專利名稱：超深錐形薄壁件成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖壓成型工藝，特別涉及低碳鋼材料的薄板材超深錐形件拉深成形。
背景技術(shù)：
沖壓設(shè)計資料中對相對高度大于0. 8(錐形件高度+錐形件大端直徑)稱為深 錐形件。這種零件由于變形程度大，凸模的壓力僅通過毛坯中部的一小塊面積傳遞到變形 區(qū)，因而產(chǎn)生很大的局部變薄，有時甚至使材料拉裂，故需進(jìn)行多次拉深，成型產(chǎn)品壁厚不 均勻、錐形表面有明顯印痕。而對于相對高度大于2以上，板材厚度小于lmm的超深錐形薄 壁件，其沖壓加工變形程度更大，毛坯中部的局部變薄更嚴(yán)重，壁厚均勻更差，更容易拉裂。 因此常規(guī)的深錐形件拉深成形工藝無法解決超深錐形薄壁件成型的壁厚不均勻、材料拉裂 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超深錐形薄壁件成型加工工藝方法，解決超深錐形薄壁 件成型的壁厚不均勻、材料拉裂問題。 本發(fā)明提出的超深錐形薄壁件成型加工工藝是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，具體工 藝順序步驟如下 1)落料沖盂。將低碳鋼材料的條料表面涂上潤滑油后放入帶有壓邊圈的落料沖盂 模內(nèi)進(jìn)行沖壓，拉伸系數(shù)(表示工件拉深變形程度)在O. 48 0.5(落料沖盂后孔徑(1 + 落料直徑D)范圍，其孔底部圓角r二 (d-dl)X3 + 2; 2)變薄拉深。將落料沖盂后的工件表面涂上潤滑油后放入變薄拉深模中進(jìn)行變薄 拉深，變薄拉深后孔徑等于成品錐形孔大端內(nèi)徑，且筒壁厚度等于成品壁厚度，同時保證變 薄拉伸系數(shù)(表示工件拉深變形程度)在0.75 0.8 (變薄拉深后壁厚t' +變薄拉深前 壁厚t)范圍內(nèi)，底部圓角rl = (dl-d2) /2 ; 3)切口 。在機(jī)床上切口 ，切口后工件體積與成品體積相同，切口長度按體積相等換 算而成，切口前余量為2mm 4mm ;(由于板材在拉深變形后，口部不平整，有凸耳，參見說明 書附圖2變薄拉深圖，凸耳高度約lmm 2mm，需要切除，因此需要留切口前余量)
4)連續(xù)三次拉錐將切口后的工件表面涂上潤滑油后放入拉錐模中進(jìn)行第一、第 二和第三次拉錐，每次拉伸的工件變形部位拉伸系數(shù)即本次拉錐后小端孔徑+拉深前孔 徑控制在0. 75 0. 8，工件錐形孔角度和大端內(nèi)徑與成品錐形孔角度及大端內(nèi)徑相同，錐 孔小端與圓柱孔的過渡圓角大小約等于本次拉錐圓柱孔徑的兩倍，底部圓角R值為拉錐前 孔徑與拉錐后孔徑之差的一半；具體為 (1) —次拉錐。將切口后的工件表面涂上潤滑油后放入拉錐模中進(jìn)行一次拉錐， 工件變形部位拉伸系數(shù)在0. 75 0. 8 ( —次拉錐后小端孔徑d2+變薄后孔徑dl)范圍，工 件錐形孔角度a和大端內(nèi)徑dl與成品錐形孔角度及大端內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的 過渡圓角大小約等于本次拉錐圓柱孔徑的兩倍，即r2' "2d2，底部圓角r2二 (dl-d2)/2;(拉錐過程中錐形孔大端內(nèi)徑dl尺寸不變，即變薄后孔徑dl =連續(xù)三次拉錐后大端內(nèi)徑 dl =成品錐形孔大端內(nèi)徑(11) (2) 二次拉錐。將一次拉錐后的工件表面涂上潤滑油后放入拉錐模中進(jìn)行二次拉 錐，工件變形部位拉伸系數(shù)在0. 75 0. 8 ( 二次拉錐后小端孔徑d3+ —次拉錐后小端孔徑 d2)范圍，工件錐形孔角度a和大端內(nèi)徑dl(拉錐過程中錐形孔大端內(nèi)徑dl尺寸不變)與 成品錐形孔角度及大端內(nèi)徑相同，，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角大小約等于本次拉錐圓 柱孔徑的兩倍，即r3' "2d3，底部圓角r3' =(d2_d3)/2; (3)三次拉錐。將二次拉錐后的工件表面涂上潤滑油后放入拉錐模中進(jìn)行三次拉 錐，工件變形部位拉伸系數(shù)在0. 75 0. 