一种汽车门铰链加强板模具的设计方法与流程

1.本发明属于汽车生产技术领域，涉及一种模具结构设计方法。

背景技术：

2.汽车的门铰链加强板零件冲压工艺是由拉延、修边冲孔、翻边整形、修边冲孔、冲孔切断5道工序组成。目前，传统的门铰链加强板模具，在冲孔切断工序中，需对零件边缘的废料进行切断修边，零件端头的复杂异形废料的切断往往需要正切和立切两个过程，凸凹模刃口完成立切后，正切工作部分切入量过大，往往达到25-35mm，导致凸凹模刃口容易磨损；在切断过程中，零件切断面是处于撕断的过程，零件端头处废料易带料，导致零件变形，即使调整闭模高度还是无法解决；同时废料切断后，零件切断处的毛刺大。

技术实现要素：

3.为了解决背景技术中所述的问题，本发明提出了一种汽车门铰链加强板模具的设计方法。
4.本发明的技术方案包括以下步骤：
5.步骤一、依据汽车门铰链加强板的结构和加工工艺设置上模和下模；
6.步骤二、在汽车门铰链加强板的异形废料处的上模内部型腔内设置改后凸模镶块，所述改后凸模镶块相较于改前凸模镶块，r角尺寸增大，平面宽度尺寸减小，安装角度增大，同时刃口设置为变截面刃口；
7.步骤三、在汽车门铰链加强板的异形废料处的下模内部型腔内设置改后凹模镶块，所述改后凹模镶块相较于改前凹模镶块，r角尺寸增大，平面宽度尺寸减小，安装角度不变；
8.所述改前凸模镶块依据异形废料的结构仿形设计，所述改前凹模镶块与改前凸模镶块及异形废料配合。
9.进一步地，所述步骤二中，改后凸模镶块的r角尺寸相较于改前凸模镶块的r角尺寸增大1-3mm。
10.更进一步地，所述步骤二中，改后凸模镶块的平面宽度尺寸为改前凸模镶块的平面宽度尺寸的七分之六至八分之七之间的数值。
11.更进一步地，所述步骤二中，改后凸模镶块的安装角度相较于改前凸模镶块的安装角度增大f度，f＝(m-n)/2，异形废料(y)立切不发生带料缺陷的角度是(m-n)度。
12.更进一步地，所述步骤二中，改后凸模镶块的变截面刃口为改后凸模镶块曲线与二次函数曲线围成，所述二次函数为：y＝0.0176x
2-1.4676x+52.367。
13.更进一步地，所述步骤三中，改后凹模镶块的r角尺寸相较于改后凸模镶块的r角尺寸增大0.07mm。
14.更进一步地，所述步骤三中，改后凹模镶块的平面宽度尺寸为改前凹模镶块的平面宽度尺寸的七分之六至八分之七之间的数值。
15.本发明与现有技术相比，针对汽车门铰链加强板的异形废料，增大下模凸模镶块r角尺寸和减小平面宽度尺寸并增大凸模镶块安装角度，同时将等截面刃口变更为变截面刃口，同时增大上模凹模镶块r角尺寸和减小平面宽度尺寸，从而降低了异形废料处直切刃口和立切刃口的切入深度，改变了立切刃口的切入状态，有效提高了模具的寿命，并提升了零件质量，解决了零件易带料变形的难题，降低了毛刺的发生频次，提高了生产效率，取得了很好的应用效果。
附图说明
16.图1为汽车门铰链加强板零件的加工示意图。
17.图2为汽车门铰链加强板模具结构整体示意图。
18.图3为汽车门铰链加强板模具的下模结构示意图。
19.图4为汽车门铰链加强板模具的上模结构示意图。
20.图5为模具下模的凸模镶块改前改后的对比示意图。
21.图6为改前模具切断修边过程图。
22.图7为改后模具切断修边过程图。
23.其中：q-废料；y-异形废料；u-上模；d-下模；t1-改前凸模镶块；t2-改后凸模镶块；a1-改前凹模镶块；a2-改后凹模镶块；r1-改前r角；r2-改后r角；m1-改前平面宽度；m2-改后平面宽度；j1-改前刃口；j2-改后刃口；w1-改前凸模镶块角度；w2-改后凸模镶块角度。
具体实施方式
