沖壓:淺談拉深過程中壓邊力的變化規(guī)律

1 引 言 在板料的拉深過程中,壓邊裝置是防止毛坯邊 緣起皺的常用措施。壓邊力的大小對拉深有很大影 響,壓邊力太小防皺效果不好,壓邊力太大會增加 危險斷面的拉應(yīng)力,導(dǎo)致毛坯拉裂或嚴(yán)重變薄。理 論和實踐表明凸緣起皺最嚴(yán)重的時刻在:Rt = (0.8--0.9)Ro,式中R,為t時刻凸緣半徑;Ro為毛 坯半徑,此時壓邊力應(yīng)最大。壓邊力一拉深行程的 理想變化曲線如圖1中曲線1所示,但實際上這很 難實現(xiàn)。生產(chǎn)中常用的壓邊裝置主要有剛性和彈性 2類。剛性壓邊裝置用于雙動壓力機,在拉深過程中 產(chǎn)生恒定壓邊力,一般僅用于大型零件的拉深。彈 性壓邊裝置包括彈簧、橡膠壓邊裝置和拉深氣墊, 其中拉深氣墊產(chǎn)生恒定壓邊力,壓邊效果好,但結(jié) 構(gòu)復(fù)雜,且需要壓縮空氣,設(shè)備投資大,應(yīng)用較少。 中小型零件的拉深常用彈簧或橡膠壓邊裝置。圖1 中曲線2,3分別為彈簧和橡膠的壓邊力一拉深行程曲線。可以看出所產(chǎn)生的壓邊力都隨拉深深度的增 加而增大,這對拉深是非常不利的,容易在拉深后期 拉深件因壓邊力過大而產(chǎn)生斷裂或局部變薄。現(xiàn)設(shè) 計了一種采用彈簧作為彈性元件、用于普通單動壓 力機的變壓邊力拉深模,該模具能夠使壓邊力在拉 深過程中接近理想壓邊力曲線的變化。

沖壓:淺談拉深過程中壓邊力的變化規(guī)律的圖1

2 變壓力拉深模結(jié)構(gòu)及工作過程 變壓邊力拉深模結(jié)構(gòu)如圖2所示,壓料彈簧5 裝在壓邊圈4與支撐板6間,并使其有適當(dāng)預(yù)壓 縮。支撐板6由滑塊8夕陋明斜面支撐,并可沿接觸斜面與滑塊作相對滑動。當(dāng)左右兩滑塊勻速外移時, 支撐板6在壓料彈簧5的作用下向下移動,當(dāng)左右 兩滑塊勻速向中間移動時,支撐板6在滑塊外側(cè)斜 面的作用下向上移動而復(fù)位。滑塊8可沿下模座的 上表面及滑道12橫向滑動,其中間開通,以便斜楔7通過。滑塊內(nèi)側(cè)斜面上端為一段垂直面,在拉深 前,止動塊it在彈簧10作用下彈起,擋住滑塊使其 不能向外滑動。在拉深過程中,斜楔隨上模向下運 動進入滑塊內(nèi),并把止動塊壓下,這時滑塊在支撐板 的作用下向外滑動。

沖壓:淺談拉深過程中壓邊力的變化規(guī)律的圖2

 模具的工作過程為:當(dāng)凹模隨壓力機滑塊向下 運動接觸坯料時,拉深開始。隨著拉深的繼續(xù),壓料 彈簧被進一步壓縮,壓邊力線性增大,在R:二 (0. 8-0.9) R。時達(dá)到最大,此時斜楔開始進入滑塊 并壓下止動塊,滑塊在壓料彈簧5及支撐板6的作 用下向外滑動,支撐板6開始垂直向下運動。當(dāng)支 撐板下移的速度超過凹模下移的速度時,彈簧的長 度將隨拉深的進行逐漸變長,使壓邊力線性減小。 在回程時,斜楔作用于滑塊內(nèi)側(cè)斜面使其復(fù)位,滑 塊夕陋組斜面作用于支撐板使其向上運動而復(fù)位。當(dāng) 滑塊復(fù)位后,由彈起的止動塊阻止其向外滑動。 拉深過程中壓邊力的變化由兩段直線組成 (見 圖3)。折線上升段斜率及初始壓邊力的大小可通過 選用不同彈簧及調(diào)整彈簧預(yù)壓縮量來控制。壓邊力 在A點處達(dá)到最大,A點位置可通過調(diào)整斜楔長 度,即斜楔壓下止動塊的時刻來控制。折線第二的斜率可通過調(diào)整支撐板的下降速度來控制。如圖 4所示,設(shè)滑塊內(nèi)外2個斜面的傾斜角分別為a和 夕,圖4中v,是支撐板相對滑塊的運動速度,v2是滑 塊的速度,v3是支撐板的下降速度,V4是斜楔相對 滑塊的運動速度,Vs是斜楔的運動速度,也即壓邊圈

沖壓:淺談拉深過程中壓邊力的變化規(guī)律的圖3

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