8 (三次拉錐后小端孔徑d4+ 二次拉錐后小端孔徑 d3)范圍，工件錐形孔角度a和大端內(nèi)徑dl與成品錐形孔角度及大端內(nèi)徑相同，，錐孔小端 與圓柱孔的過渡圓角大小約等于本次拉錐圓柱孔徑的兩倍，即r4' " 2d4，底部圓角r4' =(d3-d4)/2 ; 5)無氧退火。將三次拉錐后的工件放入真空爐內(nèi)，加熱至500°C 55(TC，保溫1 小時，隨爐冷卻到室溫后出爐。 6)繼續(xù)拉錐，工藝條件控制與第一、二、三次拉錐一樣，直到獲得產(chǎn)品規(guī)定的形狀 和尺寸。 本發(fā)明的優(yōu)點 1.本發(fā)明拉錐采取大端錐孔先成型、小端圓柱孔徑逐步縮小并結(jié)合中間無氧退火 處理，解決了超深錐形薄壁件成型難問題。 2.本發(fā)明中采取拉錐前工件筒壁變薄拉深，后續(xù)工序利用拉錐時工件底部圓角部
局部變薄特點，將小端圓柱孔徑逐步縮小，使工件壁厚變化均勻，有效解決了錐形薄壁件拉
錐過程中由于工件底部長圓角處局部變薄造成整個錐形件壁厚不均勻的問題。 3.本發(fā)明可在機(jī)械沖床完成超深錐形薄壁件成型加工，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)比普通液壓機(jī)
高(沖床生產(chǎn)節(jié)拍每分鐘25次以上，普通液壓機(jī)生產(chǎn)節(jié)拍每分鐘2次 3次)，適應(yīng)于
大批量生產(chǎn)。


圖1-圖8是超深錐形薄壁件成型工藝順序圖 圖1落料沖盂一圖2.變薄拉伸一圖3.切口一圖4. 一次拉錐一圖5. 二次拉錐一 圖6.三次拉錐一圖7.四次拉錐一圖8.五次拉錐
具體實施例方式以下結(jié)合圖1-圖8說明本工藝過程 1、落料沖盂。將厚度t = 0. 7mm的10鋼條料表面涂上潤滑油(三氯乙烯C12 = CHC1稀釋劑和SH150成型油按1 : 5配制)后放入帶有壓邊圈的落料沖盂模內(nèi)，用400kN 開式?jīng)_床進(jìn)行沖制，落料尺寸D =①88mm，沖制后工件為帶有底的筒形件，其內(nèi)徑d = ①45mm，高度h = 34mm，底部圓角r = 6mm，工件厚度t = 0. 7mm。 2、變薄拉深。將落料沖盂后的工件放入變薄拉深模內(nèi)，用400kN開式?jīng)_床進(jìn)行沖 制，變薄拉深后孔徑dl =①35. 5mm與成品錐形孔大端內(nèi)徑相同，筒壁由t = 0. 7mm變薄為t' =0. 55mm等于成品壁厚度t' = 0. 55mm，底部厚度t = 0. 7mm，底部圓角rl = R5mm，總 高度約hi = 45mm ; 3、切口 。在C616A普通車床上切口 ，切口后工件體積與成品體積相同，切口后工件 總高度hl' = 41mm。 4、一次拉錐。將切口后的工件表面涂上潤滑油后放入一次拉錐模內(nèi)，用400kN開 式?jīng)_床進(jìn)行沖制，一次拉錐后小端孔徑(12=①26.9mm，筒壁厚度t' = 0. 55mm，底部厚度t =0. 7mm，工件錐形孔角度a = 19°和大端內(nèi)徑dl =①35. 5mm與成品錐形孔角度及大端 內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角r2' = R50mm，底部圓角r2 = R3. 5mm，總高度約 h2 = 58. 5mm ; 5、二次拉錐。將一次拉錐后的工件表面涂上潤滑油后放入二次拉錐模內(nèi)，用400kN 開式?jīng)_床進(jìn)行沖制，二次拉錐后小端孔徑d3 =①19. 9mm，筒壁厚度t' =0. 55mm，底部厚度 t = 0. 7mm，工件錐形孔角度a = 19°和大端內(nèi)徑dl =①35. 5mm與成品錐形孔角度及大 端內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角r3' = R40mm，底部圓角r3 = Rl. 95mm，總高度 約h3 = 69mm ; 6、三次拉錐。將二次拉錐后的工件表面涂上潤滑油后放入三次拉錐模內(nèi)，用400kN 開式?jīng)_床進(jìn)行沖制，三次拉錐后小端孔徑(14=①14.9mm，筒壁厚度t' =0.55咖，底部厚度 t = 0. 7mm，工件錐形孔角度a = 19°和大端內(nèi)徑dl =①35. 