CN110976606B - 一种异型零件拉伸工艺及拉伸设备 - Google Patents

一种异型零件拉伸工艺及拉伸设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种异型零件拉伸工艺,包括以下步骤;S1,上料,将物料放入拉伸设备中,进行夹持定位;S2,对物料进行坯料区域定位,根据异型零件的结构预留需要加工的坯料区域;S3,冲压定形,对坯料区域冲压,形成带有深度的凹腔形异型坯料的初步结构;S4,拉伸整形,用仿形拉伸冲头,对冲压定形的异型坯料进行若干次冲压拉伸,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度;S5,完成工件的拉伸成型后,工件传送至下一工序或取出工件。本发明提供了一种异型零件拉伸工艺,能够有效防止异型零件拉伸时局部开裂及变薄严重的问题。

Description

一种异型零件拉伸工艺及拉伸设备
技术领域
本发明涉及机械加工领域,尤其涉及金属零件的加工领域,具体涉及一种异型零件拉伸工艺及拉伸设备。
背景技术
现有技术中,专利名称为:深拉伸杯底内圆角不变外圆角缩小的工艺(专利申请号:CN201610193830.X),公开了一种深拉伸杯底内圆角不变外圆角缩小的工艺,包括以下几个步骤:(1)拉伸:将坯料拉伸至所需直径,拉伸后坯料的杯底内圆角的角度超过最终产品的内圆角;(2)成形:杯底完全成形,底面平面大小为最终产品所需大小,其内圆角直径大于最终产品的内圆角直径,得到半成品;(3)变薄拉伸:将半成品通过变薄拉伸加工成最终产品所需大小,得到最终产品。通过对坯料冲压,进行拉伸成型,圆形工件的拉伸对于拉伸角度是统一的。但是对于异型结构的工件,每一个不同弧度区域的拉伸角度均不一致。
例如,在工作中我们经常会遇到如图5所示外形比较复杂的产品,这类产品有如图5所示,在拉伸成形过程中A处的变化会比其它位置更加剧烈,如果只是采用整体往外偏移的方法,极易造成局部拉裂和局部材料变薄严重等现象。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供一种异型零件拉伸工艺及拉伸设备,能够有效防止异型零件拉伸时局部开裂及变薄严重的问题。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种异型零件拉伸工艺,包括以下步骤;
S1,上料,将物料放入拉伸设备中,进行夹持定位;
S2,对物料进行坯料区域定位,根据异型零件的结构预留需要加工的坯料区域;
S3,冲压定形,对坯料区域冲压,形成带有深度的凹腔形异型坯料的初步结构;
S4,拉伸整形,对冲压定形的异型坯料,依次从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,进行若干次冲压拉伸,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度;
S5,完成工件的拉伸成型后,工件传送至下一工序或取出工件。
本发明一个较佳实施例中,步骤S4和步骤S5之间还包括步骤S4-1,拉伸翻边,用相比于S4中的仿形拉伸冲头尺寸小的仿形拉伸冲头,对拉伸整形的异型坯料进行冲压拉伸实现结构微调,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度,并对异型坯料进行翻边拉伸。
本发明一个较佳实施例中,步骤S3中异型坯料的初步结构包括异型底部以及围绕异型底部形成的拉伸立面。
本发明一个较佳实施例中,步骤S4的拉伸整形中,在进行冲压拉伸的过程时,将异型坯料的拉伸立面与异型底部边沿构成的缓冲弧面弧度扩大。
本发明一个较佳实施例中,步骤S3和步骤S4中所述异型坯料的不同弧度上位置的拉伸系数不相同。
本发明一个较佳实施例中,步骤S3冲压定形中,异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数。
本发明一个较佳实施例中,所述步骤S4的拉伸整形中,冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数;所述步骤S4-1,拉伸翻边中的冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.88,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.93;或,所述步骤S4-1,拉伸翻边中的冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.9,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.94。
本发明一个较佳实施例中,包括若干个能进行相对开合动作的上模和下模;所述上模下部设置有若干个仿形拉伸冲头,所述下模内嵌设有与所述仿形拉伸冲头对应的拉伸凹模,所述拉伸凹模底部设置有能够相对所述下模上表面进行上下升降的内托,所述内托底部通过推顶机构驱动进行上下升降。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明的有益效果:
