[發(fā)明專利]┛┗型五金件拉深結(jié)構(gòu)在等厚沖鍛加工后形變的計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410380044.1
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN104200008B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王可勝;陳勇章;李尚榮;陳陸軍
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥金海康五金機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 合肥鼎途知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)34122
• 代理人: 胡濱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種型五金件拉深結(jié)構(gòu)在等厚沖鍛加工后形變的計(jì)算方法，屬于沖壓加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電子產(chǎn)品中，有一類具有型局部結(jié)構(gòu)的磁力支架五金件，典型特征為：五金件的型局部結(jié)構(gòu)包括兩根豎直直臂，二者高度總和大于兩者間距。該支架用于安裝永磁鐵，為了保證磁力線分布均勻，必須保證磁力支架各處厚度均勻一致，因此兩根直臂厚度同五金件其他部位厚度相等。粗略一看，此產(chǎn)品貌似普通的沖壓件，如用金屬板材沖壓而成，比較容易保證磁力支架各處厚度均勻一致；但仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)中間兩彎曲直壁的高度較大，展平后部分區(qū)域重疊，因此普通沖壓工藝無法加工成形此類特殊磁力支架，一般的解決方法采用焊接，將磁力支架五金件一分為二分別加工，最后焊接起來。

由于磁力支架零件在體積小型化、重量輕量化、節(jié)省組裝及成本等要求下，需要將原本焊接的磁力支架五金件整體沖鍛成型。近年來出現(xiàn)的磁力支架步進(jìn)式等厚沖鍛工藝，成功制造出帶有型局部結(jié)構(gòu)的板材零件，此工藝如下：首先將兩直臂間距擴(kuò)大到18mm，使得帶有型局部結(jié)構(gòu)的板材零件能夠展平，且通過沖裁工序容易得到成形件的毛坯，彎曲兩直臂到圖紙要求的尺寸，制造出兩直臂間距大于目標(biāo)值的板材零件，再分幾個(gè)工步拉深連接載體來逐步縮短彎曲間距直到目標(biāo)值為止，每個(gè)工步固定縮短后的兩直臂間距運(yùn)用等厚冷鍛工藝，將拉深的連接載體等厚冷鍛到原坯料厚度，其工藝流程示意圖如圖1所示。

在用上述步進(jìn)式等厚沖鍛工藝加工型結(jié)構(gòu)五金件時(shí)，前提是必須保證加工出來的五金件無破裂、起皺及材料重疊等工藝缺陷。連接載體的拉深結(jié)構(gòu)非常重要，如選擇不當(dāng)將會(huì)直接破裂、起皺及材料重疊等工藝缺陷。因而在模具設(shè)計(jì)時(shí)，往往花費(fèi)很長時(shí)間做大量試驗(yàn)，才能得到型五金件準(zhǔn)確的拉深結(jié)構(gòu)。由于五金件型號(hào)、尺寸的不同，在加工一個(gè)新型號(hào)的五金件時(shí)，原有拉深結(jié)構(gòu)已不準(zhǔn)確，也沒有手段確定加工該五金件準(zhǔn)確的拉深結(jié)構(gòu)，需要重復(fù)進(jìn)行上述試驗(yàn)，因而造成了資源、人力的浪費(fèi)，而且延誤產(chǎn)品工期，因此需要一種可以精確計(jì)算出加工所述五金件拉深結(jié)構(gòu)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種型五金件拉深結(jié)構(gòu)在等厚沖鍛加工后形變的計(jì)算方法，該方法可以算出型五金件兩直臂在單次等厚沖鍛加工后的間距，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)無法迅速確定加工該五金件的拉深結(jié)構(gòu)的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：型五金件拉深結(jié)構(gòu)在等厚沖鍛加工后形變的計(jì)算方法，包括以下步驟：

所述型五金件兩直臂的拉深結(jié)構(gòu)采用曲線全部為圓弧且相切過渡的流線型結(jié)構(gòu)，所述兩直臂在單次等厚沖鍛加工后的間距為

由式(1)可得：

式中：d為該五金件兩直臂的間距，

T為板材的厚度,

R1為內(nèi)頂圓的半徑,

R2為內(nèi)切圓的半徑,當(dāng)R2取最大值時(shí)，它與板材上表面的切線通過工藝缺口的半圓切點(diǎn)，即直臂外邊緣到工藝缺口半圓切點(diǎn)與內(nèi)切圓R2的圓心三點(diǎn)共線，

H為流線型拉深結(jié)構(gòu)的垂直高度，

β為圓心線與頂圓中心線的夾角；

用上述公式建立三維模型，導(dǎo)入Deform 3D進(jìn)行等厚沖鍛的數(shù)值模擬，不斷調(diào)整流線型拉深模型中的H、R1及R2參數(shù)，直到無工藝缺陷為止。

發(fā)明原理：對常見的板材拉深結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，最終得到如圖2、圖4、圖6分別所示的相同高度的U型、V型及流線型三種拉深結(jié)構(gòu)，其它可以為它們的組合。

為了驗(yàn)證三種基本拉深結(jié)構(gòu)鍛壓成形效果，制造沖鍛模具選擇上述三種拉深結(jié)構(gòu)進(jìn)行等厚沖鍛實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3、圖5、圖7。

圖3為圓弧過渡的U型拉深結(jié)構(gòu)(如圖2所示)經(jīng)過等厚沖鍛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中發(fā)現(xiàn)明顯的材料重疊及斷裂工藝缺陷，主要原因?yàn)轭愃芔型拉深的兩邊的材料流動(dòng)方向與鍛壓方向垂直，材料全部流向板材水平方向，在底部形成堆積，此時(shí)流動(dòng)阻力不斷增大，而鍛壓時(shí)間很短，堆積在一起的材料因?yàn)檩^大阻力來不及轉(zhuǎn)移，造成材料重疊及斷裂的工藝缺陷。

圖5為圖4中的連接載體V型拉深結(jié)構(gòu)的等厚沖鍛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相對于圖3的斷裂工藝缺陷得到改善，但重疊缺陷或波浪狀依然存在。由于圖2的V型形狀中間有兩邊各有一段長為L的直線過渡，增大了材料流動(dòng)阻力，延誤了材料流向拉深底部的時(shí)間，當(dāng)凸模下行到下死點(diǎn)時(shí)，到達(dá)拉深底部的材料來不及轉(zhuǎn)移，造成重疊或波浪狀缺陷。