[发明专利]压边圈的设计方法及压边装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种几何特征结合变形特点的压边圈设计方法，以及基于该设计方法的压边装置。

背景技术

随着工业技术的发展，对形状复杂盒形件的拉深成形质量提出了更高的要求。盒形件拉深成形时传统的压边方式有两种，即整体压边和依据几何特征(直边区和圆角区)分区压边，由于这两种分区方法没有考虑拉深时材料的流动规律，圆角区转移到长边区的多余材料在凸缘区容易起皱，而且容易造成长边区直壁部分起皱、垂直度低等缺陷。现有技术还缺乏解决以上问题的技术方案。对于长宽比不为1的矩盒形件，拉深时圆角区的多余材料将向长边区和短边区转移，并且向长边区转移的材料多于短边区，因此在本发明中将圆角区与长边区接触的一侧加长，相应地缩短长边区部分，由于向短边区转移材料较少，对短边区的影响很小，所以保持短边区尺寸不变。这样分区的目的在于给转移后的材料提供合适的压边力，避免板坯料凸缘区和长边区凸缘部分起皱以及长边区直壁部分垂直度低。

发明内容

本发明是针对上述课题进行的，目的在于提供一种考虑板坯几何特征和拉深过程中的变形特点的压边圈的设计方法，以及基于该设计方法的压边装置。

本发明为实现上述目的，采用了以下的技术方案：

本发明提供一种压边圈的设计方法，根据截面为圆角矩形的盒形件的几何特征和拉深成形时材料的流动规律对压边圈进行分区，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：用传统的分区压边方法对压边圈进行预分区，得到四个圆角区，两个长直边区，以及两个短直边区；步骤二：以凹模圆角的圆心为顶点作圆角区的中心线，参照长宽比—角度值曲线将中心线偏移一定的角度，得到偏移后中心线，其中，所述长宽比是凹模截面长度与宽度的比值，所述角度值是偏移后中心线与凹模短直边的夹角大小，长宽比—角度值曲线由Dynaform等数值分析软件模拟计算得到，并通过实验验证数据准确性；步骤三：以凹模圆角的圆心为顶点，以偏移后中心线为角平分线，以圆角区和短直边区的交线为一边，确定另一边的角度线；步骤四：过角度线和板坯料凸缘的交点作凹模长直边的垂线，将该垂线作为划分圆角区和长直边区的分界线，得到改进后圆角区和改进后长直边区。

本发明提供一种压边装置，其特征在于，具有：用于将板坯料凸缘压紧在凹模上的压边圈；以及用于控制压边圈上下运动的控制单元，其中，压边圈是采用上述方法设计后制得。

发明的作用与效果

根据本发明的压边圈的设计方法和压边装置，在传统分区压边方法的基础上将压边圈的圆角区加长，长直边区缩短，短直边区保持不变，充分考虑了截面为圆角矩形的盒形件拉深成形时材料的流动规律，有效避免拉深件的起皱等缺陷，提高拉深件侧壁的垂直度，从而有效提高拉深件的质量。

附图说明

图1是实施例中压边圈的设计方法的原理示意图；

图2是实施例中改进后的压边圈分区示意图；

图3(a)、(b)、以及(c)是实施例中改进前压边圈各分区的尺寸示意图，图3(a’)、(b’)、以及(c’)是实施例中改进后压边圈各分区的尺寸示意图；

图4是实施例中的长宽比—角度值曲线图；以及

图5是实施例中的压边装置的结构示意图。

具体实施方式

<实施例一>

图1是实施例中压边圈的设计方法的原理示意图。

如图1所示，盒形件截面10的尺寸为200mm×100mm，圆角半径为30.5mm。板坯料11的尺寸为320mm×220mm，切角85mm。

本发明涉及的压边圈的设计方法包括以下步骤：

步骤一：根据盒形件截面10的几何特征，用传统的压边分区方法对压边圈12进行预分区，获得四个圆角区13、两个长直边区14、以及两个短直边区15。

图3(a)、(b)、以及(c)是实施例中改进前压边圈各分区的尺寸示意图。

如图3(a)、(b)、以及(c)所示，预分区所得的圆角区13的尺寸为149.5mm×149.5mm，其中一角去除90o的圆角，圆角半径为30.5mm；长直边区14是尺寸为139mm×119mm的矩形；短直边区15是尺寸为119mm×39mm的矩形。

步骤二：如图1所示，以右下方的圆角区13为例，以盒形件截面10圆角的圆心为顶点，作圆角区13的中心线16，则中心线16与盒形件截面10短直边的夹角为45o。

图4是本发明涉及的长宽比—角度值曲线。