CN101920285B - 油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，本发明对于按常规成型工艺方法加工需要至少两次才能拉深成型的带法兰高盒形件、复杂曲面类零件、复杂覆盖件成型特点的拉深工件，能够一次拉深成型。本发明通过改变拉深方向，改变拉深筋的位置，改变压料面的设计等方法，只需设计一套模具，保证材料在开始压料时不会出现反复扭曲、起皱，且由于模具结构合理，拉深过程中材料流动顺畅，工件一次拉成。本发明拉深的工件表面光滑，壁厚变薄程度也在允许的范围内，达到了产品的要求。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种拉深工件拉深成型工艺方法，尤其涉及一种能够将按常规成型工艺方法加工需要至少两次才能拉深成型的带法兰高盒形件、复杂曲面类零件、复杂覆盖件成型特点的拉深工件一次拉深成型的工艺方法。
【背景技术】
如图1所示，是一种油箱的右半壳体，钣料厚度仅为0.5mm，结合面呈三维空间的多转折曲面，转角处拉深高度高、产品侧壁转角R较小、法兰半径Rf较大，顶部r较小，转角处的顶面又急剧尖锐的凸起、附近又有较窄、较深的凹陷。该工件同时具有带法兰高盒形件、复杂曲面类零件、复杂覆盖件的成形特点与困难。
这类拉深工件的常规成型工艺方法是：①查表计算拉深次数，图1所示拉深工件需要二次拉深成形，再加一道整形工序；②拟定二次拉深成形工艺；③选择压料面的方向；④压料面的设计。
按照常规成型工艺方法制作图1所示拉深工件，存在以下缺点：二次拉深成形工艺复杂，需将所述工件曲面朝前、后、左、右延拓，对曲面转折部分进行倒圆角，或将转折部分切断后再补充边界曲面。
运用计算机辅助设计，可以清楚地验证常规成型工艺方法制作所述工件存在的缺点。
通过分析可以得知：常规方法生成的压料面，其最小高斯曲率为-0.0554，最大高斯曲率为0.0196(高斯曲率的绝对值表示压料面曲率的大小，正负号表示弯曲方向)。
分析结果表明：常规方法生成的压料面存在急剧的曲面转折，材料在开始拉深阶段就会扭曲、起皱，为此，在生产时不得不加大压边力进行消皱，但在随后的拉深中，扭曲和起皱的坯料会停留在工件表面上而不能完 全消失，并且材料会被急剧转折的压料面“锁住”不易流动，使得材料更不易通过压料面而导致工件被拉裂。所以常规的成型工艺需要至少两套模具，而且还易扭曲、起皱，甚至被拉裂，不能满足生产需要。
【发明内容】
为克服按照常规工艺方法的缺点，本发明提出一种油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，用本发明所述的工艺方法加工图1所示的类似拉深工件，可使工件一次拉成，而且材料也不会产生反复扭曲、起皱，压料面局部光滑平顺，而且壁厚变薄程度也在允许的范围内，达到了产品的要求。
本发明是通过采用以下的技术方案来实现的：
实施油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，所述工艺方法包括步骤：
①.将油箱半壳工件分解为顶部、顶部与侧壁圆角部、侧壁部、侧壁与凸缘圆角部、凸缘部五个部分，分别计算五个部分的面积，将五部分面积相加，得出总面积，然后根据总面积和依照顶部外廓形状放料，得到坯料展开外廓；
②.以所述坯料展开外廓的边缘线为基准，沿边缘线边界向外拓延10mm，得到可裁剪坯料外廓；
③.依照所述可裁剪坯料外廓裁出坯料；
④.将坯料的边缘进一步修剪，去除突变和尖角，使坯料的边缘线光滑流畅，形成实际坯料外廓；实际坯料外廓的边缘线与所述坯料展开外廓距离为8mm；
⑤.将所述实际坯料外廓的边缘线，细分为多个的点，使这些点形成一条闭合曲线；利用所述闭合曲线与坯料展开外廓建立起混合曲面；
⑥.制作坯料展开外廓的计算机辅助设计拉深工件3D原始模型，根据一次拉深的目的确定拉深工件3D原始模型沿X轴旋转3.15度，沿Y轴旋转2.15度为拉深方向；
⑦.根据一次拉深成型的拉深工件3D原始模型，分别确定实际生产用凸模、凹模圆角尺寸、侧壁倾斜方向或角度；并制造生产用凸模、凹模；
⑧.根据一次拉深成型的工件3D原始模型，确定压边圈或拉深筋；
⑨.进行油箱半壳工件的拉深。
步骤⑦所述的根据一次拉深成型的工件3D原始模型，制造生产用凸模、凹模的过程中，要检查所述拉深工件的3D模型压料面的高斯曲率，找出急剧曲面转折部位的点坐标或线，修正生产用凸模、凹模的形态。
在步骤⑧中的确定压边圈或拉深筋的过程中，根据混合曲面及工件的形状，将拉深筋布置于压边圈上，并在侧壁与凸缘圆角部与凸缘部连接处位置建立上凸的曲面拉深筋。
本发明成型工艺方法，利用计算机辅助设计完成所述类型钣金工件的实际生产用坏料展开或实际生产用拉深模具的结构或实际生产用拉深模具的制作尺寸，实现一次拉深成型，具有成本低、效率高，方便、可靠、安全的优点。
【附图说明】
图1是用本发明的油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法拉成的油箱半壳体的示意图；
图2是本发明油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法中坯料展开外廓的示意图；
