一種金屬板料拉深杯形件的模具及成型工藝制造技術

一種金屬板料拉深杯形件的模具及成型工藝，包括上模座和下模座，上模座和下模座上分別設置有相互對應的凸模和凹模，凸模的外側設置有與上模座相連接的卸料螺釘及套裝在卸料螺釘上的壓邊彈簧，在卸料螺釘的下端設置有壓邊圈，在凹模的外側設置有與下模座固定連接的容框，容框內自上而下依次設置有錐形推塊和橡膠墊，錐形推塊內還設置有與凸模相配合的錐形抱緊件，在下模座的下端設置有彈簧座，且在彈簧座內設置有頂料彈簧，在頂料彈簧上端設置有貫穿橡膠墊、錐形推塊和錐形夾緊件的頂桿，在項桿外套有彈簧。本發明專利技術在杯形件拉深過程中在側壁方向實施抱緊，靈活主動改變材料流動趨勢，使壁厚變化均勻；減小拉深過程中危險截面處的最大變薄量，防止拉裂。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于材料成形及模具領域，尤其涉及一種金屬板料拉深杯形件 的模具及成型工藝。
技術介紹
金屬板料沖壓成形已被廣泛的應用于許多領域。如何充分利用和發揮 材料的成形性能、發掘新的成形工藝與方法，提高成形效率與質量是整個 行業面臨的一個重要課題，也是國內外塑性加工界研究的熱點。杯形件拉 深成形是一種在金屬板料沖壓成型領域應用最廣泛的成型工藝，在杯形件 拉深成型過程中，目前主要通過優化組合工藝參數和模具結構參數來提高 板料的拉深成形效率和質量，尤其是對壓邊力、凸模圓角、凹模圓角、潤 滑條件等工藝參數和模具結構的研究。然而就現在取得的技術和成果而 言，迄今仍停留在感性認識階段，工藝參數與模具結構的確定與優化往往 需要長時間的反復試驗，總結歸納而獲得，提高杯形件拉深效率及質量的 效果并不明顯。由于杯形件拉深過程中，拉深件變形不均勻，壁厚分布不 均，其拉深破裂總是在壁厚最大變薄處最先產生從而導致整個拉深成形失 敗，而且拉裂缺陷的產生與拉深過程中金屬的流動趨勢有很大的關系。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種通過主動控制金屬流動趨勢從而有效提 高拉深成形效率和質量的金屬板料拉深杯形件的模具及成型工藝。為達到上述目的，本專利技術的模具是包括上模座和下模座，上模座與下模座通過導柱相連接，在上模座和下模座上分別設置有相互對應的凸模 和凹模，凸模的外側設置有與上模座相連接的卸料螺釘及套裝在卸料螺釘 上的壓邊彈簧，在卸料螺釘的下端設置有壓邊圈，在凹模的外側設置有與 下模座固定連接的容框，容框內自上而下依次設置有錐形推塊和橡膠墊， 錐形推塊內還設置有與凸模相配合的錐形抱緊件，在卞模座的下端設置有 彈簧座，且在彈簧座內設置有頂料彈簧，在頂料彈簧上端設置有貫穿橡膠 墊、錐形推塊和錐形抱緊件的頂桿，在項桿外套有彈簧。本專利技術的凸模及卸料螺釘均通過上模固定塊與上模座相連接；導柱上 還套裝有導套；錐形抱緊件為三瓣大小、形狀相同的抱緊塊構成，該抱緊 塊沿周向均勻分布；頂桿為一上端的直徑小于下端直徑的臺階狀圓柱體， 大徑與小徑之間通過錐面過渡；錐形抱緊件(6)外側的錐面角為28° 35° ;錐形抱緊件抱緊深度為杯形件拉深后的高度40% 45%。本專利技術采用的工藝為上模座下行，壓邊彈簧和壓邊圈將板料壓緊開 始拉深，開始拉深時，在頂料彈簧及彈簧共同作用，頂桿的大直徑部位處 在錐形抱緊件的中心小孔內，抱緊塊向外張開著，上模座繼續下行，材料 逐漸被拉入凹模內，此時頂桿隨之后退，頂料彈簧及彈簧被壓縮，隨著凸 模繼續下行，凸模帶動工件壓到錐形抱緊件的底部，推動錐形抱緊件下移， 此時頂桿的小直徑部位進入錐形抱緊件的孔內，橡膠墊的夾緊，錐形推塊 下移，三瓣抱緊塊同時徑向靠攏，將工件抱緊，凸模繼續下行，橡膠墊的 壓縮，工件底部及側壁在抱緊狀態下隨著頂桿、錐形抱緊件、錐形推塊同 時剛性下移進行拉深，直至拉深至下死點位置，當上模座向上返程時，橡 膠墊、頂料彈簧、彈簧的共同作用，頂桿、錐形抱緊件及錐形推塊同時上 移，橡膠墊處于正常狀態時錐形推塊停止運動，頂桿、錐形抱緊件相對錐形推塊繼續向上運動，凸模向上拉，將工件逐漸頂出錐形抱緊件和凹模， 同時錐形抱緊件依次在頂桿大直徑部分的作用下，向外張開，為下次拉深 做好準備。由于本專利技術在拉深過程中給工件的側壁部位施加一定抱緊力，使工件 能夠抱緊凸模，增加凸模與工件間的摩擦力，改變側壁的金屬流動趨勢， 防止變薄區材料尤其是危險斷面的進一步變薄，使壁厚變厚處更多地參與 變形，拉深件壁厚分布趨向均勻，從而推遲了開裂的產生。提高了材料的 拉深變形均勻程度，減少拉深次數，成形效率也將大大提高。附圖說明.圖1是本專利技術的整體結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。