6.2.1毛坯尺寸的計算
拉延件毛坯尺寸計算得正確與否,不僅直接影響生產過程,而且對衝壓生產有很大的經濟意義。因為在衝壓零件的總成本中,材料的費用占到60%~80%。
因為在拉延後工件的平均厚度與毛坯厚度差別不大,厚度變化可以忽略不計,所以拉延件毛坯尺寸的確定可按照拉延前後毛坯與工件的表麵積不變(即F毛坯=F工件)的原則計算。
在計算毛坯尺寸前,應該考慮到:由於板料具有方向性和凸、凹模之間的間隙不均等原因,拉延後的工件頂端一般都不平齊,通常都需要修邊,即將不平部分切去。所以,在計算毛坯之前,要在拉延件高度方向加一段修邊餘量Δ修。
修邊餘量的數值,根據生產實踐經驗,可參考選取。
因此,要確定毛坯麵積,隻要根據F毛坯=F工件的原則算出拉延件麵積(包括修邊餘量)即可。
對於簡單的圓筒形拉延件,則為
在計算中,工件的直徑按厚度中線計算;但當板厚t
50,查知修邊餘量Δ修=6mm。因而毛坯直徑:
關於各種幾何單元的麵積計算公式和一些旋轉體零件的毛坯計算公式可查其他衝壓設計資料。
6.2.2拉延係數和拉延次數
6.2.2.1拉延係數
在製訂拉延工藝和設計拉延模具時,必須預先確定該零件能否由一道工序拉成或是需要幾道工序才能拉成。從前麵對拉延過程的分析已知,拉延件的起皺和破裂,是拉延工作中存在的主要問題。如果采用防皺壓扁裝置,一般可以防止起皺,這時,拉延件的破裂就成了拉延工作中存在的首要問題。
如前所述,拉裂一般是在工件底部轉角稍上的地方,因為該處是拉延工作最薄弱的部位。對於壁厚尺寸要求嚴格的拉延件,即使沒有在該處拉裂,但因該處處於嚴重變薄而超差,也會使工件造成廢品。
為厚度0.35mm的08鋼在拉延實驗中的力與行程的關係。由圖可見,在該實驗中,當毛坯直徑D大於100mm時就發生了斷裂。
假若以PB表示毛坯材料在危險斷麵處所能承受的負荷,Pmax表示最大拉延力,當PB>Pmax時,才能進行正常的拉延工作,能夠拉出合格產品。當PB(2~6)t。
6.2.5壓邊力、拉延力和拉延功的計算
6.2.5.1壓邊力
為了解決拉延工作中的起皺問題,當前在生產實際中的主要方法是采用防皺壓邊圈。
是否需要采用壓邊圈,可按的條件決定。
在壓邊圈上施加壓邊力Q,可以防止毛坯起皺。但Q值應適當,Q太小則防皺效果不好;Q太大則會增加危險斷麵處的拉應力,引起拉裂破壞或嚴重變薄超差。
壓邊力的大小按中的公式計算。單位壓邊力q值由實驗確定,其值按查得。
根據以上分析,在拉延過程中凸緣起皺的趨勢是變化的,其變化規律與m1max的變化規律很相似。因此合理的壓邊力亦應按起皺趨勢變化,為維持凸緣不致失穩起皺時所需的最小壓邊力Q在整個拉延過程中的實驗曲線。事實上,壓邊裝置要做到按所示的規律變化是十分困難的。目前,在生產實際中常用的壓邊裝置有兩大類:彈性、剛性。
(1)彈性壓邊裝置
這種裝置多用於普通衝床。這一類通常有如下三種:
①橡皮壓邊裝置;
②彈簧壓邊裝置;
③氣墊式壓邊裝置。
這三種壓邊力的變化曲線,橡皮和彈簧的作用方式相似。
隨著拉延深度的增加,需要壓邊的凸緣部分不斷減少,故需要的壓邊力也就逐漸減小。但從可以看出,橡皮及彈簧壓邊裝置的壓邊力,卻恰好與需要的相反,是隨拉延深度的增加而增加,尤以橡皮壓邊裝置更為嚴重。這種情況會使拉延力增加,從而導致零件斷裂。因此橡皮及彈簧結構通常隻用於淺拉延。
氣墊式壓邊裝置的壓邊力具有較好的性能,但也不是非常理想。