用于薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種模具的制造方法，尤其涉及一種用于薄壁筒形件的模具的制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 縮口是生產(chǎn)加工中一種比較常見的成形工藝，用于將拉伸好的筒形件或管件口徑 縮小。模具縮口則是采用內(nèi)外模具通過擠壓的方式來完成縮口。一般情況下，為了防止薄 壁筒形件因壓縮變形太大而引起起皺，多采用多道次的模具縮口逐步完成整個縮口工藝。
[0003] 模具縮口工藝中所采用的內(nèi)模形狀較為簡單，其為類圓柱狀結(jié)構(gòu)，起支撐薄壁筒 形件內(nèi)壁的作用；而外模則具有較為復(fù)雜的輪廓形狀，每道次縮口后，薄壁筒形件罐口的形 狀就取決于外模的內(nèi)輪廓形狀。如圖1所示，縮口時，外模1固定，內(nèi)模2和筒形件3同時 向外模1推進(jìn)，在內(nèi)模2的支撐和外模1的內(nèi)輪廓11的擠壓下完成一個道次的縮口成形。
[0004] 圖2和圖3分別顯示了按照縮口過渡形式的不同分為的傾角過渡和圓弧過渡兩種 不同的縮口設(shè)計(jì)方式。目前，對于前后口徑差別較小而允許有一定高度過渡區(qū)的縮口多采 用傾角過渡的設(shè)計(jì)方法。
[0005] 公開日為2011年1月22日，公開號為CN101954418,名稱為"薄壁筒形件縮口模 具的制造方法"的中國專利文獻(xiàn)就提供了一種圓弧過渡縮口的模具設(shè)計(jì)方法，其采用平均 縮口系數(shù)加修正系數(shù)的方法計(jì)算各道次縮口口徑，然后采用圓弧過渡設(shè)計(jì)縮口形狀，并采 用解析的方法計(jì)算各道次縮口模具參數(shù)。圓弧過渡適用于前后口徑差別較大的縮口，所需 過渡區(qū)高度較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法，其采 用傾角過渡的設(shè)計(jì)方式，可以根據(jù)已知的薄壁筒形件的初始口徑、目標(biāo)縮口 口徑以及縮口 傾角，設(shè)計(jì)一套多道次縮口外模，實(shí)現(xiàn)薄壁筒形件的縮口工藝。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種用于薄壁筒形件的多道次縮口外模的 制造方法，其包括下列步驟：
[0008] (1)根據(jù)薄壁筒形件的最終縮口口徑（即目標(biāo)縮口 口徑）dn和初始口徑dO,確定縮 口道次η :
[0009]
[0010] 式中，M為縮口系數(shù)，其取值范圍為0. 98~0. 99,也就是說本技術(shù)方案中各縮口道 次系數(shù)是相等的；
[0011] (2)根據(jù)縮口道次η和薄壁筒形件的最終縮口口徑dn確定各道次的縮口口徑分別 為 dl、d2、d3......dn_l 和 dn，且 dl>d2>d3>......>dn_l>dn ;
[0012] (3)按照下述步驟確定第n道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線：
[0013] 沿縮口外模的徑向方向分別做n+1條彼此相互平行的線段Α0Β0、A1B1、A2B2…… An-lBn-1、AnBn，以使上述線段到縮口外模中心線的距離分別對應(yīng)為d0、dl、d2、d3…… dn-l、dn，其中各線段的延伸方向均與縮口外模的軸向方向一致，令B0、B1、B2……Bn_l、Bn 連成的線段的傾角為預(yù)設(shè)的縮口傾角α ;采用一半徑為Rl的第一圓弧與線段BOBn在Bn-I 點(diǎn)相切，則第一圓弧與線段AnBn交于點(diǎn)Cn，與線段Αη-2Βη-2交于點(diǎn)Dn ;采用一半徑為R2 的第二圓弧與第一圓弧相切于點(diǎn)Dn，則第二圓弧與線段Αη-3Βη_3交于點(diǎn)En ;令一切線與第 二圓弧在點(diǎn)En相切，則該切線與線段AOBO交于點(diǎn)Fn ;則曲線CnBn-IDnEnFn和與其相銜接 的線段ΑηΒη、線段AOBO就形成了第η道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線；其中Rl按照下述模 型確定，R2為1/2~1/3的Rl :
[0014]
[0015] 上式中，k為系數(shù)，其取值為0· 4~0· 6 ;t為筒形件的壁厚(單位均為mm);
[0016] (4)按照上述內(nèi)輪廓曲線加工制造第η道次的縮口外模；