本发明提供一种异型零件拉伸工艺,能够有效防止异型零件拉伸时局部开裂及变薄严重的问题。有效优异型零件的加工工艺,提升异型零件的产品质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是实施例一对异型零件拉伸的工艺工序的异型零件的俯视-侧视对比示意图;
图2是图1中工艺工序的拉伸系数参数表;
图3是本发明优选实施例二对异型零件拉伸的工艺工序的异型零件的俯视-侧视对比示意图;
图4是图3中工艺工序的拉伸系数参数表;
图5是异型零件的结构示意图;
图6是本发明优选实施例中实现本发明加工工艺的拉伸设备的合模结构示意图;
图7是本发明优选实施例中实现本发明加工工艺的拉伸设备的开模结构示意图;
其中,1-上模座,2-固定座,3-卸料座,4-限位柱,5-下垫板,6-下模座,7-下垫脚,8-下托板,9-上垫板,10-冲头压块,11-仿形拉伸冲头,12-定位块,13-拉伸凹模,14-内托,15-内托垫块,16-顶杆,17-推顶机构。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
采用如图6、图7所示的拉伸设备对金属坯料进行拉伸冲压成异型零件,拉伸设备包括能进行相对开合动作的上模和下模;上模包括从上至下通过连接件连接组合的上模座1、固定板2、卸料板3;下模包括从上至下通过连接件连接组合的下垫板5、下模座6、下托板8,且下托板8与下模座6之间设置有若干个支撑连接下模座6和下托板8的下垫脚7;且上模和下模之间通过弹性复位件支撑抵靠,上模和下模之间还设置有用于限位的限位柱4。
上模下部设置有固定嵌设入上模内的若干个仿形拉伸冲头11。下模内嵌设有与仿形拉伸冲头11对应的拉伸凹模13,拉伸凹模13底部设置有能够相对下模上表面进行上下升降的内托14,内托14底部通过推顶机构17驱动进行上下升降。推顶机构17固定设置在下托板8上,推顶机构17收纳在下托板8与上模座6之间的收纳腔内,且推顶机构17驱动连接的顶杆16穿设过下模座6和下垫板5后与活动嵌设在下垫板5内的内托垫块15连接支撑,内托垫块15上支撑连接有活动嵌设在拉伸凹模13的凹模腔内的内托14,内托14在推顶机构17的驱动下能在拉伸凹模13的凹模腔内进行上下升降抬升凹模腔内的冲压拉伸的异型零件。
拉伸设备对金属坯料进行拉伸冲压成异型的工作原理:上模和下模相对压合时,仿形拉伸冲头11底端能嵌设冲压入与其对应的下模中的拉伸凹模13的凹模腔内,并将放置在上模和下模之间,正对仿形拉伸冲头11和凹模腔的异型坯料进行冲压拉伸,然后取料时,通过推顶机构17推顶内托14将冲压拉伸的异型坯料抬升出凹模腔进行脱模。
实施例一
拉伸系数是表示拉伸后圆筒形件的直径与拉伸前坯料(或半成品)的直径之比。拉伸系数的倒数称为拉伸比。例如,本发明中拉伸前坯料尺寸包括宽度L和高度H。
如图1、图2、图5~图7所示,如图5所示外形比较复杂的产品,在拉伸成形过程中A处的变化会比其它位置更加剧烈,参照图2中工序的拉伸系数对异型坯料加工拉伸。
本申请拉伸系数的计算:原宽度L的一半减去冲压拉伸渐收的宽度后与原长度的比值。例如b部、c部、d部的拉伸系数,是宽度L的一半宽度减去渐收的对应的b或c或d的宽度再除以宽度L的一半所得的比值。依次类推a部的拉伸系数是,高度H1减去渐收的a部的宽度再除以原高度H1所得的比值。
如图1、图2、图5~图7所示,一种异型零件拉伸工艺,包括以下步骤;
S1,上料,将物料放入拉伸设备中,进行夹持定位。
S2,对物料进行坯料区域定位,根据异型零件的结构预留需要加工的坯料区域。坯料区域是心形。具体的,心形的坯料的高度H是87.4mm,坯料的宽度L是101.4mm,坯料区域顶部设置有向内收的区域,内收深度H2是7.96mm,H1是28.8mm。
S3,冲压定形,对坯料区域冲压,形成带有深度的凹腔形的异型坯料的初步结构。异型坯料的初步结构包括异型底部以及围绕异型底部形成的拉伸立面。异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数。具体的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.66~0.72,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.77~0.83。本发明优选,如图2中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.69,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.8。
S4,拉伸整形,拉伸整形,对冲压定形的异型坯料,依次从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,进行若干次冲压拉伸,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度。在进行冲压拉伸的过程时,将异型坯料的拉伸立面与异型底部边沿构成的缓冲弧面弧度扩大。冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数。
