專利名稱：一種變速和變壓邊力聯(lián)動的板料拉深工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板料拉深成形技術(shù)，具體為一種變速和變壓邊力聯(lián)動的板料拉深工藝，該工藝根據(jù)零件不同階段的變形特點，采用變速和變壓邊力聯(lián)動拉深成形。
背景技術(shù)：
拉深工藝是板料成形最基本的工序之一，用于成形開口空心件或與其它工序組合成形形狀更復(fù)雜的鈑金零件，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等制造領(lǐng)域。拉深成形時，板料在凸模作用下首先發(fā)生彎曲變形，然后被校直拉入凸、凹模間隙，在此階段板料受到彎曲和反彎曲同時的耦合作用，變形較為劇烈。傳統(tǒng)的板料拉深成形工藝受設(shè)備條件的限制，拉深過程中的滑塊運動模式固定不可調(diào)；在彎曲和反彎曲階段，由 于成形速度較大，板料不能較好的發(fā)生塑性流動，容易在凹模圓角處產(chǎn)生裂紋。同時，傳統(tǒng)拉深工藝使用的速度控制模式和壓邊力控制模式嚴重影響了板料的成形性能和零件的成形質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變速和變壓邊力聯(lián)動的板料拉深工藝，該工藝可以提高板料的成形性能和零件的成形質(zhì)量，變速和變壓邊力在成形過程中易于實現(xiàn)，工藝簡單，可操作性強，具有成本低、效率高、周期短的特點。本發(fā)明提供的一種板料拉深工藝，其過程為(I)確定板料拉深成形過程中的拉深參數(shù)(I. I)確定初始拉深位置，也是成形速度設(shè)定的起點；(I. 2)確定成形速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點；(I. 3)確定板料恒速下的極限拉深速度V ；(I. 4)設(shè)定滑塊位置在轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點之前的速度值為2/3v，滑塊位置超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后，速度值增大，直到拉深工藝完成，速度迅速降低為零；(1.5)設(shè)定與速度適應(yīng)的單位壓邊力曲線，設(shè)單位壓邊力曲線表示為(pl/P2)/MPa，其中，pi表示滑塊位置在轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點之前的單位壓邊力，P2表示滑塊位置超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后的單位壓邊力，P2 = l/2pl 2/3P1 ；(2)根據(jù)設(shè)定的拉深參數(shù)完成板料拉深過程。本發(fā)明根據(jù)板料拉深成形工藝各階段的不同變形特點，采用適合板料拉深成形階段的變速和變壓邊力聯(lián)合控制工藝，該工藝在劇烈變形階段對板料采用低速拉深，使其有足夠的時間發(fā)生塑性流動；在后續(xù)成形階段，采用較高的成形速度，以提高成形效率；同時，板料成形過程的快慢控制，需要不同的壓邊力配合共同實現(xiàn)。該工藝提高了板料的成形能力和零件的成形質(zhì)量，變速和變壓邊力在成形過程中易于實現(xiàn)，工藝簡單，可操作性強，克服了傳統(tǒng)拉深工藝通過反復(fù)“試修模”獲得合格零件的繁瑣試模過程及高成本和低效率的問題。
圖I為實施例I的模具和板料尺寸及工裝示意圖；圖2為實施例I的變速和變壓邊力曲線圖；圖3為實施例2的變速和變壓邊力曲線圖；圖4為實施例3的變速和變壓邊力曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明所設(shè)計的變速和變壓邊力聯(lián)動的板料拉深成形工藝是在彎曲和反彎曲階段，對板料采用低速拉深，使其有足夠的時間發(fā)生塑性流動；在后續(xù)成形階段，采用較高的 成形速度，以提高成形效率；同時，板料成形過程的快慢控制，需要不同的壓邊力配合共同實現(xiàn)。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。本發(fā)明是提供變速和變壓邊力聯(lián)合控制的板料拉深成形工藝，實現(xiàn)此工藝過程為(I)，確定板料拉深成形過程中的拉深參數(shù)。(I. I)確定初始拉深位置模具安裝在伺服壓力機工作臺面上，板料在模具上定位，記錄伺服壓力機滑塊開始接觸板料時的位置，以此作為初始拉深位置，也是成形速度設(shè)定的起點(在圖的坐標里面可以用O表示)。(I. 2)確定成形速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點的位移值Sk由凸模圓角半徑Rp、凹模圓角半徑Rd和板料厚度t確定，Sk = Rp+Rd+t。