本發(fā)明專利技術(shù)提供一種壓邊圈的設(shè)計(jì)方法及壓邊裝置。本發(fā)明專利技術(shù)提供的壓邊圈的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：用傳統(tǒng)的分區(qū)壓邊方法對(duì)壓邊圈進(jìn)行預(yù)分區(qū)；步驟二：以凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)作圓角區(qū)的中心線，參照角度值—長(zhǎng)寬比曲線將該中心線偏移，得到偏移后中心線；步驟三：以凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)，偏移后中心線為角平分線，圓角區(qū)和短直邊區(qū)的交線為一邊，確定另一邊的角度線；步驟四：過(guò)角度線和板坯料凸緣的交點(diǎn)作凹模長(zhǎng)直邊的垂線，將圓角區(qū)加長(zhǎng)至該垂線，得到改進(jìn)后圓角區(qū)和改進(jìn)后長(zhǎng)直邊區(qū)。本發(fā)明專利技術(shù)提供的壓邊裝置，其特征在于，具有：壓邊圈；以及控制單元，其中，壓邊圈是采用上述方法設(shè)計(jì)后制得。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
壓邊圈的設(shè)計(jì)方法及壓邊裝置
本專利技術(shù)涉及一種幾何特征結(jié)合變形特點(diǎn)的壓邊圈設(shè)計(jì)方法，以及基于該設(shè)計(jì)方法的壓邊裝置。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)形狀復(fù)雜盒形件的拉深成形質(zhì)量提出了更高的要求。盒形件拉深成形時(shí)傳統(tǒng)的壓邊方式有兩種，即整體壓邊和依據(jù)幾何特征(直邊區(qū)和圓角區(qū))分區(qū)壓邊，由于這兩種分區(qū)方法沒(méi)有考慮拉深時(shí)材料的流動(dòng)規(guī)律，圓角區(qū)轉(zhuǎn)移到長(zhǎng)邊區(qū)的多余材料在凸緣區(qū)容易起皺，而且容易造成長(zhǎng)邊區(qū)直壁部分起皺、垂直度低等缺陷。現(xiàn)有技術(shù)還缺乏解決以上問(wèn)題的技術(shù)方案。對(duì)于長(zhǎng)寬比不為I的矩盒形件，拉深時(shí)圓角區(qū)的多余材料將向長(zhǎng)邊區(qū)和短邊區(qū)轉(zhuǎn)移，并且向長(zhǎng)邊區(qū)轉(zhuǎn)移的材料多于短邊區(qū)，因此在本專利技術(shù)中將圓角區(qū)與長(zhǎng)邊區(qū)接觸的一側(cè)加長(zhǎng)，相應(yīng)地縮短長(zhǎng)邊區(qū)部分，由于向短邊區(qū)轉(zhuǎn)移材料較少，對(duì)短邊區(qū)的影響很小，所以保持短邊區(qū)尺寸不變。這樣分區(qū)的目的在于給轉(zhuǎn)移后的材料提供合適的壓邊力，避免板坯料凸緣區(qū)和長(zhǎng)邊區(qū)凸緣部分起皺以及長(zhǎng)邊區(qū)直壁部分垂直度低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是針對(duì)上述課題進(jìn)行的，目的在于提供一種考慮板坯幾何特征和拉深過(guò)程中的變形特點(diǎn)的壓邊圈的設(shè)計(jì)方法，以及基于該設(shè)計(jì)方法的壓邊裝置。