一种带凸缘工件的拉伸工艺制造技术

一种带凸缘工件的拉伸工艺是，首先将工件毛坏按传统工艺拉伸成直筒形件半成品，半成品直径范围是半成品直径减去筒底圆角半径的两倍后比凸缘直径大５－８ｍｍ；其次，再将半成品放入成品模具中，在拉伸凸模及压边圈对半成品作用的同时，通过环形压力圈对半成品筒壁施加压力，直至得成品。本发明专利技术的带凸缘工件的拉伸工艺，环形压力圈对半成品筒壁施加的压力的作用是降低拉伸件筒壁的轴向拉应力，提高拉伸变形程度，减少拉伸次数，由于拉伸只需两次即可成型，可减少拉伸工序、节约加工成本，所需模具数量少，生产周期短。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钣金中的拉伸成型工艺，尤其是一种带凸缘工件的拉伸工艺。
技术介绍
带凸缘件，特别是宽凸缘件的传统拉伸工艺是：首次拉伸时将凸缘部分成形到工件尺寸，在后续工序中凸缘部分基本保持不变，通过减少筒形件径向尺寸，增加高度来达到尺寸要求。这种传统拉伸工艺的缺点是：对于凸缘宽度尺寸大，筒壁高度相对于筒壁径向尺寸大的凸缘件，拉伸次数较多，所需模具数量多，生产周期长，成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种可减少拉伸工序、节约加工成本的带凸缘工件的拉伸工艺。本专利技术的带凸缘工件的拉伸工艺是：首先将工件毛坏按传统工艺拉伸成直筒形件半成品，半成品直径范围是半成品直径减去筒底圆角半径的两倍后比凸缘直径大5-8mm；其次，再将半成品放入成品模具中，在拉伸凸模及压边圈对半成品作用的同时，通过环形压力圈对半成品筒壁施加压力，直至得成品。带凸缘工件的拉伸成型中，材料起皱和拉裂是影响拉伸顺利进行的主要原因，只有当材料不产生起皱或拉裂，拉伸才能顺利进行。通常，对压边圈施加一定的压力可防止起皱，但是在传统拉伸成型中，产生拉裂的主要原因是拉伸变形程度大，使得拉伸件筒壁上所受的轴向拉应力大于危险断面的有效抗拉强度。本专利技术中环形压力圈对半成品筒壁施加的压力通过材料传递到拉伸筒壁上，使得筒壁所受的拉应力减少，只要施加的压力大小(此力可由下面公式(C)算出)合适，就可使筒壁所受的拉应力小于危险断面的有效抗拉强度，防止材料被拉裂而使拉伸顺利进行。因此，环形压力圈对半成品筒壁施加的压力的作用是降低拉伸件筒壁的轴向拉应力，提高拉伸变形程度，减少拉伸次数，降低成本。本专利技术的带凸缘工件的拉伸工艺的理论分析是：F1为拉伸凸模产生的拉伸力；F2为压边圈产生的压边力；F3是对半成品-->筒壁施加的轴向力，以下阐述力F3的作用：传统拉伸成型工艺中是没有提供力F3的，当没有F3这个力时(传统拉伸工艺属于这种情况)，中筒壁所受的轴向拉应力为：σ=(σ1max+σM)eμ·π2+σs/22r2t+1---(a)]]>其中：σ1max=1.1σslnRtR+1/2σs2r1t+1,]]>式中后者为材料绕过圆角r1所需的附加应力；σM=μF2π(R+t+r2)t,]]>它是压边力F2引起的摩擦力而产生的附加应力；μ：零件与压边圈及零件与凹模的滑动摩擦系数；σs：零件的屈服应力强度；t：零件的厚度；F2：压边圈产生的压边力；Rt：半成品的半径；R：成品的半径；r1：半成品底圆角半径；r2：成品模具凹模圆角半径；如果公式a中的σ＞[σ](其中：[σ]=1.1σs′-1/2σs′2rt+1,]]>(r为零件底角圆角半径，σs′为未拉伸时材料的屈服强度，σs为第一次拉伸冷作硬化后材料的屈服强度))，则材料就被拉裂([σ]为危险断面的有效抗拉强度)。传统拉伸工艺的拉伸系数主要由此决定。当施加F3这个力时，图1中A点(筒壁)所受的轴向拉应力为：σ′=(σ1max′+σM)eμ·π2+σs/22r2t+1---(b)]]>其中：σ1max′=1.1σslnRtR+1/2σs2r1t+1-σex]]>σex=F32πRtt;]]>它是F3的作用产生的应力；-->σM=μF2π(R+t+r2)t]]>从公式a和公式b中可以看出：σ-σ′=σexμgπ2]]>也就是说，改进后图4中A点所受的轴向拉应力比改进前小由于可以控制F3的大小，即可以控制σex的大小，因此可以使σ′＜[σ]，由此可计算出：F3>2πRtt[1.1σslnRtR+1/2σs2r1t+1+μF2π(R+t+r2)t-([σ]-σs/22r2/t+1)e-μgπ/2]---(c)]]>材料不会被拉裂，拉伸可以顺利进行。由以上可以得出结论：改进后的拉伸只需两次即可成型。本专利技术的带凸缘工件的拉伸工艺，由于拉伸只需两次即可成型，可减少拉伸工序、节约加工成本，所需模具数量少，生产周期短。附图说明图1为本专利技术工艺中结构及结构受力图。具体实施方式一种带凸缘工件的拉伸工艺是：首先将工件直径是102mm的毛坏按传统工艺拉伸成直径是72mm的直筒形半成品；其次，再将半成品放入成品模具4中，在拉伸凸模3及压边圈2对半成品作用的同时，通过环形压力圈1对半成品筒壁施加压力18000牛顿(取未拉伸时材料的屈服强度200Mpa，第一次拉伸冷作硬化后材料的屈服强度240Mpa)，直至得成品，凸缘直径64mm，筒壁直径30mm，高62mm的带凸缘工件。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带凸缘工件的拉伸工艺，其特征在于：它包括以下步骤：首先将工件毛坏按传统工艺拉伸成直筒形件半成品，半成品直径范围是半成品直径减去筒底圆角半径的两倍后比凸缘直径大５－８ｍｍ；其次，再将半成品放入成品模具（４）中，在拉伸凸模（３）及压边圈（２）对半成品作用的同时，通过环形压力圈（１）对半成品筒壁施加压力（Ｆ３），直至得成品。

【技术特征摘要】
1、一种带凸缘工件的拉伸工艺，其特征在于：它包括以下步骤：首先将工件毛坏按传统工艺拉伸成直筒形件半成品，半成品直径范围是半成品直径减去筒底圆角半径的两倍后比凸缘直径大5-8mm；其次，再将半成品放入成品模具(4)中，在拉伸凸模(3)及压边圈(2)对半成品作用的同时，通过环形压力圈(1)对半成品筒壁施加压力(F3)，直至得成品。2、如权利要求1所述的一种带凸缘工件的拉伸工艺，其特征在于：所述的通过环形压力圈(1)对半成品筒壁施加压力(F3)，应满足：F3>2πRtt[1.1σslnRtR+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻建鹏，柳和生，
申请(专利权)人：喻建鹏，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]