[0017] (5)將曲線 CnBn-IDnEnFn 以點(diǎn) Bn-I 為基點(diǎn)復(fù)制到點(diǎn) Βη-2、Βη-3......Β2、Bl、Β0， 確定其余各道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線，然后制造其余各道次的縮口外模。
[0018] 上述制造方法還包括在所述點(diǎn)Cn和點(diǎn)Fn分別倒圓角。
[0019] 進(jìn)一步地，在點(diǎn)Cn以半徑R3倒圓角，R3的取值范圍為2~5mm。
[0020] 更進(jìn)一步地，在點(diǎn)Fn以半徑R4倒圓角，R4的取值范圍為1~3mm。
[0021] 本發(fā)明所述的薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法采用了傾角過渡的設(shè)計(jì) 方式，其根據(jù)已知的薄壁筒形件的初始口徑、目標(biāo)縮口 口徑以及縮口傾角確定多道次縮口 外模的內(nèi)輪廓，從而制造出實(shí)現(xiàn)薄壁筒形件縮口工藝的一套縮口外模。
【附圖說明】
[0022] 圖1為縮口工藝示意圖。
[0023] 圖2顯示了采用傾角過渡的縮口設(shè)計(jì)方式。
[0024] 圖3顯示了采用圓弧過渡的縮口設(shè)計(jì)方式。
[0025] 圖4顯示了薄壁筒形件的縮口示意圖。
[0026] 圖5顯示了本發(fā)明所述的薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法中確定縮口 外模的一個步驟。
[0027] 圖6顯示了本發(fā)明所述的薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法中確定縮口 外模的另一個步驟。
[0028] 圖7顯示了本發(fā)明所述的薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法是一個實(shí)施 例中最終形成的最后一道次外模的內(nèi)輪廓。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例和說明書附圖對于本發(fā)明所述的技術(shù)方案做出進(jìn)一步的 說明。
[0030] 本實(shí)施例中，針對壁厚為0.068mm，厚壁區(qū)厚為0. 135mm，縮口前口徑為66mm，目標(biāo) 縮口 口徑為52. 4mm，縮口傾角28°鋼制兩片易拉罐罐型，設(shè)ii套縮口外|旲。米用下列步 驟：
[0031] (1)選取縮口系數(shù)M為0.985,計(jì)算縮口道8，取15個道 次；
[0032] (2)分別計(jì)算15個道次的縮口口徑dl、d2、d3……dl4、dl5,計(jì)算結(jié)果如表1所 示；
[0033] 表 1.
[0034]
[0035] (3)按照下述步驟確定最后一道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線：
[0036] 如圖5所示，沿縮口外模的徑向方向分別做16條彼此相互平行的線段A0B0、A1B1、 A2B2……An-IBn-UAnBn (本實(shí)施例中n=15)，以使上述線段到縮口外模中心線的距離分別 對應(yīng)為d0、dl、d2、d3……dn-l、dn，其中各線段的延伸方向均與縮口外模的軸向方向一致， 令B0、B1、B2……Bn-UBn連成的線段的傾角為預(yù)設(shè)的縮口傾角α (本實(shí)施例中α =28° ); 如圖6所示，采用一半徑為Rl=7mm的第一圓弧與線段BOBn在Bn-I點(diǎn)相切，則第一圓弧與 線段AnBn交于點(diǎn)Cn，與線段An-2Bn-2交于點(diǎn)Dn ;采用一半徑為R2=2. 78mm的第二圓弧與 第一圓弧相切于點(diǎn)Dn，則第二圓弧與線段An-3Bn_3交于點(diǎn)En ;令一切線與第二圓弧在點(diǎn) En相切，則該切線與線段AOBO交于點(diǎn)Fn，在點(diǎn)Cn以半徑R3=2. 54mm倒圓角，在點(diǎn)Fn以半 徑R4=2. 54mm倒圓角，則曲線CnBn-IDnEnFn和與其相銜接的線段AnBn、線段AOBO就形成了 最后一道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線，如圖6和圖7所示；
[0037] (4)按照上述內(nèi)輪廓曲線加工制造最后一道次的縮口外模；
