带凸缘深锥形件的拉深工艺及模具设计

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1、万方数据板材加工技术——带凸缘辣锥形件的拉深_[艺及模具设汁带凸缘深锥形件的拉深工艺及模具设计101300北京顺兴昌I贸有限公司周全福161005齐齐哈尔市政府机关房产处赵欣100027德国埃尔富特北京代表处董智周祁摘要以铁路货车制动缸盖为例，介绍了用热轧中厚板制造的大尺寸带凸缘深锥形件的拉澡工艺及模其结构设计。关键词拉深深锥形件热轧中厚板中图分类号TC386·3*2与1引言带凸缘深锥形件的拉深，其成形性取决_丁零件的成形形状与尺寸精度、材质力学性能、板料厚度、润滑剂、拉深设备等等。锥形件的拉深除具有半球形件拉深的特点外，还由于工

2、件的ll部和底部直径差大，Iq弹现象特别严重，因此，这种零什拉深成形比半球形件更困难。常用的拉深片法为：阶梯式拉深法和逐渐增加锥形高度的拉深法。2工艺分析与计算图l所示零件是铁路货车某制动缸盖，材料08CUP热轧5ram板。该锥形什的平均直径为d+。=154．5mm由于工件高度148ram>0射r∞(123．6mm)，所以废件属深锥形件，需要多次拉深才能成形。02860179＼i厂

3、茎

4、l幕制动缸盖锥肜件2．1确定修边余量6参照有凸缘筒形什的修边余量，“金属板料拉深工艺设计规范”(JB／T76959—93)表5，取6=-6．5mm

5、。，2．2计算毛坯直径根据拉深

6、i1『后面积柑等原理，毛坯直径D为：D=、／8∑Ir式中：f——母线【，度，nlt]l；收稿日期：2002—04—22r——母线的重心到转轴的距离，mm。按斟l零什尺寸及式(1)计算得：D=39072(mm)取：D=390mm2．3托深系数及各次拉深尺寸锥形件每次拉深的拉深系数川其平均直释求得：m产—导(2){Bn一1式中：m，，——锥形件第n次拉深的拉深系数；以——第月次拉深的平均赶径．mill：d“——第n一1次拉深的平均直径，mm。锥形件总拉深系数m-：，，％2争(3)本例中，n=3，d．=1

7、53．76，D=390，所以有：“n=m】m’，n3=0．394(4)式巾：m，——第1次拉深系数，mF0．496；mz——第2次拉深系数．，n!=O895；mj——第3次拉深系数，mF089，各次拉深尺寸见罔2所示、飞}厂L=(286H18S一次托浑二次{0濯削2第一、二次拉深上

8、子【刳2．4第1次拉深力、压边力计算批深力P．：只=K'rrdBo-b=500MPa(5)万方数据52锻胍机械612002——一————————一—————————————————一———————。—。一式中：K——修正系数，K=1；d一～拉深什直径，

9、d=200mm；们i一材料强度极限，01l,=500MPa；争一材料厚度，6=5ram压边乃cJ，：QF啊=326kN(6)式中：F——压边圈F的毛坯投影面积，F=881em2；q——单位压边力，对丁=烈动压机、难加f什取q=3．7MPa、第第1次批深时，万t×100=1．28<1．5，需采Ⅲ压边圈。同理，三套拉深模均应采用压边罔(图3)，P＆=P—QI=1．90x103kN图3托深示意【刳2．5最大拉深力，o1．叫模2垫块3凸模根掘GB／7F15825．2～1995“金属薄板成形性能3．2确定凸、凹模嘲角半径及拉深模单面间隙与醴

10、验方法通用试验规释”有：凸模圆角半径R、凹模圆角半径r及拉深模单k=3(O-b+o-。)(D旷Drh)to-=2．03x103(kN)(7)式中：叽——板料抗拉强度，17"b=515MPa；矿i一板料屈服点，o-．=400MPa；D0——试样直径．Do=390mm；口广凹模内径，口i_211．8ram；f广fLr

11、模圆角半径，ra=30mm；to～一板料基板厚度，to=5mm．2．6最小压边力^孟l_】上标准推荐公式：k0．1k(1“1嗍8to)(Dd。o)2=488kN(8)式中：dE，——凸模直径，缸178ram。由于第1次拉

12、深的变形夫于第2、3次变形，因此第1次拉深力为最大拉深力。采用式(5)、(7)计算出的最火拉深力在1571kN-2034kN之I'nJ，最小压边力在326kN～488kN之间。根据拉深设备的性能，依据上述工艺计算并进行综合经济分析，最终确定采用三次拉深，并在第三次拉深兼校形时，选』{j了内滑块压力为3500kN，外滑块压力为2800kN的双动液压机。3模具设计3．1确定是否采用压边圈是否采用琏边圈，通常用表l所列条件确定。表1压边拉深和不压边拉深的条件第一次拉潍呲J^几次批深拉深，J涪一(￡／D1xJ00仉，(t／D+I)x100

13、帆压边<15<06“o』二1压边或不压边15-200．610—15o8不爪边>20>06>15)08面间隙z值见表2，表2拉深模疗、r、z值表4结束语通过生产实践，埘热轧板带凸缘类深锥形r什的拉深，采用逐渐增加锥形高度拉深法，拉深什质量满足设计要求