零件的上表面呈水平面。
11.所述一次成型上模的型腔的开口宽度大于所述一次成型下模的型腔的开口宽度。
12.所述一次成型上模的型腔的内凹面呈弧形曲面，在型腔的截面(剖面)中，型腔内凹面对应呈一弧线段。
13.优选的，所述一次成型上模的型腔的为一椭圆面，型腔截面呈一长轴平行于水平面的椭圆形的一部分结构，且该部分结构为该椭圆形的长轴上侧的局部结构，该部分结构的底边平行于该椭圆形的长轴。
14.优选的，所述步骤2)中，所述一次成型上模与所述一次成型下模之间的预留高度在1.5mm～2.5mm之间。
15.所述二次成型上模的下端面呈矩形结构，矩形结构的长与所述待加工零件的待加工面的长度一致。
16.所述矩形结构的宽小于所述二次成型下模的型腔的开口宽度。
17.所述一次成型上模和所述二次成型上模均固定于压机的上台面，所述一次成型下模和所述二次成型下模均固定于压机的下台面。
18.有益效果：由于采用上述技术方案，本发明改善了传统工艺的采用内填物支撑成型的作业方式，通过二次对曲面的平整化加工方式成型预期的平面效果，具有如下优点：
19.1)提高了加工质量：出产的零件，其成型平面的平整度更好，且加工部位的成型效果稳定；
20.2)增加了适用场景：可有效解决一些复杂零件因内部空间较小而无法设置内填物等原因造成不易加工的问题；
21.3)配套设备简单易于实现：二次加工方式在模具准备和制造上较为简单，更易推广。
附图说明
22.图1为本发明的成型方法流程图；
23.图2为本发明的一次冲压模具的结构示意图；
24.图3为本发明的二次冲压模具的结构示意图；
25.图4为图2的剖视图；
26.图5为图3的剖视图。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。
28.参照图1、图2、图3，一种零件曲面结构上的平整面的成型方法及设备，其成型设备包括一次成型模具100和二次成型模具200。一次成型模具100包括一次成型上模101和一次
成型下模102，二次成型模具200包括二次成型上模201和二次成型下模202。一次成型上模101、一次成型下模102、二次成型下模202均具有型腔，其中，一次成型上模101的型腔为在其下端面上的向上的内凹结构，一次成型下模102和二次成型下模202的型腔均为在两者上端面上的向下的内凹结构，几者的内凹结构均为内凹曲面。另外，一次成型下模102和二次成型下模202的型腔的开口宽度小于待加工零件的截面直径，此处述及的待加工零件的截面直径，是指待加工的管件300的横截面对应的圆形的直径。
29.需要说明的是，一次成型上模和二次成型上模对应为第一次冲压和第二次冲压时的动模，一次成型下模和二次成型下模对应为第一次冲压和第二次冲压时的定模。待加工零件(管件)在进行第一次冲压时，先将其管身的下半部分放置在一次成型下模的型腔内，使其上半部分露出型腔，为满足加工时的结构形变要求，管身的截面对应的圆形的圆心高于型腔开口所在平面(即一次成型下模的上端面)。
30.如图1所示，零件曲面结构上的平整面的成型方法包括如下步骤：
31.s1，一次冲压前准备：将待加工零件放置于一次成型下模的型腔内，使
32.待加工零件的待加工面露出于型腔；
33.s2，一次冲压：通过一次成型上模对待加工零件的露出于一次成型下模的型腔的待加工面进行自上而下的冲压，直至一次成型上模与一次成型
34.下模之间的预留高度在1.0mm～2.5mm之间；
35.s3，二次冲压前准备：将待加工零件放置于二次成型下模的型腔内，使
36.待加工零件的待加工面露出于型腔；
37.s4，二次冲压定型：通过二次成型上模对待加工零件的露出于二次成型下模的型腔的待加工面进行自上而下的冲压，直至待加工零件的上表面呈水平面。
38.需要说明的是，本发明适用于汽车零配件的加工处理，管件直径一般在5mm～40mm之间，壁厚1.0mm～2.0mm。因此，预留高度设置为1.0mm～2.5mm之间可有效应对汽车零配件的加工。在实施过程中，一次成型下模的模腔/型腔深度可设置为管件的半径深度。
39.在一些实施例中，如图4所示，一次成型上模101的型腔的开口宽度大于一次成型下模102的型腔的开口宽度。比如，图4示出的剖视结构中，可设置一次成型上模101的型腔开口的其(向下)开口宽度大于一次成型下模102的型腔开口的(向上)开口宽度。
40.在一些实施例中，如图2、图4所示，一次成型上模101的型腔的内凹面呈弧形曲面，在型腔的截面(剖面)中，型腔内凹面对应呈一弧线段。
41.在其中一些优选实施例中，如图2、图4所示，一次成型上模101的型腔的为一椭圆面，型腔截面呈一长轴平行于水平面的椭圆形的一部分结构，且该部分结构为该椭圆形的长轴上侧的局部结构，该部分结构的底边平行于该椭圆形的长轴。
42.在其中一些优选实施例中，如图1、图2、图4所示，步骤2)中，一次成型上模101与一次成型下模102之间的预留高度在1.5mm～2.5mm之间。
43.在本发明实施过程中，一次冲压过程以具有弧形内凹面型腔结构的一次成型上模，使逐渐向平整面形变的管件外壁的形变过程具有导向性，在预留高度内，可确保二次冲压具有足够的形变空间。传统加工工艺中有一次冲压成型或者多次冲压成型的方式，前者仅适用加工面较窄或者材质相对较柔的零件，后者不仅会增加对管件结构的伤害，其成型时，由于零件外壁的形变完全依赖于零件自身的形状和材质特点，因此其形变部位产生畸
形的概率相对提高，造成不良品的现象也会随之增加。相对于此，本发明的加工设备和对应加工成型方式，不仅可在较小的冲压步骤内完成产品成型，而且在一次成型中，通过上模的冲压形变导向作用，使最终的成型质量得到明显提升。
44.在一些实施例中，二次成型上模的下端面呈矩形结构，矩形结构的长与待加工零件的待加工面的长度一致。
45.在其中一些优选实施例中，矩形结构的宽小于二次成型下模的型腔的开口宽度，从而使二次冲压时的零件形变不会过多受制于上模的下端面的约束，使加工出的平整面和与其连接的弧形面之间的连接更平缓。
46.如图3、图5示出结构中，二次成型上模的前、后端可设置为外凸的弧形结构，从而使其在对管件进行二次冲压定型时，平缓待加工零件的待加工面和其连接的管身部分的连接结构的形变，避免该部分形变造成连接结构畸形。
47.本发明在实施冲压前先将一次成型上模和二次成型上模均固定于压机的上台面，一次成型下模和二次成型下模均固定于压机的下台面。在整备过程中，可将各个模具均设置于同一压机上，也可设置于两台单独的压机上。
48.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，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。