具体的,步骤S4中依次用从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,对冲压定形的异型坯料进行多次冲压拉伸。本发明例举其中的两次冲压拉伸参数。步骤S4前次拉伸S4(a)参数,异型坯料外弧a的拉伸系数是0.74~0.8,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.83~0.89。本发明优选,如图2中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.77,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.86。步骤S4后次拉伸S4(b)参数,异型坯料外弧a的拉伸系数是0.8~0.86,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.87~0.93。本发明优选,如图2中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.83,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.9。
S4-1,拉伸翻边,依次用从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,对拉伸整形的异型坯料进行冲压拉伸实现结构微调,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度,并对异型坯料进行翻边拉伸。具体的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.85~0.92,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.9~0.96。本发明优选,如图2中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.88,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.93。
S5,完成工件的拉伸成型后,工件传送至下一工序或取出工件。
现有技术中,如本发明背景技术中的现有发明专利的技术方案,通常在做圆型件拉伸时,只需要每一步给定一个合理的拉伸系数,冲头和凹模的圆角半径,根据体积不变原理就能实现产品的成型。但由于异型零件的拉伸,例如,外型复杂的心型零件,如果用普通圆形件的成型工艺成型,极易造成局部拉裂和局部材料变薄严重等现象。
然而,实施例一采用的不同位置的外弧和内弧的不同的弧度处的拉伸系数不一样,进行拉伸,虽然可以拉伸处异型零件的结构,但是只是采用整体往外拉伸偏移的方法如图2,还是会存在造成局部拉裂和局部材料变薄的现象。
实施例二
实施例二在实施例一的基础上,将外弧和内弧的拉伸系数进行了调整,将内弧与外弧的拉伸系数的差异增大,对于内弧和内弧的弧线半径小的拉伸系数小于弧线半径大的拉伸系数。拉伸系数的计算:原宽度L的一半减去冲压拉伸渐收的宽度后与原长度的比值。例如,b部、c部、d部的拉伸系数,是宽度L的一半宽度减去渐收的对应的b或c或d的宽度后与原宽度L的一半所得的比值。依次类推a部的拉伸系数是,高度H1减去渐收的a部的宽度再除以原高度H1所得的比值。
如图3~图7所示,如图5所示外形比较复杂的产品,在拉伸成形过程中A处的变化会比其它位置更加剧烈,参照图4中工序的拉伸系数对异型坯料加工拉伸。
如图3~图7所示,一种异型零件拉伸工艺,包括以下步骤;
S1,上料,将物料放入拉伸设备中,进行夹持定位。
S2,对物料进行坯料区域定位,根据异型零件的结构预留需要加工的坯料区域。坯料区域是类圆形。具体的,类圆形的坯料的高度H是91.7mm,坯料的宽度L是101.4mm。
S3,冲压定形,对坯料区域冲压,形成带有深度的凹腔形的异型坯料的初步结构。异型坯料的初步结构包括异型底部以及围绕异型底部形成的拉伸立面。异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数。具体的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.51~0.61,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.68~0.78。本发明优选,如图4中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.56,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.73。
S4,拉伸整形,对冲压定形的异型坯料,依次从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,进行若干次冲压拉伸,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度。在进行冲压拉伸的过程时,将异型坯料的拉伸立面与异型底部边沿构成的缓冲弧面弧度扩大。冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数。
