冲压椭圆形封头的制造工艺及技术参数

　　椭圆形封头带飞边时直径相对厚度越大, 坯料边缘稳定性越好, 切向压应力只能使板边变厚;相对厚度越小,对板边纵向弯曲抗力越小, 易丧失稳定而起皱。此外,热冲时板坯料加热温度不均、模具间隙及下模圆角太大、坯料划、碰伤严重、压边力太小或不均等都能产生皱折和鼓包。坯料产生皱折后,很难通过阴、阳模具间的间隙, 容易被拉断。即使通过阴、阳模,皱折也无法消除,会影响椭圆形封头质量。高碳钢和普通低碳钢椭球体椭圆形封头不起皱折条件为:

　　Dp - Dm < ( 1 ～20) t ( 6)

　　Dp——坯料直径,

　　Dm——拉深后大口直径,

　　t——椭圆形封头壁厚。

　　对某直径∀1000容器椭圆形封头,初期冲压过程中皱 折和鼓包现象严重, 按公式( 6) 计算Dp-Dm=1400- ( 1000+ 50+ 76×2) = 198> 20t 容易产生 皱折和鼓包, 所以对模具进行了完善,采用增加压边圈的方法解决,设计了带压边圈的模具冲压时利用压力机边缸给压边圈一定压力, 冲前使用适量的润滑油等措施,减少并 终避免了鼓包和皱折现象的发生。为了校正椭球椭圆形封头体型面增加了底拖 用于校形工序,使椭球体型面良好过渡;设计了阴模 直口与阴模拖直口,装配时用压板螺栓定位,从而保证了阴模与阴模拖的同轴度。

　　2. 　凹模圆角半径R凹 的确定 一般来说, R凹 尽可能取大些,大的R凹可以降低 极限拉深系数,减少冲压时摩擦阻力、提高材料的流动性, 从而提高椭球体表面质量,但是R凹过大时会削弱压边圈的作用, 引起起皱和鼓包现象; R凹 过小 时使材料流动性降低,使椭圆形封头表面质量降低甚至产生龟裂形成裂纹源, 导致椭圆形封头被拉裂,还会降低模具的使用寿命,因此R凹的大小要适当。椭球体凹模圆角半径可以参考公式:

　　R 凹 = C1C2t ( 7)

　　C1——考虑材料的力学性能系数,对于软钢、硬铝C1= 1; 对于纯铜、黄铜、防锈铝, C1=0. 8;对于406 高强度钢取C1= 1. 2～1. 5

　　C2——考虑板料厚度与拉深系数,取5～6. 5

　　R 凹 = 1. 2 ×5 ×4 = 24mm

　　考虑406 钢冲压性能及工件使用性能取R凹 =25mm,经过实际使用该圆角半径可行。

　　凹模圆角半径的选取

　　2. 　模具间隙的确定

　　一般来说,椭圆形封头间隙过小会增大冲压时摩擦阻力、降低材料的流动性,降低工件表面质量、使工件拉伸后 变得 薄,甚至产生龟裂形成裂纹源,导致椭圆形封头表面 拉裂,降低模具使用寿命;间隙过大冲压时摩擦阻力会减小、材料的流动性增大,引起皱褶和鼓包现象,因此模具间隙大小要适当, 间隙Z 一般取( 1～1. 1t ) ,考虑406 钢冲压性能、工件表面质量、模具使用寿命及工艺 性要求, 取间隙Z 为4. 4mm。3拉深次数的确定拉深次数和拉深量是冲压工艺编制中的关键点之一,直接关系到拉深件的质量和拉深工作的经济性。理论计算: 拉深次数决定于每次拉深时允许的极限变形程度,拉伸系数m 是衡量拉深变形程度的一个重要的工艺参数:拉伸系数。m——每次拉深后工件直径Dz 与拉深毛坯D0的比值m= Dz/ D0

　　代入Dz= 1 000- 4= 996

　　D0= 1. 175Dz+ 2×35+ 25×2+ 70×2= 1 400

　　得: m= 0. 7115

　　板料一次拉深 小拉深系数m0, 30CrMnSiA 拉 深系数0. 62～0. 70, 406 钢经过球化退火后材料冲 压性能大大改善, 一次拉深 小拉深系数应小于0. 7, 因此m> m0,即该椭圆形封头可以一次拉深成型。为了节省成本缩短生产周期我们采用了, 一次冲压拉伸到深度300mm, 退火后冲压校形并拉深至要求尺寸。

　　4　结论 椭圆形封头冲压过程中,计算好板料毛坯尺寸、设计模具时选择合适的模具整体结构,计算好阴模过渡圆 角,设计、计算好拉深次数,确定好模具间隙, 根据实验情况确定压边力等基础性控制点, 冲压加工前对板料进行认真的清理,对模具和椭圆形封头上的划、碰伤及时修磨,添加适量的润滑油等措施, 能生产出合格的椭圆形封头。