一种深筒形件拉深成形方法及其模具技术

本发明专利技术公开了一种深筒形件拉深成形方法及其模具，模具包括凹模、与凹模对应的凸模、套设在凸模上的压边圈，在凹模的底面以及与该底面相对应的压边圈的表面上，设有相互对应、配合的拉深槛结构；第一道次拉深时，产品不形成凸缘，可有效防止零件在第二道次拉深时口部起皱。反拉深时拉深槛结构，可以减少起皱和烧伤缺陷，同时有效减小压边力。本发明专利技术在反拉深时，金属材料的流动方向与正拉深相反，有利于相互抵消拉深成形的残余应力；反拉深的拉深系数比正拉深时低，有利于减少拉深次数，提高成形质量。

【技术实现步骤摘要】
一种深筒形件拉深成形方法及其模具
本专利技术涉及机械工程的塑形加工领域，尤其涉及一种深筒形件拉深成形方法及其模具。
技术介绍
传统的深筒形件在加工过程中，对于两道次拉深系数位于材料极限值附近的产品，如果采用两道次拉深，往往会产生破裂、短料或烧伤缺陷；如果采用三道次拉深，产品质量虽然稳定，但是生产成本较高。在深筒形件的正、反拉深工艺中，反拉深的成型质量受正拉深的影响。正拉深后的拉深件如果形成了凸缘，经反拉深后，拉深件口部起皱严重，导致废品率增加。采用传统模具常规反拉深时，其压边结构示意图如图1所示，反拉深时，凹模5的底面及压边圈7上靠近凹模5的表面为平面。拉深时容易出现起皱、短料现象；若增大压边力，虽然可以解决趋缺陷，但拉深件表面易产生烧伤、破裂缺陷。而且在反拉深时，凹模的圆角半径对拉深件的成型质量也有重要影响。传统的反拉深时，凹模的圆角半径常凭经验确定，通过试模不断改进，生产效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种深筒形件拉深成形方法及其模具，有效解决了现有技术中拉深时容易出现起皱、短料现象，使成型后的产品质量更稳定。本专利技术通过下述技术方案实现：一种深筒形件拉深成形模具，包括凹模5、与凹模5对应的凸模9、套设在凸模9上的压边圈7；其中，在凹模5的底面以及与该底面相对应的压边圈7的表面上，设有相互对应、配合的拉深槛结构。拉深槛结构由凹模5底面上的一个凸起式阶梯面和与之对应的压边圈7表面上的凹陷式阶梯面组合而成的阶梯式拉深槛；当对拉深件进行反拉深时，该阶梯式拉深槛在对板料压边的同时，板料在阶梯式拉深槛之间流动。阶梯式拉深槛的阶梯之间圆弧过渡。阶梯式拉深槛的高度为C＝(0.2～0.5)t，t为拉深件的板料厚度。凹模5底面的内、外两个角为圆角。外圆角半径大于内圆角半径。深筒形件拉深成形方法如下：第一道，正拉深步骤：将压边圈7上表面高度调至与凸模9上表面高度相同，然后将待拉深件6的板料，居中放置在其上；凹模5往下运动，压边圈7静止，当凹模5与板料接触后，压边圈7开始提供压边力，并随着凹模5一起往下运行，直至行程结束，完成第一道成型；在第一道正拉深步骤中，拉深件6的板料不形成凸缘；成型结束后，凹模5上行，随后压边圈7上行；最后，卸料板2将成形后的半成品卸下，完成第一道正拉深；第二道，反拉深步骤：反拉深步骤中，凹模5及压边圈7的运动过程与正拉深步骤相同，不同之处在于，反拉深步骤中，在凹模5的底面以及与该底面相对应的压边圈7的表面上设有相互对应、配合的拉深槛结构；将第一道拉深后的待拉深件6的半成品口部朝上，居中放置在压边圈7上，启动机床，凹模5往下运动，凹模5伸入半成品的内部，实现半成品自动定位；压边圈7静止，当凹模5逐渐下行并与半成品底部接触后，压边圈7开始提供压边力，并随着凹模5一起往下运行，与此同时，半成品的板料在阶梯式拉深槛之间流动，并且流动方向与正拉深时相反，使其相互抵消拉深件6拉深成形过程中的残余应力，此时拉深件6的半成品的外表面向内翻，使第一道正拉深时拉深件6的半成品外表面转变成内表面，实现反拉深；成型结束后，凹模5上行，随后压边圈7上行，通过卸料板2将成型后的拉深件6卸下，完成第二道反拉深。本专利技术相对于现有技术，由于第一道次拉深时，产品不形成凸缘，并且在第二道次拉深时，在凹模5的底面以及与该底面相对应的压边圈7的表面上，设有相互对应、配合的拉深槛结构，不仅可以减少板料起皱和烧伤缺陷，并有效减小压边力；而且只需两道次拉深，不仅降低极限拉深系数，在减少拉深次数的同时，减小用料直径，减少了加工硬化，使成型后的产品质量更稳定。综上所述，本专利技术在反拉深时，金属材料(拉深件6半成品所采用的板料)的流动方向与正拉深相反，更加有利于相互抵消拉深成形的残余应力；反拉深的拉深系数比正拉深时低，大大减少了拉深次数，进一步提高了产品的成形质量。附图说明图1是常规反拉深时，模具工作状态的局部结构示意图。图2是拉深件在正拉深结束后的工艺状态示意图。图2-1是拉深件在反拉深时，凹模下行途中的工艺状态示意图。图3是本专利技术深筒形件拉深成形模具，在反拉深压边时的局部状态示意图。图4是本专利技术实施例中的拉深件的产品图。图5是反拉深时的模具结构示意图。图中：上模座1、卸料板2、凹模垫板3、凹模座4、凹模5、拉深件6、压边圈7、托板8、凸模9、顶杆10、凸模座11。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图1至5所示。本专利技术一种深筒形件拉深成形模具，包括凹模5、与凹模5对应的凸模9、套设在凸模9上的压边圈7；其中，在凹模5的底面以及与该底面相对应的压边圈7的表面上，设有相互对应、配合的拉深槛结构。拉深槛结构由凹模5底面上的一个凸起式阶梯面和与之对应的压边圈7表面上的凹陷式阶梯面组合而成的阶梯式拉深槛；当对拉深件进行反拉深时，该阶梯式拉深槛在对板料压边的同时，板料在阶梯式拉深槛之间流动。阶梯式拉深槛的阶梯之间圆弧过渡。阶梯式拉深槛的高度为C＝(0.2～0.5)t，t为拉深件的板料厚度。凹模5底面的内、外两个角为圆角。外圆角半径大于内圆角半径。采用上述深筒形件拉深成形模具，对深筒形件拉深成形方法可通过如下步骤实现：第一道，正拉深步骤：将压边圈7上表面高度调至与凸模9上表面高度相同，然后将待拉深件6的板料，居中放置在其上；凹模5往下运动，压边圈7静止，当凹模5与板料接触后，压边圈7开始提供压边力，并随着凹模5一起往下运行，直至行程结束，完成第一道成型；在第一道正拉深步骤中，拉深件6的板料不形成凸缘；成型结束后，凹模5上行，随后压边圈7上行；最后，卸料板2将成形后的半成品卸下，完成第一道正拉深；第二道，反拉深步骤：反拉深步骤中，凹模5及压边圈7的运动过程与正拉深步骤相同，不同之处在于，反拉深步骤中，在凹模5的底面以及与该底面相对应的压边圈7的表面上设有相互对应、配合的拉深槛结构；将第一道拉深后的待拉深件6的半成品口部朝上，居中放置在压边圈7上，启动机床，凹模5往下运动，凹模5伸入半成品的内部，实现半成品自动定位；压边圈7静止，当凹模5逐渐下行并与半成品底部接触后，压边圈7开始提供压边力，并随着凹模5一起往下运行，与此同时，半成品的板料在阶梯式拉深槛之间流动，并且流动方向与正拉深时相反，使其相互抵消拉深件6拉深成形过程中的残余应力，此时拉深件6的半成品的外表面向内翻，使第一道正拉深时拉深件6的半成品外表面转变成内表面，实现反拉深；成型结束后，凹模5上行，随后压边圈7上行，通过卸料板2将成型后的拉深件6卸下，完成第二道反拉深。以下以一个具体实施例，进一步举例说明拉伸工艺。图4是一个内径为Φ320mm、高为320mm的筒形件，厚度为1mm，材料为304不锈钢，坯料直径为Φ725mm。传统拉深工艺是采用三道次拉深，即正拉深-反拉深-反拉深，虽然能获得较好的成形质量，但是成本较高。传统的拉深模具没有设计拉深槛，若采用两道次拉深：正-反拉深时，则会在反拉深时出现烧伤或起皱或短料现象。采用本专利技术深筒形件拉深成形方法及其模具，能够两道次成形即正拉深-反拉深，而且成形质量较好。第一次将坯料拉深成内径为Φ400mm，且不带凸缘的制件；第二次将制件拉深成满足产品要求的尺寸。图5是反拉深的模具结构示意图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深筒形件拉深成形模具，包括凹模(5)、与凹模(5)对应的凸模(9)、套设在凸模(9)上的压边圈(7)，其特征在于：在凹模(5)的底面以及与该底面相对应的压边圈(7)的表面上，设有相互对应、配合的拉深槛结构。

