一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法技术

本发明专利技术公开了一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法，包括以下步骤：S1、根据表面积不变法，将侧壁是锥面的深锥台型零件转换为口部尺寸相同的侧壁是直壁的盒形件：由展料所得的长圆毛坯经(k‑1)道拉深工序，得到长圆筒形件,再经第k道工序拉深成盒形件；S2、将盒形件拉深为最终的深锥台型零件：锥面从底部开始成形，在各道工序中，锥面逐渐增大，直至成形。本发明专利技术可以最大限度的解决零件冲压过程中减薄率过大、拉裂、起皱等问题，降低零件在成形过程中的废品率，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法
本专利技术属于板材塑性加工
，具体涉及一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法。
技术介绍
拉深是金属板料的一种重要成形工艺，广泛应用于汽车、航空航天、电器和电子等工业生产中。由于受毛坯、拉深变形程度、模具摩擦力及板材承载能力的影响，拉深件特别是深拉深件在拉深过程中有可能发生颈缩或开裂，尤其是在直壁下端与凸模圆角相接触的区域，拉深过程中的颈缩或开裂主要发生在这个最危险、最薄弱的断面。筒形件及盒形件的深拉深成形目前已有比较完善的成形工艺，但是对于锥台型零件的深拉深成形工艺目前还未见相关专利及文献报道。与筒形件及盒形件相比，锥台形零件的拉深，其变形区的位置、受力情况、变形特点等都不同，对于这类零件不能简单的用拉深系数去衡量成形的难易程度，也不能用它做模具设计和工艺过程设计的依据。锥台型零件在拉深时，变形区的位置不仅位于压边圈下，毛坯的中间部分也参与了变形。毛坯的中间部分的受力情况和变形情况比较复杂。在凸模与毛坯的接触区内，由于材料完全贴模，这部分材料两向受拉一向受压，与胀形相似。在凸模与材料接触区以外的中间部分，其应力状态与凸缘部分是一样的。因此，这类零件的起皱不仅可能在凸缘部分产生，也可能在中间部分产生，而且，由于中间部分不与凸模接触，板料较薄时，这种起皱现象更为严重。除此之外，这类零件还具有与凸模接触面积小、压力集中、容易引起局部变薄开裂及自由面积大、压边圈作用相对减弱、容易起皱等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法，它可以解决深锥台型零件在拉深成形过程中出现的颈缩、开裂、起皱等问题，降低零件在成形过程中的废品率，提高生产效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法，包括以下步骤：S1、根据表面积不变法，将侧壁是锥面的深锥台型零件转换为口部尺寸相同的侧壁是直壁的盒形件：由展料所得的长圆毛坯经(k-1)道拉深工序，得到长圆筒形件,再经第k道工序拉深成盒形件；S2、将盒形件拉深为最终的深锥台型零件：锥面从底部开始成形，在各道工序中，锥面逐渐增大，直至成形。按上述技术方案，步骤S1具体包括：S101、保持深锥台型零件口部的短边尺寸A和长边尺寸B不变，根据表面积不变的原则，由深锥台型零件的尺寸计算出盒形件的口部过渡圆角半径rkk、底部过渡圆角半径rdk、侧壁过渡圆角半径rjk和盒形件的高度Hk；S102、根据深锥台型零件的尺寸计算出拉深成形盒形件各步骤的具体尺寸Ai、Bi、RAi、RBi和Hi，i＝0、1、2、.....、k，i＝0时为坯料尺寸，其中，Ai、Bi分别为成盒工序中每步半成品的长短轴尺寸，RAi、RBi分别为半成品各长圆的两圆弧半径，Hi为半成品高度；S103、根据以上计算所得数据，建立各个拉深工序的拉深数学模型即可完成盒形件的拉深成形。按上述技术方案，步骤S2具体包括：S201、先确定各道半成品锥面的高度h(k+1)、h(k+2)、.....、h(n-1)；S202、再通过零件总表面积与锥面面积的面积差除以直壁部分截面周长来确定直壁的高度，该直壁的高度加上半成品锥面的高度得到半成品总高度H(k+1)、H(k+2)、.....、H(n-1)；S203、通过以上各步计算的数据，建立各个拉深工序的拉伸数学模型即可完成盒形件拉深成形为深锥台型零件。本专利技术，具有以下有益效果：由于深锥台型零件很难一步冲压成形，所以需要将最终的目标零件转换为中间的“过渡零件”，然后由过渡零件再成形为目标零件，本专利技术提出先“圆”再“方”最后“锥”的成形工艺，解决了深锥台型零件在拉深成形过程中出现的颈缩、开裂、起皱等问题，降低零件在成形过程中的废品率，提高生产效率。