正文 6.4 矩形件的拉延(1 / 2)

6.4.1矩形件拉延的特點

矩形盒狀零件可以認為是由圓角部分和直邊部分組成,其拉延變形可以近似地認為:圓角部分相當於圓筒形零件的拉延,而其直邊部分相當於簡單的彎曲。

但是,由於直邊部分和圓角部分並不是截然分開的,而是連在一塊的整體。因此,必須通過實驗觀察分析。

如將矩形盒毛坯畫上方格網,其縱向間距為a,橫向間距為b,且a=b。拉延後方格網發生變化:橫向間距縮小,而且越靠近角部縮小越多,即b1>b2>b3;縱向間距增大,而且越向上,間距增大越多,即a1>a2>a3。

這說明,直邊部分不是單純的彎曲,因為圓角部分的材料要向直邊部分流動,故使直邊部分還受擠壓。同樣,圓角部分也不完全與圓筒形零件的拉延相同,由於直邊部分的存在,圓角部分的材料可以向直邊部分流動,這就減輕了圓角部分材料變形程度(與相同圓角半徑的直筒形零件比)。

從拉延力的觀點看,由於直邊部分和圓角部分的內在聯係,直邊部分除承受彎曲抗力外,還承受擠壓變形抗力;而圓角部分則由於變形程度減小(與相應圓筒形件比),則需要克服的變形抗力也就減小。可以認為:由於直邊部分分擔了圓角部分的拉延變形抗力,而使圓角部分所承擔的拉延力較相應圓筒形件的拉延力為小。其應力狀態。

由以上觀察分析可知,矩形件拉延的特點如下:

徑向拉應力σ1沿盒件周邊的分布是不均勻的,在圓角部分最大,直邊部分最小,而σ3的分布也是一樣。其次,就以角部來說,由於應力分布不均勻,其平均拉應力與相應的圓筒形零件(後者的拉應力是平均分布的)相比要小得多。因此,就危險斷麵處的載荷來說,盒形零件要小得多。故對於相同材料,盒形件的拉延係數可取小些。

由於壓(擠壓)應力σ3在角部最大,向直邊部分逐漸減小,因此,與角部相應的圓筒形件相比,材料的穩定性加強了,起皺的趨勢減少,直邊部分很少起皺。

直邊和圓角互相影響的大小,隨著盒形件形狀的不同而不同。如果相對圓角半圓r角/B和相對高度H/B(B為矩形件短邊)不同,在毛坯計算和工序計算的方法上都有很大的不同。

6.4.2毛坯計算方法

矩形盒狀零件毛坯的計算仍然是按拉延前後金屬板料麵積不變的原則計算。毛坯形狀及尺寸,是影響拉延過程中變形均勻性的重要因素,對低矩形件與高矩形件,有不同的毛坯計算方法。

(1)低矩形件的毛坯計算

對低矩形件(H≤0.3B)且四個角部圓角半徑較小時,可以一次拉延完成;或雖做兩次拉延,但第二道工序僅用來校形,以減小壁部轉角及底部圓角。

其毛坯尺寸用如下方法求得:假定四角部分為圓筒形件拉延變形,直壁部分為彎曲變形,在分別展開後所得毛坯的四個角,以平滑曲線將直邊與圓角連接起來,即得到毛坯尺寸。

1)直邊部分的展開長度

2)將圓角部分當作直徑為d、高度為H的圓筒形件展開

3)連接成光滑外形從a、b線段的中點c向圓弧R作切線,再以R為半徑作圓弧與直邊及切線相切。這時,麵積+f≈-f,即經過修正以後,仍然符合麵積相等的原則。

(2)高矩形件的毛坯計算