[发明专利]一种筒体渐进翻边成形工具头的设计方法

摘要

一种筒体渐进翻边成形工具头的设计方法，先设计带有圆锥台结构形式的成形工具头，成形工具头为回转体，回转体的下端是刀杆，作为夹持区；刀杆的上方是圆锥台，作为弯曲变形区；圆锥台上方为圆柱体，作为翻边成形区；然后确定刀杆的直径，再确定圆锥台的相关尺寸，最后确定圆柱体的高度和直径，本发明成形工具头能够完成筒形件的单道次渐进翻边成形或多道次渐进翻边成形。

主权项

1.一种筒体渐进翻边成形工具头的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：设计带有圆锥台结构形式的成形工具头，成形工具头为回转体，回转体的下端是直径为d的刀杆(1)，作为夹持区；刀杆(1)的上方是下表面直径为D1，上表面直径为D2，高度为h1，锥角为θ的圆锥台(2)，作为弯曲变形区；圆锥台(2)上方为直径D2、高度h2的圆柱体(3)，作为翻边成形区；圆锥台(2)的锥形面与下表面以及圆柱体(3)之间均设有圆角过渡；第二步：确定刀杆(1)的直径d，直径d的取值范围为10～20mm；第三步：确定圆锥台(2)的相关尺寸：圆锥台(2)的下表面直径D1比刀杆(1)的直径d大5～8mm；圆锥台(2)的斜面与回转体的轴线所夹的角度即锥角为θ，θ的取值范围在20°～30°；圆锥台(2)的高度h1与筒形件(4)的内径d1、外径d2、厚度t、预开孔长轴尺寸a、短轴尺寸b、翻边支管内径dm、翻边支管外径dt和翻边高度H有关，在筒体渐进翻边成形过程中，单道次渐进成形的极限翻边高度为Hmax；当翻边高度H≤H_max，则采用单道次渐进翻边成形；在成形过程中，筒形件(4)发生弯曲变形的最大长度为l＝h_1min×tanθ；以筒形件(4)的筒轴线建立X轴，以翻边支管的管轴线建立Z轴，垂直于X、Z轴建立相应的Y轴；翻边前发生变形的筒形件体积为其中x、y为各曲线在XOY平面内投影的取值；翻边后发生变形的筒形件体积为其中根据体积不变原理，翻边前后体积相等，即V₀＝V₁，则由下式确定圆锥台(2)的高度h₁的最小值h_1min：其中且d_m＝b+2h_1min，因此，在筒体单道次渐进翻边成形过程中，设计工具头圆锥台(2)的高度h₁应大于计算的最小值，即h₁≥h_1min；当翻边高度H＞H_max，则采用多道次渐进翻边成形；在多道次渐进翻边成形的过程中，每个成形道次之间需要横向进给一段距离Δl，最大横向进给量Δl根据需要决定，且横向进给量Δl的取值条件为t≤Δl≤h₁×tanθ，由此得工具头圆锥台(2)的高度h₁的最小值为因此，在多道次筒体渐进翻边成形过程中，设计工具头圆锥台(2)的高度h₁应大于计算的最小值，即由圆锥台(2)的下表面直径D1、锥角θ和高度h1的值确定上表面直径D2，上表面直径D2的取值为D2＝D1+2h1×tanθ；第四步：确定圆柱体(3)的高度h2和直径D2；圆柱体(3)的高度h2的取值范围为10～30mm；圆柱体(3)的直径D2与圆锥台(2)的上表面直径D2大小一致，即圆柱体(3)的直径D2的取值为D2＝D1+2h1×tanθ。