24.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅做举例而已，同时通过说明，将更加清楚地理解本发明的优点。本领域的普通的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例中所述的位置关系均与附图所示一致，实施例中其他未详细说明的部分均为现有技术。
25.如图1所示，汽车门铰链加强板零件在生产加工过程的修边冲孔工序中，两片汽车门铰链加强板零件是对称分布的，中间通过废料q相连接，汽车门铰链加强板零件的端头往往会有异形废料y，废料q需在冲孔切断工序中将其切除，而对于异形废料y则需要通过在模具上设置凸模镶块和凹模镶块配合将其固定后再进行切断。
26.如图2-图4所示，依据汽车门铰链加强板的结构仿形设置上模u和下模d的内部腔体，在汽车门铰链加强板的异形废料y处的上模u内部型腔内设置凸模镶块，在汽车门铰链加强板的异形废料y处的下模d内部型腔内设置凹模镶块，上模u和下模d的外部结构依据汽车门铰链加强板的加工工艺而定。需说明的是，改前凸模镶块t1和改后凸模镶块t2统称为凸模镶块，在上模u的安装位置相同；改前凹模镶块a1和改后凹模镶块a2统称为凹模镶块，在下模d的安装位置相同。改前凸模镶块t1依据异形废料y的结构仿形设计，改前凹模镶块a1与改前凸模镶块t1及异形废料y配合。汽车门铰链加强板模具的现有设计属于现有技术，此处不再赘述。
27.1.凸模镶块
28.如图5所示的改前凸模镶块t1和改后凸模镶块t2的对比图，下面对优化的地方进行详细介绍。
29.(1)改后凸模镶块t2的r角尺寸增大，
30.由于凸模镶块r角所在区域的汽车门铰链加强板跟其它零件没有装配关系，并且不是汽车门铰链加强板的外露面，在不影响与其它零件装配关系的基础上，适当在很小的范围内增大或减小r角尺寸对零件影响不大。
31.改后凸模镶块t2的r角尺寸相较于改前凸模镶块t1的r角尺寸增大1-3mm，即r2＝r1+(1-3)mm，其中r1为改前r角，r2为改后r角。如改前r角尺寸为8mm，改后r角尺寸可为9-11cm之间，具体依据实际生产确定。
32.(2)改后凸模镶块t2的平面宽度尺寸减小
33.凸模镶块上上设置有平面，汽车门铰链加强板零件依靠此平面进行定位，平面宽度尺寸做适当减小，不影响定位精度。
34.改后凸模镶块(t2)的平面宽度尺寸为改前凸模镶块(t1)的平面宽度尺寸的七分之六至八分之七之间的数值，即m2＝(6/7)*m1-(7/8)*m1，其中m1为改前平面宽度；m2为改后平面宽度。如改前平面宽度为22.8mm，改后平面宽度尺寸可为19.54-19.95mm，具体依据实际生产确定。
35.通过减小平面宽度尺寸同时增大r角尺寸两者结合可以减小立切过程中凸模镶块、凹模镶块刃口立切的切入深度并改善受力状况，从而提升产品质量。
36.(3)改后凸模镶块t2的安装角度增大
37.在允许范围内适当增大凸模镶块安装角度可改善凸模镶块、凹模镶块立切过程中的的受力状况，使平面修边的过程变为剪切过程，最终将修边过程由撕断过程变为剪切过程，提升了产品质量，减少了零件变形缺陷。
38.改后凸模镶块t2的安装角度相较于改前凸模镶块t1的安装角度增大f度，f＝(m-n)/2，异形废料y立切不发生带料缺陷的角度是(m-n)度。即w2＝w1+(m-n)/2，其中w1为改前凸模镶块角度；w2为改后凸模镶块角度。如异形废料y立切不发生带料缺陷的角度是10
°‑
20
°
，改前凸模镶块t1的安装角度是11
°
，改后凸模镶块t2的安装角度是16
°
。
39.(4)改后凸模镶块t2的刃口设置为变截面刃口
40.变截面刃口主要是针对凸模镶块立切变更区域的刃口进行变化的，增加立切区域的有效刃口尺寸并局部加强，可以提高凸模镶块刀口的强度和使用寿命，改善立切凸凹模镶块的受力状况，并为凸模镶块磨损后维修提供便利条件。