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1a为本专利技术实施例中盒形件成形工艺的主视图；图1b为本专利技术实施例中盒形件成形工艺的俯视图；图2a为本专利技术实施例中盒形件成形为深锥台型零件的成形工艺的主视图；图2b为本专利技术实施例中盒形件成形为深锥台型零件的成形工艺的俯视图；图3为汽车保险杠吸能盒成形过程中成形过渡零件的工艺步骤图；图4为汽车保险杠吸能盒成形过程中由过渡零件成形为吸能盒的工艺步骤图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的较佳实施例中，如图1a-图2b所示，一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法，包括以下步骤：S1、根据表面积不变法，将侧壁是锥面的深锥台型零件转换为口部尺寸相同的侧壁是直壁的盒形件：由展料所得的长圆毛坯经(k-1)道拉深工序，得到长圆筒形件,再经第k道工序拉深成盒形件；S2、将盒形件拉深为最终的深锥台型零件：锥面从底部开始成形，在各道工序中，锥面逐渐增大，直至成形。在本专利技术的优选实施例中，如图1a、图1b所示，步骤S1具体包括：S101、保持深锥台型零件口部的短边尺寸A和长边尺寸B不变，根据表面积不变的原则，由深锥台型零件的尺寸计算出盒形件的口部过渡圆角半径rkk、底部过渡圆角半径rdk、侧壁过渡圆角半径rjk和盒形件的高度Hk；S102、根据深锥台型零件的尺寸计算出拉深成形盒形件各步骤的具体尺寸Ai、Bi、RAi、RBi和Hi，i＝0、1、2、.....、k，i＝0时为坯料尺寸，其中，Ai、Bi分别为成盒工序中每步半成品的长短轴尺寸，RAi、RBi分别为半成品各长圆的两圆弧半径，Hi为半成品高度；S103、根据以上计算所得数据，建立各个拉深工序的拉深数学模型即可完成盒形件的拉深成形。在本专利技术的优选实施例中，如图2a、图2b所示，步骤S2具体包括：S201、先确定各道半成品锥面的高度h(k+1)、h(k+2)、.....、h(n-1)；S202、再通过零件总表面积与锥面面积的面积差除以直壁部分截面周长来确定直壁的高度，该直壁的高度加上半成品锥面的高度得到半成品总高度H(k+1)、H(k+2)、.....、H(n-1)；S203、通过以上各步计算的数据，建立各个拉深工序的拉伸数学模型即可完成盒形件拉深成形为深锥台型零件。本专利技术主要是将整体的深锥台型零件拉深成形分为传统的盒形件拉深成形和由盒形件再成形为最终的深锥台型零件，通过这种拉深成形方式，解决了深锥台型零件在拉深成形过程中出现的颈缩、开裂、起皱等问题，对提高生产效率具有十分重要的意义。本专利技术在具体应用时，包括以下步骤：1)盒形件拉深(a)由目标零件的尺寸，根据表面积不变的原则计算出过渡零件的几何参数rkk、rdk、rjk、Hk；(b)根据零件的尺寸，应用汪富钧等人在《带法兰深矩盒件多次拉深优化设计》中提出的公式计算出拉深成形盒形件各步骤的具体尺寸Ai、Bi、RAi、RBi、Hi，i＝0、1、2、.....、k，其中i＝0为坯料尺寸，Ai、Bi为成盒工序中每步的半成品长短轴尺寸，RAi、RBi为半成品各长圆两圆弧半径，Hi为半成品高度；(c)根据以上各步计算所得数据，建立各个拉深工序的拉深数学模型即可完成过渡零件即盒形件的拉深成形；2)锥台型零件拉深成形：从盒形件到拉深为最终的深锥台型零件，是逐渐成形锥面的过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据表面积不变法，将侧壁是锥面的深锥台型零件转换为口部尺寸相同的侧壁是直壁的盒形件：由展料所得的长圆毛坯经(k‑1)道拉深工序，得到长圆筒形件,再经第k道工序拉深成盒形件；S2、将盒形件拉深为最终的深锥台型零件：锥面从底部开始成形，在各道工序中，锥面逐渐增大，直至成形。

【技术特征摘要】
1.一种深锥台型零件的多道次拉深成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据表面积不变法，将侧壁是锥面的深锥台型零件转换为口部尺寸相同的侧壁是直壁的盒形件：由展料所得的长圆毛坯经(k-1)道拉深工序，得到长圆筒形件,再经第k道工序拉深成盒形件；S2、将盒形件拉深为最终的深锥台型零件：锥面从底部开始成形，在各道工序中，锥面逐渐增大，直至成形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：S101、保持深锥台型零件口部的短边尺寸A和长边尺寸B不变，根据表面积不变的原则，由深锥台型零件的尺寸计算出盒形件的口部过渡圆角半径rkk、底部过渡圆角半径rdk、侧壁过渡圆角半径rjk和盒形件的高度Hk；S102、根据深锥台型零件的尺寸计算出拉深成形盒形件各步骤的具体尺寸Ai、Bi、RAi、RBi...

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，宋燕利，路珏，戴定国，朱根鹏，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42