图3是本发明油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法中实际坯料外廓的示意图。
【具体实施方式】
为进一步说明本发明所述油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法的原理，现结合附图1、图2、图3所示油箱半壳体工件，对本发明所述拉深成型工艺方法的优选实例进行详细说明，然而所述实例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本发明的专利保护范围。
根据图1所示油箱半壳工件，实施一种油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，所述工艺方法包括步骤：
①.将油箱半壳工件分解为顶部10、顶部与侧壁圆角部20、侧壁部30、侧壁与凸缘圆角部40、凸缘部50五个部分，分别计算五个部分的面积，将五部分面积相加，得出总面积，然后根据总面积和依照顶部10外廓形状放料，得到坯料展开外廓11；
②.以所述坯料展开外廓的边缘线为基准，沿边缘线边界向外拓延10mm，得到可裁剪坯料外廓12；
③.依照所述可裁剪坯料外廓12裁出坯料13；
④.将坯料13的边缘进一步修剪，如图3所示，去除突变和尖角，使坯料13的边缘线光滑流畅，形成实际坯料外廓14；实际坯料外廓14的边缘线与所述坯料展开外廓11距离为8mm；
⑤.将所述实际坯料外廓14的边缘线，细分为多个的点，使这些点形成一条闭合曲线；利用所述闭合曲线与坯料展开外廓11建立起混合曲面；
⑥.制作坯料展开外廓11的计算机辅助设计拉深工件3D原始模型，根据一次拉深的目的确定拉深工件3D原始模型沿X轴旋转3.15度，沿Y轴旋转2.15度为拉深方向；
⑦.根据一次拉深成型的拉深工件3D原始模型，分别确定实际生产用凸模、凹模圆角尺寸、侧壁倾斜方向或角度；并制造生产用凸模、凹模；
⑧.根据一次拉深成型的工件3D原始模型，确定压边圈或拉深筋；
⑨.进行油箱半壳工件的拉深。
步骤⑦所述的根据一次拉深成型的工件3D原始模型，制造生产用凸模、凹模的过程中，要检查所述拉深工件的3D模型压料面的高斯曲率，找出急剧曲面转折部位的点坐标或线，修正生产用凸模、凹模的形态。
在步骤⑧中的确定压边圈或拉深筋的过程中，根据混合曲面及工件的形状，将拉深筋布置于压边圈上，并在侧壁与凸缘圆角部40与凸缘部50连接处位置建立上凸的曲面拉深筋。
经实际生产验证，按照本发明所述拉深工件拉深成型工艺方法生产图1所示油箱半壳工件，材料在开始压料时也没有反复扭曲、起皱，在拉深中，由于拉深凹模与压边圈曲面及拉深筋的配合，有效的降低了压边力，增加了有利于拉深进行的拉深阻力，工件一次拉成，表面光滑，壁厚变薄 程度也在允许的范围内，达到了产品的设计要求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括步骤：
①.将油箱半壳工件分解为顶部(10)、顶部与侧壁圆角部(20)、侧壁部(30)、侧壁与凸缘圆角部(40)、凸缘部(50)五个部分，分别计算五个部分的面积，将五部分面积相加，得出总面积，然后根据总面积和依照顶部(10)外廓形状放料，得到坯料展开外廓(11)；
②.以所述坯料展开外廓的边缘线为基准，沿边缘线边界向外拓延10mm，得到可裁剪坯料外廓(12)；
③.依照所述可裁剪坯料外廓(12)裁出坯料(13)；
④.将坯料(13)的边缘进一步修剪，去除突变和尖角，使坯料(13)的边缘线光滑流畅，形成实际坯料外廓(14)；实际坯料外廓(14)的边缘线与所述坯料展开外廓(11)距离为8mm；
⑤.将所述实际坯料外廓(14)的边缘线，细分为多个的点，使这些点形成一条闭合曲线；利用所述闭合曲线与坯料展开外廓(11)建立起混合曲面；
⑥.制作坯料展开外廓(11)的计算机辅助设计拉深工件3D原始模型，根据一次拉深的目的确定拉深工件3D原始模型沿X轴旋转3.15度，沿Y轴旋转2.15度为拉深方向；
⑦.根据一次拉深成型的拉深工件3D原始模型，分别确定实际生产用凸模、凹模圆角尺寸、侧壁倾斜方向或角度；并制造生产用凸模、凹模；
⑧.根据一次拉深成型的工件3D原始模型，确定压边圈或拉深筋；
⑨.进行油箱半壳工件的拉深。
2.根据权利要求1所述的油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，其特征在于：
步骤⑦所述的根据一次拉深成型的工件3D原始模型，制造生产用凸模、凹模的过程中，要检查所述拉深工件的3D模型压料面的高斯曲率，找出急剧曲面转折部位的点坐标或线，修正生产用凸模、凹模的形态。
3.根据权利要求1所述的油箱半壳工件一次拉深成型的工艺方法，其特征在于：
在步骤⑧中的确定压边圈或拉深筋的过程中，根据混合曲面及工件的形状，将拉深筋布置于压边圈上，并在侧壁与凸缘圆角部(40)与凸缘部(50)连接处位置建立上凸的曲面拉深筋。
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