41.改后凸模镶块t2的变截面刃口为改后凸模镶块曲线与二次函数曲线围成，所述二次函数为：y＝0.0176x
2-1.4676x+52.367。如改前凸模镶块t1的刃口高度为8-10mm,改后凸模镶块t2的变截面刃口处高度为12-15.5mm。
42.2.凹模镶块
43.对应的，为使改后凹模镶块a2与改后凸模镶块t2及异形废料y配合，改后凹模镶块a2也作出相应的优化。
44.(1)改后凹模镶块a2的r角尺寸增大
45.为使凹模镶块能与凸模镶块配合，凹模镶块的r角尺寸与凸模镶块的r角尺寸大致相同。
46.改后凹模镶块a2的r角尺寸为了与改后凸模镶块t2配合，不仅相较于改前凹模镶块a1的r角尺寸增大了，同时改后凹模镶块a2的r角尺寸相较于改后凸模镶块t2的r角尺寸
增大0.07mm。
47.(2)改后凹模镶块a2的平面宽度尺寸减小
48.改后凹模镶块a2的平面宽度尺寸为改前凹模镶块a1的平面宽度尺寸的七分之六至八分之七之间的数值，与改后凸模镶块t2的平面宽度尺寸一致。
49.(3)改后凹模镶块a2的安装角度不变
50.为使凹模镶块能与凸模镶块得配合具有一定的角度，使立切刃口由平行刃口变为不平行刃口。改后凹模镶块a2与改前凹模镶块a1的安装角度相同。如改前凹模镶块a1的安装角度是11
°
，改后凹模镶块a2的安装角度也是11
°
。
51.改前凸模镶块t1和改前凹模镶块a1的安装角度均为11
°
，改前凸模镶块t1和改前凹模镶块a1立切刃口为平行刃口，冲裁力较大。改后凸模镶块t2的安装角度为16
°
，改后凹模镶块a2的安装角度为11
°
，凸凹模镶块立切刃口为不平行刃口，凹模切入凸模过程中是沿尖点逐渐切入的，最终立切过程由平面修边过程变为剪切过程，凸模镶块、凹模镶块受力状态得到改善，最终将切断修边过程由撕断过程变为剪切过程，提升了产品质量，减少了零件变形缺陷
52.如图6所示改前模具的切断修边过程，图6-1，模具凹模镶块刃口还未接触零件；图6-2，模具凹模镶块正切刃口g-b段刚接触零件，此时立切刃口a-b段没接触零件；图6-3，模具凹模镶块正切刃口切入零件对应g-b段3mm左右，此时立切刃口a-b段只切入零件一部分，零件对应a-b段还未切断；图6-4，模具凹模镶块正切刃口切入零件对应g-b段e mm(e＝25-35mm)左右，此时凹模镶块立切刃口a-b段沿立切方向刃入量达1mm左右，零件对应a-b段被切断，a-b段修边的过程就是撕断的过程，所以零件对应a-b段断面质量不好，会产生毛刺，零件易变形。改前模具结构立切的凸凹模刃口按常规方法设计，在汽车门铰链加强板的异形废料y处完成立切后，正切工作部分切入量过大，达到25-35mm，导致刃口容易磨损，在切断过程中，零件切断面被撕断，零件毛刺大，零件易带料变形。
53.如图7所示改前模具的切断修边过程，图7-1，模具凹模镶块刃口还未接触零件；图7-2，模具凹模镶块立切刃口刚接触零件，此时凹模镶块立切刃口对应a＇-b＇段一点刚接触零件，正切刃口对应g＇-b＇段还没接触零件；图7-3，模具凹模镶块正切刃口对应g＇-b＇段刚接触零件，此时立切刃口a＇-b＇段已逐渐不规则地切入零件，零件对应a＇-b＇段还未切断；图7-4，模具凹模镶块正切刃口对应g＇-b＇段切入零件3mm，此时凹模镶块的立切刃口对应a＇-b＇段沿立切方向还未将零件完全切断；图7-5，模具凹模镶块正切刃口对应g-b段切入零件f mm(f＝5-10mm)，凹模镶块的立切刃口对应a＇-b＇段沿立切方向已将零件完全切断。改后凸凹模正切刃口刃入深度5-10mm，比改前正切刃口刃入深度25-35mm降低了许多。
