一种锥形压边拉深冲压方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103357734A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103357734103357734A(43)申请公布日2013.10.23(21)申请号201310299393.6(22)申请日2013.07.16(71)申请人上海梅山钢铁股份有限公司地址210039江苏省南京市雨花区中华门外新建(72)发明人裴新华韩乃川王进(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司32102代理人何朝旭(51)Int.Cl.B21D22/20(2006.01)B21D37/10(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图2页附图2页(54)发明名称一种锥形压边拉深冲压方法(57)摘要本发明涉及一种筒形件的锥形压边拉深冲压方法，属于冲压成形技术领域。该方法通过制造拉深模具、使坯料形成陷入凹模锥形凹内的锥形凹陷、在锥形凹的中央拉深出所需圆筒，直至圆筒达到预定深度。其中拉深模具的压边圈锥形凹的锥角为借助计算机得出的最优锥角。采用本发明能够有效解决拉深件冲压过程起皱和拉裂问题，从而确保制出的拉深模可以拉深出高品质的拉深件冲压难题。CN103357734ACN103574ACN103357734A权利要求书1/2页1.一种锥形压边拉深冲压方法，其特征在于包括以下步骤：第一步、制造由凸模、凹模和压边圈组成的拉深模具1.1制造凸模成品以及凹模和压边圈半成品，所述凸模的外径与拉深件的圆筒内径相配，所述凹模具有与拉深件的圆筒外径相配的内孔，所述内孔上端具有留出加工余量的锥形凹，所述压边圈的下端具有与所述锥形凹相配且留出加工余量的锥头；1.2借助计算机由以下步骤确定锥形凹的锥角：步骤1、读取输入的设计变量以及各设计变量的变化范围；所述设计变量为零件特征和材料参数性能，所述零件特征包括毛胚初始半径、凹模工作半径、凹模圆角，所述材料参数性能包括硬化指数、厚向各向异性系数；步骤2、运行拉丁方试验程序，生成零件特征及材料参数性能预定数量的样本点参数；步骤3、读取输入的常规锥角变化范围并在此变化范围以均匀分布规律选取预定数量的锥角样本，运行有限元分析程序后建立下式的目标函数式中，为目标函数，、分别为有限元分析的模型网格节点的初始厚度和变形后的最大、最小厚度，、分别为最大、最小节点的个数；步骤4、从生成的样本点参数中，以第一个样本点的参数建立锥角与目标函数之间多项式拟合函数:式中：为多项式拟合函数；为目标函数；为锥角样本点数量；、、、均为通过非线性拟合确定的待定系数；通过遗传算法优化出相应的压边圈最优角，并依此逐个优化出所有预定数量各样本点对应的压边圈最优的锥角；步骤5、根据各样本点参数与压边圈最优锥角的一一对应关系，建立最优压边圈锥角与适合各设计变量变化范围零件特征及材料参数性能参数之间的逼近模型函数通式：式中：为逼近模型函数通式；为拉丁方试验的样本点预定数量，可选范围为22-30；为设计变量：i=1时为毛坯初始半径、i=2时为凹模工作半径、i=3时为凹模圆角、i=4时为厚向各向异性系数、i=5为硬化指数；、、、均为为通过非线性拟合确定的特定系数；步骤6、将输入的特定产品具体零件特征及所采用材料性能参数值带入所述逼近模型函数通式，得到所需的压边圈最优锥角值；1.3按最优锥角值加工出锥形凹以及锥头成品；第二步、拉伸件下料后，将坯料平放在凹模上表面，同时落下凸模和压边圈，保持凸模2CN103357734A权利要求书2/2页的下端与压边圈的下端平齐，使坯料形成陷入凹模锥形凹内的锥形凹陷；第三步、借助压边圈将坯料形成的锥形凹陷的锥面压紧在凹模的锥形凹中，凸模继续落下，在锥形凹的中央拉深出所需圆筒，直至圆筒达到预定深度。2.根据权利要求1所述的锥形压边拉深冲压方法，其特征在于：所述拉丁方试验构建响应面近似模型样本。3CN103357734A说明书1/8页一种锥形压边拉深冲压方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属材料的拉伸方法，尤其是一种筒形件的锥形压边拉深冲压方法，属于冲压成形技术领域。背景技术[0002]拉深是金属板料成形中的重要工艺，广泛应用于汽车、航空航天、家用电器制造等方面。在拉深过程中，拉深变形区的工件凸缘部分在切向压应力作用下，会失稳而发生起皱现象，影响拉深件质量。当起皱的坯料被强行拉入凹凸模间隙后，会卡在模具中损坏模具，并造成拉伸件底部破裂。采用压边圈对板料施加一定的压边力可以有效防止板料凸缘部分的起皱。[0003]传统的压边圈为平面压边，即压边圈工作面垂直于拉深轴线。工作时，由于此类压边圈和板料之间的摩擦力会阻止坯料顺利滑动，因此当压边力过大时，坯料由于受到过大的压边力、产生较大摩擦力而不容易被拉入凹模，从而使底部转角处拉裂。[0004]克服这一问题的方法有采用变