參見圖1，包括上模座8和下模座1，上模座8與下模座1通過導柱2 相連接，導柱2上還套裝有導套10，在上模座8和下模座1上分別設置有 相互對應的凸模12和凹模7，凸模12的外側設置有與上模座8相連接的 卸料螺釘11及套裝在卸料螺釘11上的壓邊彈簧13，在卸料螺釘11的下 端設置有壓邊圈14，凸模12及卸料螺釘11均通過上模固定塊9與上模座 8相連接，在凹模7的外側設置有與下模座1固定連接的容框3，容框3 內自上而下依次設置有錐形推塊5和橡膠墊4，錐形推塊5內還設置有與 凸模12相配合的錐形抱緊件6，錐形抱緊件6為三瓣大小、形狀相同的抱 緊塊構成，該抱緊塊沿周向均勻分布，在下模座1的下端設置有彈簧座17， 且在彈簧座17內設置有頂料彈簧18，在頂料彈簧18上端設置有貫穿橡膠 墊4、錐形推塊5和錐形抱緊件6的上端的直徑小于下端直徑的臺階狀圓柱體頂桿15，在項桿15外套有彈簧16。本專利技術的成型工藝如下上模座8下行，在壓邊彈簧13和壓邊圈14 的作用下將板料壓緊開始拉深，開始拉深時，在頂料彈簧18及彈簧16的 共同作用下，頂桿15的大直徑部位處在錐形抱緊件6的中心小孔內，抱 緊塊向外張開著。上模座8繼續下行，材料逐漸被拉入凹模7內，此時頂 桿15隨之后退，頂料彈簧18及彈簧16被壓縮。隨著凸模12繼續下行， 凸模12帶動工件壓到錐形抱緊件6的底部，推動錐形抱緊件6下移。此 時頂桿15的小直徑部位進入錐形抱緊件6的孔內，由于橡膠墊4的夾緊 力較大，錐形推塊5下移量小，在其內錐面的作用下，三瓣抱緊塊同時徑 向靠攏，將工件抱緊。凸模12繼續下行，由于橡膠墊4的壓縮作用，抱 緊力進一步增大，工件底部及側壁在抱緊狀態下隨著頂桿15、錐形抱緊件 6、錐形推塊5同時剛性下移進行拉深，直至拉深至下死點位置。當上模 座8向上返程時，在橡膠墊4、頂料彈簧18、彈簧16的共同作用下，頂 桿15、錐形抱緊件6及錐形推塊5同時上移，當橡膠墊4處于正常狀態時 錐形推塊5停止運動，頂桿15、錐形抱緊件6相對錐形推塊5繼續向上運 動，再加上凸模12上的向上拉力(摩擦力)作用，將工件逐漸頂出錐形 抱緊件6和凹模7。同時錐形抱緊件6依次在頂桿15大直徑部分的作用下， 向外張開，為下次拉深做好準備。本專利技術在下模容框內有一套抱緊機構，主要由錐形抱緊件6、錐形推 塊5、頂桿15、橡膠墊4、彈簧16組成。錐形抱緊件6為三瓣大小、形狀 相同的抱緊塊構成，該抱緊塊沿周向均勻分布，當合攏在一起時，其外形 構成一個完整的錐面，與錐形推塊5內形相配合，而其內形構成了一個帶 底的圓柱孔，與拉深零件外形配合對拉深零件進行抱緊。以下為專利技術要點為保證有效抱緊，對錐形抱緊件6的內形尺寸應有一定的精度要求， 根據凸模外形尺寸及材料厚度取為W +《A, d為凸模直徑，t為料厚。△ 取值應適當，取值太大，使板料在厚度方向產生塑性變薄，影響工件壁厚 尺寸要求；取值太小，抱緊不可靠，一般取厶=(1% 2%) t。錐形抱緊件6外形構成的錐面角度設計時，要防止錐形推塊5與錐形 抱緊件6之間產生自鎖，同時要考慮到豎直位移與水平位移之間及抱緊力 與拉深力之間的關系。此處經過計算取28。 35°為宜。錐形推塊5下設置有橡膠墊4，以提供足夠大的抱緊力。通過在橡膠 墊4下面放入不同厚度的墊板，可調節橡膠墊4的預壓縮量，從而調節預 抱緊力的大小。頂桿15用于拉深結束后將工件從錐形抱緊件6及凹模7內頂出，其 上細下粗并有錐面過渡，以便上模回程時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬板料拉深杯形件的模具，包括上模座（８）和下模座（１），上模座（８）與下模座（１）通過導柱（２）相連接，在上模座（８）和下模座（１）上分別設置有相互對應的凸模（１２）和凹模（７），其特征在于：凸模（１２）的外側設置有與上模座（８）相連接的卸料螺釘（１１）及套裝在卸料螺釘（１１）上的壓邊彈簧（１３），在卸料螺釘（１１）的下端設置有壓邊圈（１４），在凹模（７）的外側設置有與下模座（１）固定連接的容框（３），容框（３）內自上而下依次設置有錐形推塊（５）和橡膠墊（４），錐形推塊（５）內還設置有與凸模（１２）相配合的錐形抱緊件（６），在下模座（１）的下端設置有彈簧座（１７），且在彈簧座（１７）內設置有頂料彈簧（１８），在頂料彈簧（１８）上端設置有貫穿橡膠墊（４）、錐形推塊（５）和錐形抱緊件（６）的頂桿（１５），在項桿（１５）外套有彈簧（１６）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊立軍，黨新安，張昌松，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：87[中國|西安]