(I. 3)確定板料恒速下的極限拉深速度V :板料恒速下的極限拉深速度即為板料拉深不起皺不破裂時的最大恒定速度，記為V。(1.4)設(shè)定滑塊變速運動曲線滑塊位置在轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點之前的速度值設(shè)置為2/3v ;滑塊位移超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后，快速增大其速度值至V 2v之間，之后維持到拉深工藝完成，速度迅速降低為零。(I. 5)設(shè)定與速度適應(yīng)的單位壓邊力曲線壓邊力的設(shè)置和材料性能及速度設(shè)置是相關(guān)的，板料越厚、強度越高，壓邊力應(yīng)越大；成形速度越小，壓邊力應(yīng)越大；壓邊力隨拉深行程的變化趨勢和速度隨行程的變化趨勢相反。設(shè)單位壓邊力曲線表示為(pl/P2)/MPa，其中，Pl表示滑塊位置在轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點之前的單位壓邊力，P2表示滑塊位置超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后的單位壓邊力。單位壓邊力Pl的數(shù)學表達式I，P2 = l/2pl 2/3P1。(2)根據(jù)設(shè)定的拉深參數(shù)在伺服壓力機上完成板料拉深過程。對于圓形板料而言，
OAkD2R HD-d-m)/τ、ρλ =-^——r——-(I)
{D-d){D2 -d￡)d式中，Pl表示單位壓邊力，k表示與成形速度相關(guān)的修正系數(shù)，Rm表示板料抗拉強度，D表示板料毛坯直徑，d表示凸模直徑，Sk表示轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點位移值。k值范圍為O. 5 1，成形速度越小，k值越大，成形速度越大，k值越小。實例筒形零件的變速、變壓邊力聯(lián)動拉深工藝實施例I
拉深板料C采用B340/590DP鋼板，毛坯直徑D為185mm，板厚t為lmm，B340/590DP板料的抗拉強度Rm為612. 5Mpa，成形所用模具和板料尺寸及工裝配合如圖I所示(單位mm),凸模A直徑d為100mm,凸模A圓角半徑Rp為9. 5mm、凹模B圓角半徑Rd為8mm。首先確定板料C拉深成形過程中的基本參數(shù)。(I)在該實例下，模具安裝在1000KN伺服壓力機工作臺面上，板料放置在模具上。伺服壓力機滑塊開始接觸板料時的位置記為初始拉深位置，即成形速度設(shè)定的起點。(2)凸模圓角半徑Rp為9. 5mm、凹模圓角半徑Rd為8mm,板料厚度t為Imm,故速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點Sk = Rp+Rd+t = 18. 5mm。(3)B340/590板料恒定的極限拉深速度V為45mm/s。(4)滑塊變速運動曲線為40/60mm/s，表示從初始拉深到速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點Sk之間的速度設(shè)置為40mm/s，轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點Sk之后速度增大到60mm/s。(5)單位壓邊力曲線為3/1. 5MPa，表示行程小于Sk時單位壓邊力采用3MPa，Sk之后設(shè)置為I. 5MPa。變速和變壓邊力曲線圖如圖2所示。采用上述變速、變壓邊力聯(lián)動的板料拉深成形工藝在伺服壓力機上拉深，板料成形性能好，零件成形質(zhì)量高，拉深高度54mm時板料沒有起皺、破裂等缺陷；而采用恒速50mm/s拉深，零件在凹模圓角處發(fā)生破裂。實施例2拉深板料采用B340/590DP鋼板，毛坯直徑190mm，板厚1mm，成形所用模具和和實施例I相同，變速和變壓邊力曲線圖如圖3所示。(I)在該實例下，模具安裝在1000KN伺服壓力機工作臺面上，板料放置在模具上。伺服壓力機滑塊開始接觸板料時的位置記為初始拉深位置。(2)凸模圓角半徑Rp為9. 5mm、凹模圓角半徑Rd為8mm,板料厚度t為Imm,故速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點Sk = Rp+Rd+t = 18. 5mm。(3)板料恒定的極限拉深速度V為30mm/s。(4)滑塊變速運動曲線為20/60mm/s，表示在初始拉深位置到速度和壓邊力變化的初始拉深位置Sk之間的速度設(shè)置為20mm/s，初始拉深位置Sk之后速度增大到60mm/s。(5)單位壓邊力曲線為2/lMPa，表示行程小于Sk時單位壓邊力采用2MPa，Sk之后設(shè)置為I. 5MPa。采用上述變速、變壓邊力聯(lián)動的板料拉深成形工藝進行拉深，板料成形性能好，拉深高度62mm時板料沒有起皺、破裂等缺陷。