带圆筒部分缩口件坯料计算的探新- .pdf

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1、锻压talForming带圆筒部分缩口件坯料计算的探新南昌大学机电工程学院(江西330031)卢险峰华东交通大学理工学院(江西南昌330100)桂娜朱义灯缩口是冲压成形的一种基本工序，带圆筒部分直沿用1965年版《冷压冲模设计》一书(该书是由缩口件是三种主要形状缩口件之一，其余两种缩口俄文资料翻译而来)提供的式(1)进行计算：件为锥形缩口件和圆弧形缩口件。05[”+D2_d2(1+1)．在《圆弧形缩口件坯料计算更新的探讨》(《金属加工》2011年第1期)一文中，对圆弧形缩口件式中D——缩口前坯料的直径(有关直径尺寸均按坯料长度计算的传统公式提出了修正、发展的观点中径计算)

2、；与方法。基于此，现今又发现沿用了至少60年的三d——缩口后直径；种典型缩口坯料计算的传统公式，均有进步发展、——锥角；创新的必要性与可能性，故本文将探讨另一类缩口h——不变形区的长度；件，即带圆筒缩口件的坯料计算问题。——变形区的长度；该类零件在缩口变形过程中，坯料可分为三个h——已变形区长度。区域，如图1所示。A区为未变形区或待变形区，B如在前一篇《圆弧形缩口件坯料计算更新的探区为变形区，C区为已变形区。变形过程中变形区的讨》文章中指出的那样，之后国内一系列有关冲压应力状态均为压应力，其中切向压应力的绝对值工艺、冲压模具设计的手册、资料、大典以及多种大于径向压应力的绝

3、对值，变形区的应变特点是版本的同名教材等书中都沿用了这一公式。仅发现切向受压，压缩应变s绝对值最大，故径向应变s有一本《冲压工艺与模具设计》教材中，将该公式为拉应变，板厚方向s．也为拉应变，即料厚增大。最前面的系数1．05写成为l一1．05。缩口变形区料厚增大的变化现已成为公认的规律。二、较新的计算公式l新近，查阅到国外有一个较新的带圆筒形缩口件坯料的计算公式。其是一本2004年美国出版的>书中—B给出的公式为：D2_32A／-l_。05(”^—)(2)fO__／Dd式中各符号意义同前。D三、

4、按体积不变条件导出的新计算公式图1带圆筒缩口件1．推导依据一、传统的计算公式(1)体积不变条件利用塑性变形原理中的体带圆筒部分缩口件，其坯料计算几十年来也一积不变条件，即变形前坯料的体积Vo=Vi(直筒部参磊热加篓53wWW．n慨o

5、WonUn毋y．~UoCOm-锻压talForming分的体积)+(锥形部分的体积)。(2)变形分区概念对于带筒形缩口件，不变形区的厚度为t。；已变形区的厚度已增至为t：，其增厚系数届：=t2／t。；变形区的厚度是变化的，由to逐步增厚至t：，用一个平均厚度为t来表示，平均增厚系数为JBl=t】／to。(3)设定增厚系数缩口属于冲压成形中压缩

6、类成形工序，在缩口变形过程中，变形区的应力状态均为压应力，切向压缩应变s绝对值最大，料厚l增加。而拉深也是一种压缩类成形工序，变形区材料也是增厚的。故可借用筒形拉深件及带法兰筒形拉深件各部分平均增厚系数的分析及规律的处理，并利用相似理论移植到此种相同冲压变形性质的缩口增厚系数的处理上。在此，设定缩口变形材料增厚系数见表l。表1缩口变形平均增厚系数缩口件形状增厚系数J3锥形缩口件1．O0—1．04带圆筒形锥形部分1．04—1．1O缩口件直壁部分1．10～1．15圆弧形缩口件1．15～1．192．推导的过程【d)(1)带圆筒形件缩口后，呈图2a所示的两部分，即直简部分和锥形部

7、分(见图2b、图2c)，此图2带圆筒缩口件坯料计算而缩口前体积为：两部分体积必须由实际有效长度日。的原始厚度t。的坯料(见图2d)变形而来。考虑料厚的影响，直径=}[(D+。)一(D-to)]。处的尺寸均标注到中径上。盯DoH。(2)设定圆筒部分的体积为。(等壁厚度t：，推导结果：其实也是锥形部分厚度的最大值)，显然，V1=由vo=Vl+，有：1Tdh；带锥形部分的体积为(实为变壁厚体，1TDH0=盯2h3+叮r￡l[D2一h；tanc~]用平均壁厚度t处理)，于是可按以下积分计算：=⋯v=zaz=十^(3)=盯l(Dh2一h：tana)可“也可以不按三重积分，而用一重积

8、分(图示中式中各符号意义同前。的轴用作轴，以直径D作为Y轴)，即分别用外、四、三个公式的实例比较内壁围绕轴旋转的体积差导出带锥角部分的体积：图3为汽车后桥——弹性隔套的一种缩口件，=JO1T(y一y2)dx分别按以上三个不同公式计算带圆筒缩口件的原始=1Tl(D2一hitana)坯料的高度，并进行比较。先计算缩口坯料的实际可见两种方法的积分结果是一样的。有效长度，即参加缩口变形的实际有效长度H，冉5：)4差羔墨!咕煞铸造参-，‘磊‘句’热加g计算整个缩口工件的坯料总长。Ho=57．73(mm)按式(2)计算：日0=Ho—h1D