54.通过以上措施，在汽车门铰链加强板的异形废料y处，减小了正切刃入深度，并改变了正切和立切的先后顺序，在正切之前先立切，同时立切状态也得到了改善，采用立切局部尖点区域先切入，其它区域再逐渐立切，改善了立切切刃的受力状态，这个过程属剪切过程，降低了切断力和立切深度，使产品立边切断的实质由平面修边为剪切过程，零件由被撕断变为被剪断；此外凸模立切刃口断面改为变截面断面，大大提高了立切刃口的强度和有效尺寸，提高了模具使用寿命；改后零件断面质量提高了，毛刺也减小，零件变形消除，降低了凸凹模镶块切断力，同时正切的切入深度下降，改善了凸凹模镶块刃口的受力状态和立切深度和正切深度；提高模具使用寿命和生产效率，提升了产品质量。
55.以上结合附图及具体实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、依据汽车门铰链加强板的结构和加工工艺设置上模(u)和下模(d)；步骤二、在汽车门铰链加强板的异形废料(y)处的上模(u)内部型腔内设置改后凸模镶块(t2)，所述改后凸模镶块(t2)相较于改前凸模镶块(t1)，r角尺寸增大，平面宽度尺寸减小，安装角度增大，同时刃口设置为变截面刃口；步骤三、在汽车门铰链加强板的异形废料(y)处的下模(d)内部型腔内设置改后凹模镶块(a2)，所述改后凹模镶块(a2)相较于改前凹模镶块(a1)，r角尺寸增大，平面宽度尺寸减小，安装角度不变；所述改前凸模镶块(t1)依据异形废料(y)的结构仿形设计，所述改前凹模镶块(a1)与改前凸模镶块(t1)及异形废料(y)配合。2.根据权利要求1所述的一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于：所述步骤二中，改后凸模镶块(t2)的r角尺寸相较于改前凸模镶块(t1)的r角尺寸增大1-3mm。3.根据权利要求2所述的一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于：所述步骤二中，改后凸模镶块(t2)的平面宽度尺寸为改前凸模镶块(t1)的平面宽度尺寸的七分之六至八分之七之间的数值。4.根据权利要求3所述的一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于：所述步骤二中，改后凸模镶块(t2)的安装角度相较于改前凸模镶块(t1)的安装角度增大f度，f＝(m-n)/2，异形废料(y)立切不发生带料缺陷的角度是(m-n)度。5.根据权利要求4所述的一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于：所述步骤二中，改后凸模镶块(t2)的变截面刃口为改后凸模镶块曲线与二次函数曲线围成，所述二次函数为：y＝0.0176x
2-1.4676x+52.367。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于：所述步骤三中，改后凹模镶块(a2)的r角尺寸相较于改后凸模镶块(t2)的r角尺寸增大0.07mm。7.根据权利要求4所述的一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，其特征在于：所述步骤三中，改后凹模镶块(a2)的平面宽度尺寸为改前凹模镶块(a1)的平面宽度尺寸的七分之六至八分之七之间的数值。

技术总结

本发明提出了一种汽车门铰链加强板模具的设计方法，针对汽车门铰链加强板的异形废料，增大下模凸模镶块R角尺寸和减小平面宽度尺寸并增大凸模镶块安装角度，同时将等截面刃口变更为变截面刃口，同时增大上模凹模镶块R角尺寸和减小平面宽度尺寸，从而降低了异形废料处直切刃口和立切刃口的切入深度，改变了立切刃口的切入状态，有效提高了模具的寿命，并提升了零件质量，解决了零件易带料变形的难题，降低了毛刺的发生频次，提高了生产效率，取得了很好的应用效果。得了很好的应用效果。得了很好的应用效果。