實施例3拉深板料采用H380鋼板,毛還直徑D為190mm,板厚t為Imm,板料的抗拉強度Rm為483Mpa,成形所用模具和板料尺寸及工裝配合如圖I所示(單位mm)。成形所用模具和實施例I相同,變速和變壓邊力曲線圖如圖4所示。(I)在該實例下，模具安裝在1000KN伺服壓力機工作臺面上，板料放置在模具上。伺服壓力機滑塊開始接觸板料時的位置記為初始拉深位置。(2)速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點Sk = Rp+Rd+t = 18. 5mm。(3)板料恒定的極限拉深速度V為45mm/s。(4)滑塊變速運動曲線為30/70mm/s，表示在初始拉深位置到速度和壓邊力變化的初始拉深位置Sk之間的速度設(shè)置為30mm/s，初始拉深位置Sk之后速度增大到70mm/s。(5)單位壓邊力曲線為2/IMPa，表示行程在S。至Sk之間單位壓邊力采用2MPa，Sk之后設(shè)置為IMPa。采用上述變速、變壓邊力聯(lián)動的板料拉深成形工藝進行拉深，板料成形性能好，拉深高度62mm時板料沒有起皺、破裂等缺陷。 本發(fā)明不僅局限于上述具體實施方式
，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采用其它多種具體實施方式
實施本發(fā)明，因此，凡是采用本發(fā)明的工藝和思路，做部分簡單的變化或更改的設(shè)計，都落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種板料拉深工藝，其過程為 (1)確定板料拉深成形過程中的拉深參數(shù) (I. I)確定初始拉深位置，也是成形速度設(shè)定的起點； (I. 2)確定成形速度和壓邊力變化的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點； (I. 3)確定板料恒速下的極限拉深速度V ； (1.4)設(shè)定滑塊位置在轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點之前的速度值為2/3v，滑塊位置超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后，速度值增大，直到拉深工藝完成，速度迅速降低為零； (1.5)設(shè)定與速度適應(yīng)的單位壓邊力曲線，設(shè)單位壓邊力曲線表示為(pl/P2)/MPa，其中，Pl表示滑塊位置在轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點之前的單位壓邊力，P2表示滑塊位置超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后的單位壓邊力，P2 = l/2pl 2/3P1 ； (2)根據(jù)設(shè)定的拉深參數(shù)完成板料拉深過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的板料拉深工藝，其特征在于，步驟(1.2)中，所述轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點的位移值Sk由凸模圓角半徑Rp、凹模圓角半徑Rd和板料厚度t確定，Sk = Rp+Rd+t。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的板料拉深工藝，其特征在于，步驟(I.3)中，以板料拉深不起皺不破裂時的最大恒定速度作為板料恒速下的極限拉深速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板料拉深工藝，其特征在于，步驟(1.4)中，滑塊位置超過轉(zhuǎn)折關(guān)鍵點后，速度值增大至V 2v之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的板料拉深工藝，其特征在于，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變速和變壓邊力聯(lián)動的板料拉深工藝，該工藝在劇烈變形階段對板料采用低速拉深，使其有足夠的時間發(fā)生塑性流動；在后續(xù)成形階段，采用較高的成形速度，以提高成形效率；同時，板料成形過程的快慢控制，需要不同的壓邊力配合共同實現(xiàn)。該工藝提高了板料的成形能力和零件的成形質(zhì)量，變速和變壓邊力在成形過程中易于實現(xiàn)，工藝簡單，可操作性強，克服了傳統(tǒng)拉深工藝通過反復(fù)“試修模”獲得合格零件的繁瑣試模過程及高成本和低效率的問題。
文檔編號B21D22/20GK102950185SQ20121046629
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者李建軍, 付秀娟, 劉倩, 黃亮 申請人:華中科技大學