[发明专利]一种应用于杯形件镦锻成形的方法

说明书

本发明公开了一种应用于杯形件镦锻成形的方法，包括冲裁、压印、板料成形、切边整形、侧壁镦锻成形等五个步骤，采用易于实现的压印成形工艺中引入非均匀定制板，以改变传统拉深镦锻成形工艺链，另外，由于非均匀定制板局部增厚，采用小圆角凸模替代传统板料拉深成形中的大圆角凸模，拉深工序简化为一步，同时圆角整形工序也可省去，提高了拉深成形极限和成形效率。

技术领域

本发明涉及板料冲压工艺技术领域，具体涉及一种应用于杯形件镦锻成形的方法。

背景技术

板料冲压工艺主要在拉应力下发生变形，能够精确成形零件外部形状，但无法控制零件壁厚分布，而且冲压制件圆角处壁厚减薄容易导致零件整体强度降低。一些结构部件，例如汽车传动装置以及轮毂零件等，通常在圆角处具有较高的强度要求，若通过增加原始板料厚度来提高制件圆角区强度，必然导致材料利用率降低，且零件总质量增加，不符合绿色制造、节能减排发展趋势。除此之外，过量壁厚减薄甚至还会使板料发生破裂，这制约了冲压成形例如拉深、弯曲等工艺的成形极限。所以，拉深-侧壁镦锻板料体积成形工艺成为一种复杂壳体件制造方法，以控制壁厚分布，实现轻量化结构制造。然而，拉深获得杯形件预制坯，圆角处的减薄会在后续镦锻过程中引起折叠缺陷，如图2所述，从而影响零件性能。

当下采用传统板料拉深杯形件时，尽管进行了多工步底部圆角整形，依然存在一个外圆角,而且由于拉应力的作用，底部圆角减薄十分严重。如何解决圆角镦锻折叠问题成为影响杯形件侧壁镦锻成形质量的核心问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种应用于杯形件镦锻成形的方法，采用易于实现的压印成形工艺中引入非均匀定制板，以改变传统拉深镦锻成形工艺链。另外，由于非均匀定制板局部增厚，采用小圆角凸模替代传统板料拉深成形中的大圆角凸模，拉深工序简化为一步，同时圆角整形工序也可省去，提高了拉深成形极限和成形效率。

(二)技术方案

本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种应用于杯形件镦锻成形的方法，包括如下步骤：

1)步骤1：冲裁，通过冲压剪裁获取杯型件轮廓大小的圆形胚料；

2)步骤2：压印，通过挤压机械在步骤1中圆形胚料的底部压印出一与所需杯型件底部直径一致的圆形尖状凸楞，从而得到局部增厚的非均匀定制板；

3)步骤3：板料成形，将步骤2中非均匀定制板进行拉深成型，具体以圆形尖状凸楞的向对面为拉深底面，以圆形尖状凸楞凸楞中心为拉深转角，拉深出杯型胚料；

4)步骤4：切边整形，对步骤3所得杯型胚料外形壁轮廓进行圆整形、壁厚度整形以及杯型高度切边整形，以趋获得圆度达标、杯壁厚薄一致、杯型高度达到预设值的精胚料；

步骤5：侧壁镦锻成形，将步骤4所述精胚料进行侧壁镦锻，获得预设厚度、预设高度的杯型件成品。

进一步的，所述步骤2中圆形尖状凸楞的纵切面为等腰直角三角形。

(三)有益效果

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明提到的一种应用于杯形件镦锻成形的方法，针对预成形对侧壁镦锻成形的影响，提出了一种非等厚定制板结合可控变形区镦锻成形的工艺路径，包括压印、拉深、整形、切边、镦锻等工序。以侧壁增厚的杯形件为例，为防止工件模具间隙导致的圆角镦锻折叠缺陷，设计了非等厚定制板。优化润滑条件，可平衡压印成形工艺中的径向流动和法向流动，实现圆角处材料的预先聚集，以获得圆角填充饱满的杯形件坯料。将其作为可控变形区镦锻成形用坯料，消除工件、模具间隙，从而克服侧壁镦锻中常见的圆角折叠缺陷，实现非等壁厚或功能特征集成的复杂结构件高效率一体化成形。

附图说明

图1是非均匀定制板示意图及圆形尖状凸楞局部放大图。