【技术特征摘要】
1.一种深筒形件拉深成形方法，包括深筒形件拉深成形模具，其包括凹模(5)、与凹模(5)对应的凸模(9)、套设在凸模(9)上的压边圈(7)，在凹模(5)的底面以及与该底面相对应的压边圈(7)的表面上，设有相互对应、配合的拉深槛结构；其特征在于所述深筒形件拉深成形方法，包括如下两个步骤：第一道，正拉深步骤：将压边圈(7)上表面高度调至与凸模(9)上表面高度相同，然后将待拉深件(6)的板料，居中放置在其上；凹模(5)往下运动，压边圈(7)静止，当凹模(5)与板料接触后，压边圈(7)开始提供压边力，并随着凹模(5)一起往下运行，直至行程结束，完成第一道成型；在第一道正拉深步骤中，拉深件(6)的板料不形成凸缘；成型结束后，凹模(5)上行，随后压边圈(7)上行；最后，卸料板(2)将成形后的半成品卸下，完成第一道正拉深；第二道，反拉深步骤：反拉深步骤中，凹模(5)及压边圈(7)的运动过程与正拉深步骤相同，不同之处在于，反拉深步骤中，在凹模(5)的底面以及与该底面相对应的压边圈(7)的表面上设有相互对应、配合的拉深槛结构；将第一道拉深后的待拉深件(6)的半成品口部朝上，居中放置在压边圈(7)上，启动机床，凹模(5)往下运动，凹模(5)伸入半成品的内部，实现半成品自动定位；压边圈(7)静止，当凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏琴香，熊盛勇，程秀全，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44