[0038] (5)將曲線 CnBn-IDnEnFn 以點(diǎn) Bn-I 為基點(diǎn)復(fù)制到點(diǎn) Bn-2、Bn-3......B2、Bl、B0， 確定其余各道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線，然后制造其余各道次的縮口外模。
[0039] 另外需要說明的是，在本技術(shù)方案中外模1的外部輪廓12只與相關(guān)的工裝設(shè)備相 匹配即可，其形狀不會對縮口工藝造成影響。
[0040] 要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，顯然本發(fā)明不限于上述實(shí)施 例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián) 想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法，其特征在于，包括下列步驟： (1) 根據(jù)薄壁筒形件的最終縮口口徑dn和初始口徑dO，確定縮口道次n:上式中，M為縮口系數(shù)，其取值范圍為0. 98~0. 99 ; (2) 根據(jù)縮口道次n和薄壁筒形件的最終縮口口徑dn確定各道次的縮口口徑分別為 dl、d2、d3......dn_l和dn,且dl>d2>d3>......>dn_l>dn; (3) 按照下述步驟確定第n道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線： 沿縮口外模的徑向方向分別做n+1條彼此相互平行的線段A0B0、A1B1、A2B2……An-lBn-1、AnBn，以使上述線段到縮口外模中心線的距離分別對應(yīng)為dO、dl、d2、d3…… dn-l、dn，其中各線段的延伸方向均與縮口外模的軸向方向一致，令B0、B1、B2……Bn_l、Bn 連成的線段的傾角為預(yù)設(shè)的縮口傾角a;采用一半徑為R1的第一圓弧與線段BOBn在Bn-1 點(diǎn)相切，則第一圓弧與線段AnBn交于點(diǎn)Cn，與線段An-2Bn-2交于點(diǎn)Dn;采用一半徑為R2 的第二圓弧與第一圓弧相切于點(diǎn)Dn，則第二圓弧與線段An-3Bn_3交于點(diǎn)En;令一切線與第 二圓弧在點(diǎn)En相切，則該切線與線段A0B0交于點(diǎn)Fn;曲線CnBn-lDnEnFn和與其相銜接的 線段AnBn、線段A0B0就形成了第n道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線； (4) 按照上述內(nèi)輪廓曲線加工制造第n道次的縮口外模； (5) 將曲線CnBn-lDnEnFn以點(diǎn)Bn-1為基點(diǎn)復(fù)制到點(diǎn)Bn-2、Bn-3......B2、Bl、B0,確定 其余各道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線，然后制造其余各道次的縮口外模； 其中，R1按照下述模型確定，R2為1/2~1/3的R1 :上式中，k為系數(shù)，其取值為0. 4~0. 6 ;t為筒形件的壁厚。2. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：在所述點(diǎn)Cn和點(diǎn)Fn分別倒圓角。3. 如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于：在點(diǎn)Cn以半徑R3倒圓角，R3的取值范 圍為2~5mm。4. 如權(quán)利要求2或3所述的制造方法，其特征在于：在點(diǎn)Fn以半徑R4倒圓角，R4的取 值范圍為1~3mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于薄壁筒形件的多道次縮口外模的制造方法，其包括下列步驟：（1）根據(jù)薄壁筒形件的最終縮口口徑dn和初始口徑d0，確定縮口道次n；（2）根據(jù)縮口道次n和薄壁筒形件的最終縮口口徑dn確定各道次的縮口口徑；（3）確定第n道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線：（4）按照內(nèi)輪廓曲線加工制造第n道次的縮口外模；（5）確定其余各道次的縮口外模的內(nèi)輪廓曲線，然后制造其余各道次的縮口外模。
【IPC分類】B21D37/20
【公開號】CN104942162
【申請?zhí)枴緾N201410120363
【發(fā)明人】羅曉亮, 杜傳軍, 陳紅星, 羅菁
【申請人】寶山鋼鐵股份有限公司, 上海寶鋼包裝股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月28日