[發明專利]一種深錐臺型零件的多道次拉深成形方法

在審

• 申請號: 201611069502.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106734487A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 華林;宋燕利;路玨;戴定國;朱根鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B21D22/26
• 分類號: B21D22/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,王淳景

技術領域

本發明屬于板材塑性加工技術領域，具體涉及一種深錐臺型零件的多道次拉深成形方法。

背景技術

拉深是金屬板料的一種重要成形工藝，廣泛應用于汽車、航空航天、電器和電子等工業生產中。由于受毛坯、拉深變形程度、模具摩擦力及板材承載能力的影響，拉深件特別是深拉深件在拉深過程中有可能發生頸縮或開裂，尤其是在直壁下端與凸模圓角相接觸的區域，拉深過程中的頸縮或開裂主要發生在這個最危險、最薄弱的斷面。

筒形件及盒形件的深拉深成形目前已有比較完善的成形工藝，但是對于錐臺型零件的深拉深成形工藝目前還未見相關專利及文獻報道。與筒形件及盒形件相比，錐臺形零件的拉深，其變形區的位置、受力情況、變形特點等都不同，對于這類零件不能簡單的用拉深系數去衡量成形的難易程度，也不能用它做模具設計和工藝過程設計的依據。錐臺型零件在拉深時，變形區的位置不僅位于壓邊圈下，毛坯的中間部分也參與了變形。毛坯的中間部分的受力情況和變形情況比較復雜。在凸模與毛坯的接觸區內，由于材料完全貼模，這部分材料兩向受拉一向受壓，與脹形相似。在凸模與材料接觸區以外的中間部分，其應力狀態與凸緣部分是一樣的。因此，這類零件的起皺不僅可能在凸緣部分產生，也可能在中間部分產生，而且，由于中間部分不與凸模接觸，板料較薄時，這種起皺現象更為嚴重。除此之外，這類零件還具有與凸模接觸面積小、壓力集中、容易引起局部變薄開裂及自由面積大、壓邊圈作用相對減弱、容易起皺等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種深錐臺型零件的多道次拉深成形方法，它可以解決深錐臺型零件在拉深成形過程中出現的頸縮、開裂、起皺等問題，降低零件在成形過程中的廢品率，提高生產效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種深錐臺型零件的多道次拉深成形方法，包括以下步驟：

S1、根據表面積不變法，將側壁是錐面的深錐臺型零件轉換為口部尺寸相同的側壁是直壁的盒形件：由展料所得的長圓毛坯經(k-1)道拉深工序，得到長圓筒形件,再經第k道工序拉深成盒形件；

S2、將盒形件拉深為最終的深錐臺型零件：錐面從底部開始成形，在各道工序中，錐面逐漸增大，直至成形。

按上述技術方案，步驟S1具體包括：

S101、保持深錐臺型零件口部的短邊尺寸A和長邊尺寸B不變，根據表面積不變的原則，由深錐臺型零件的尺寸計算出盒形件的口部過渡圓角半徑r_kk、底部過渡圓角半徑r_dk、側壁過渡圓角半徑r_jk和盒形件的高度H_k；

S102、根據深錐臺型零件的尺寸計算出拉深成形盒形件各步驟的具體尺寸A_i、B_i、R_Ai、R_Bi和H_i，i＝0、1、2、.....、k，i＝0時為坯料尺寸，其中，A_i、B_i分別為成盒工序中每步半成品的長短軸尺寸，R_Ai、R_Bi分別為半成品各長圓的兩圓弧半徑，H_i為半成品高度；

S103、根據以上計算所得數據，建立各個拉深工序的拉深數學模型即可完成盒形件的拉深成形。

按上述技術方案，步驟S2具體包括：

S201、先確定各道半成品錐面的高度h_(k+1)、h_(k+2)、.....、h_(n-1)；

S202、再通過零件總表面積與錐面面積的面積差除以直壁部分截面周長來確定直壁的高度，該直壁的高度加上半成品錐面的高度得到半成品總高度H_(k+1)、H_(k+2)、.....、H_(n-1)；

S203、通過以上各步計算的數據，建立各個拉深工序的拉伸數學模型即可完成盒形件拉深成形為深錐臺型零件。

本發明，具有以下有益效果：由于深錐臺型零件很難一步沖壓成形，所以需要將最終的目標零件轉換為中間的“過渡零件”，然后由過渡零件再成形為目標零件，本發明提出先“圓”再“方”最后“錐”的成形工藝，解決了深錐臺型零件在拉深成形過程中出現的頸縮、開裂、起皺等問題，降低零件在成形過程中的廢品率，提高生產效率。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1a為本發明實施例中盒形件成形工藝的主視圖；