[发明专利]矩形金属冲件的防拉裂拉伸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属制品的制造技术领域，更具体地说，特别涉及一种矩形金属冲件的防拉裂拉伸工艺。

背景技术

矩形金属冲件主要用于将容器固定于一个空间之内，矩形金属冲件采用金属材质，而对金属制品进行拉伸是冲压工艺之中的常用方法。拉深过程是一个复杂的塑性变形过程，在拉深过程中，由于凸缘变形区应力应变很不均匀，靠近外边缘的坯料压应力大于拉应力，其压应变为最大主应变，坯料有所增厚；而靠近凹模孔口的坯料拉应力大于压应力，其拉应变为最大主应变，坯料有所变薄。因而，当凸缘区转化为筒壁后，拉深件的壁厚就不均匀，口部壁厚增大，底部壁厚减小，壁部与底部圆角相切处变薄最严重。变薄最严重的部位成为拉深时的危险断面，当筒壁的最大拉应力超过了该危险断面材料的抗拉强度时，便会产生拉裂。另外，当凸缘区起皱时，坯料难以或不能通过凸、凹模间隙，使得筒壁拉应力急剧增大，也会导致拉裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少或者避免在拉伸过程之中防止拉裂的矩形金属冲件的防拉裂拉伸工艺。

本发明的矩形金属冲件的防拉裂拉伸工艺，拉深件为矩形件，矩形件的厚度为t,矩形件在高度宽度所定义的平面的底角圆角半径为r2,矩形件在高度宽度所定义的平面的外圆角半径为R,矩形件在长度宽度所定义的平面的圆角半径为r2,满足：r1≥t，R≥2t，r2≥3t。

与现有技术相比，发明的优点在于:本发明的工艺使得坯料的工艺参数合理，使得拉伸件有足够的强度承受冲压力，使得矩形金属冲件减少或者避免拉裂。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明作进一步说明。

图1(a)和图1(b)是本发明矩形金属冲件的拉深件的孔边距及圆角半径。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步的详细说明。

生产实际中常用适当加大凸、凹模圆角半径、降低拉深力、增加拉深次数、在压料圈底部和凹模上涂润滑剂等方法来避免拉裂的产生。

请参见图1(a)和图1(b)，针对拉深件的形状与尺寸：

(1)拉深件应尽量简单、对称，并能一次拉深成形。

(2)拉深件壁厚公差或变薄量要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。根据统计，不变薄拉深工艺的筒壁最大增厚量约为(0.2～0.3)t，最大变薄量约为(0.1～0.18)t(t为板料厚度)。

(3)当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。

(4)在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度。

(5)拉深件的底部或凸缘上有孔时，孔边到侧壁的距离应满足a≥R+0.5t(或r+0.5t)，如图1所示。

(6)拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件的四角等处的圆角半径应满足：r1≥t，R≥2t，r2≥3t。否则，应增加整形工序。一次整形的，圆角半径可取r1≥(0.1～0.3)t，R≥(0.1～0.3)t。

(7)拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以拉深件底部为基准。若以上部为基准，高度尺寸不易保证。

针对拉深件的精度：一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度。由于材料各向异性的影响，拉深件的口部或凸缘外缘一般是不整齐的，出现“突耳”现象，需要增加切边工序。

针对拉深件的材料：要求具有较好的塑性，屈强比σ_s/σ_b小、板厚方向性系数r大，板平面方向性系数Δr小。

屈强比σ_s/σ_b值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好。例如，低碳钢的屈强比σ_s/σ_b≈0.57，其一次拉深的最小拉深系数为m＝0.48～0.50；65Mn钢的σ_s/σ_b≈0.63，其一次拉深的最小拉深系数为m＝0.68～0.70。所以有关材料标准规定，作为拉深用的钢板，其屈强比不大于0.66。

板厚方向性系数r和板平面方向性系数Δr反映了材料的各向异性性能。当r较大或Δr较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。

虽然结合附图描述了发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在发明的保护范围之内。