具体的,步骤S4中依次用从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,对冲压定形的异型坯料进行多次冲压拉伸。本发明例举其中的两次冲压拉伸参数。步骤S4中前次拉伸S4(a)参数,异型坯料外弧a的拉伸系数是0.61~0.71,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.78~0.88。本发明优选,如图4中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.66,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.83。步骤S4后次拉伸S4(b)参数,异型坯料外弧a的拉伸系数是0.79~0.89,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.87~0.97。本发明优选,如图4中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.84,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.92。
S4-1,拉伸翻边,依次用从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,对拉伸整形的异型坯料进行冲压拉伸实现结构微调,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度,并对异型坯料进行翻边拉伸。具体的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.85~0.95,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.89~0.99。本发明优选,如图4中的参数异型坯料外弧a的拉伸系数是0.9,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.94。
S5,完成工件的拉伸成型后,工件传送至下一工序或取出工件。
以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (5)

1.一种异型零件拉伸工艺,其特征在于:包括以下步骤;
S1,上料,将物料放入拉伸设备中,进行夹持定位;
S2,对物料进行坯料区域定位,根据异型零件的结构预留需要加工的坯料区域;
S3,冲压定形,对坯料区域冲压,形成带有深度的凹腔形异型坯料的初步结构;
S4,拉伸整形,对冲压定形的异型坯料,依次从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头,进行若干次冲压拉伸,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度;
S5,完成工件的拉伸成型后,工件传送至下一工序或取出工件;
所述步骤S3中异型坯料的初步结构包括异型底部以及围绕异型底部形成的拉伸立面;
所述步骤S4的拉伸整形中,在进行冲压拉伸的过程时,将异型坯料的拉伸立面与异型底部边沿构成的缓冲弧面弧度扩大;
步骤S4和步骤S5之间还包括步骤S4-1,拉伸翻边,用相比于S4中的仿形拉伸冲头尺寸小的仿形拉伸冲头,对拉伸整形的异型坯料进行冲压拉伸实现结构微调,使异型坯料外部轮廓渐收,并抬高异型坯料的拉伸深度,并对异型坯料进行翻边拉伸;
所述步骤S3和步骤S4中所述异型坯料的不同弧度上位置的拉伸系数不相同。
2.根据权利要求1所述的异型零件拉伸工艺,其特征在于:所述步骤S3冲压定形中,异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数。
3.根据权利要求2所述的异型零件拉伸工艺,其特征在于:所述步骤S4的拉伸整形中,冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数小于内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数;
所述步骤S4-1,拉伸翻边中的冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.88,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.93;
或,所述步骤S4-1,拉伸翻边中的冲压拉伸的异型坯料外弧a的拉伸系数是0.9,内弧b、内弧c、内弧d的拉伸系数均是0.94。
4.根据权利要求3所述的异型零件拉伸工艺,其特征在于:在所述步骤S4和步骤S4-1中依次用从大尺寸至小尺寸的仿形拉伸冲头进行冲压拉伸异型坯。
5.实现权利要求1~4中任何一权利要求所述的异型零件拉伸工艺的拉伸设备,其特征在于:包括若干个能进行相对开合动作的上模和下模;所述上模下部设置有若干个仿形拉伸冲头(11),所述下模内嵌设有与所述仿形拉伸冲头(11)对应的拉伸凹模(13),所述拉伸凹模(13)底部设置有能够相对所述下模上表面进行上下升降的内托(14),所述内托(14)底部通过推顶机构(17)驱动进行上下升降。
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