5mm與成品錐形孔角度及大 端內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角r4' = R30mm，底部圓角r4 = Rl. 45mm，總高度 約h4 = 76mm ; 7、無氧退火。將三次拉錐后的工件放入真空爐內(nèi)，加熱至50(TC 55(rC，保溫l 小時，隨爐冷卻到室溫后出爐。 8、四次拉錐。將三次拉錐后的工件表面涂上潤滑油后放入四次拉錐模內(nèi)，用400kN 開式?jīng)_床進(jìn)行沖制，四次拉錐后小端孔徑d5 =①10. 9mm，筒壁厚度t' =0. 55mm，底部厚度 t = 0. 7mm，工件錐形孔角度a = 19°和大端內(nèi)徑dl =①35. 5mm與成品錐形孔角度及大 端內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角r5' = R20mm，底部圓角r5 = Rl. 25mm，總高度 約h5 = 82mm ; 9、五次拉錐。將四次拉錐后的工件表面涂上潤滑油后放入五次拉錐模內(nèi)，用400kN 開式?jīng)_床進(jìn)行沖制，五次拉錐后小端為球冠形Sr6 = SR4. 2mm，錐形孔角度a = 19°和大 端內(nèi)徑dl二①35. 5mm，錐形件壁厚t' = 0. 55mm，總高度約h6 = 85mm。
權(quán)利要求
一種超深錐形薄壁件成型工藝，其工藝步驟如下(1)落料沖盂將低碳鋼材料的條料表面涂上潤滑油后放入帶有壓邊圈的落料沖盂模內(nèi)進(jìn)行沖壓，表示工件拉深變形程度的拉伸系數(shù)即落料沖盂后孔徑d÷落料直徑D在0.48～0.5，其孔底部圓角r＝(d-d1)×3÷2；(2)變薄拉深將落料沖盂后的工件表面涂上潤滑油后放入變薄拉深模中進(jìn)行變薄拉深，變薄拉深后孔徑等于成品錐形孔大端內(nèi)徑，且筒壁厚度等于成品壁厚度，同時保證變薄拉伸系數(shù)即變薄拉深后壁厚t′÷變薄拉深前壁厚t在0.75～0.8范圍內(nèi)，底部圓角r1＝(d1-d2)÷2；(3)切口在機(jī)床上對工件切口，切口后工件體積與成品體積相同，切口長度按體積相等換算而成，切口前余量為2mm～4mm；(4)連續(xù)三次拉錐將切口后的工件表面涂上潤滑油后放入拉錐模中進(jìn)行第一、第二和第三次拉錐，每次拉伸的工件變形部位拉伸系數(shù)即本次拉錐后小端孔徑÷拉深前孔徑控制在0.75～0.8，工件錐形孔角度和大端內(nèi)徑與成品錐形孔角度及大端內(nèi)徑相同，錐孔小端與圓柱孔的過渡圓角大小約等于本次拉錐圓柱孔徑的兩倍，底部圓角R值為拉錐前孔徑與拉錐后孔徑之差的一半；(5)無氧退火將三次拉錐后的工件放入真空爐內(nèi)，加熱至500℃～550℃，保溫1小時，隨爐冷卻到室溫后出爐；(6)繼續(xù)拉錐，工藝條件控制與第一、二、三次拉錐一樣，直到獲得產(chǎn)品規(guī)定的形狀和尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提出一種超深錐形薄壁件成型工藝，其包括落料沖盂，變薄拉深，切口，連續(xù)三次拉錐，無氧退火，繼續(xù)拉錐，最終獲得產(chǎn)品規(guī)定的形狀和尺寸等工藝步驟。其特點是通過拉錐采取大端錐孔先成型、小端圓柱孔徑逐步縮小并結(jié)合中間無氧退火處理，解決了超深錐形薄壁件成型難問題；采取拉錐前工件筒壁變薄拉深，后續(xù)工序利用拉錐時工件底部圓角部局部變薄特點，將小端圓柱孔徑逐步縮小，使工件壁厚變化均勻，有效解決錐形薄壁件拉錐過程中由于工件底部長圓角處局部變薄造成整個錐形件壁厚不均勻的問題。本發(fā)明可在機(jī)械沖床完成超深錐形薄壁件成型加工，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)比普通液壓機(jī)高(沖床生產(chǎn)節(jié)拍每分鐘25次以上，普通液壓機(jī)生產(chǎn)節(jié)拍每分鐘2次～3次)，適應(yīng)于大批量生產(chǎn)。
文檔編號B21D22/28GK101733338SQ200910250930
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者周志明, 谷成渝 申請人:重慶長安工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司