本專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下的技術(shù)方案:本專利技術(shù)提供一種壓邊圈的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)截面為圓角矩形的盒形件的幾何特征和拉深成形時(shí)材料的流動(dòng)規(guī)律對(duì)壓邊圈進(jìn)行分區(qū)，其特征在于，包括以下步驟:步驟一:用傳統(tǒng)的分區(qū)壓邊方法對(duì)壓邊圈進(jìn)行預(yù)分區(qū)，得到四個(gè)圓角區(qū)，兩個(gè)長(zhǎng)直邊區(qū)，以及兩個(gè)短直邊區(qū)；步驟二:以凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)作圓角區(qū)的中心線，參照長(zhǎng)寬比一角度值曲線將中心線偏移一定的角度，得到偏移后中心線，其中，所述長(zhǎng)寬比是凹模截面長(zhǎng)度與寬度的比值，所述角度值是偏移后中心線與凹模短直邊的夾角大小，長(zhǎng)寬比一角度值曲線由Dynaform等數(shù)值分析軟件模擬計(jì)算得到，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；步驟三:以凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)，以偏移后中心線為角平分線，以圓角區(qū)和短直邊區(qū)的交線為一邊，確定另一邊的角度線；步驟四:過(guò)角度線和板坯料凸緣的交點(diǎn)作凹模長(zhǎng)直邊的垂線，將該垂線作為劃分圓角區(qū)和長(zhǎng)直邊區(qū)的分界線，得到改進(jìn)后圓角區(qū)和改進(jìn)后長(zhǎng)直邊區(qū)。本專利技術(shù)提供一種壓邊裝置，其特征在于，具有:用于將板坯料凸緣壓緊在凹模上的壓邊圈；以及用于控制壓邊圈上下運(yùn)動(dòng)的控制單元，其中，壓邊圈是采用上述方法設(shè)計(jì)后制得。專利技術(shù)的作用與效果根據(jù)本專利技術(shù)的壓邊圈的設(shè)計(jì)方法和壓邊裝置，在傳統(tǒng)分區(qū)壓邊方法的基礎(chǔ)上將壓邊圈的圓角區(qū)加長(zhǎng)，長(zhǎng)直邊區(qū)縮短，短直邊區(qū)保持不變，充分考慮了截面為圓角矩形的盒形件拉深成形時(shí)材料的流動(dòng)規(guī)律，有效避免拉深件的起皺等缺陷，提高拉深件側(cè)壁的垂直度， 從而有效提聞拉深件的質(zhì)量。【附圖說(shuō)明】圖1是實(shí)施例中壓邊圈的設(shè)計(jì)方法的原理示意圖；圖2是實(shí)施例中改進(jìn)后的壓邊圈分區(qū)示意圖；圖3(a)、(b)、以及(C)是實(shí)施例中改進(jìn)前壓邊圈各分區(qū)的尺寸示意圖，圖3 (a’)、(b’)、以及(c’ )是實(shí)施例中改進(jìn)后壓邊圈各分區(qū)的尺寸示意圖；圖4是實(shí)施例中的長(zhǎng)寬比一角度值曲線圖；以及圖5是實(shí)施例中的壓邊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】〈實(shí)施例一〉圖1是實(shí)施例中壓邊圈的設(shè)計(jì)方法的原理示意圖。如圖1所不,盒形件截面10的尺寸為200mmX 100mm,圓角半徑為30.5mm。板還料11 的尺寸為 320mmX 220mm,切角 85mm。本專利技術(shù)涉及的壓邊圈的設(shè)計(jì)方法包括以下步驟:步驟一:根據(jù)盒形件截面10的幾何特征，用傳統(tǒng)的壓邊分區(qū)方法對(duì)壓邊圈12進(jìn)行預(yù)分區(qū)，獲得四個(gè)圓角區(qū)13、兩個(gè)長(zhǎng)直邊區(qū)14、以及兩個(gè)短直邊區(qū)15。圖3(a)、(b)、以及(C)是實(shí)施例中改進(jìn)前壓邊圈各分區(qū)的尺寸示意圖。如圖3(a)、(b)、以及(C)所示，預(yù)分區(qū)所得的圓角區(qū)13的尺寸為149.5mmX149.5mm，其中一角去除90ο的圓角，圓角半徑為30.5mm ;長(zhǎng)直邊區(qū)14是尺寸為139mmX 119mm的矩形；短直邊區(qū)15是尺寸為119mmX39mm的矩形。步驟二:如圖1所示，以右下方的圓角區(qū)13為例，以盒形件截面10圓角的圓心為頂點(diǎn)，作圓角區(qū)13的中心線16，則中心線16與盒形件截面10短直邊的夾角為450。圖4是本專利技術(shù)涉及的長(zhǎng)寬比一角度值曲線。圖4中的長(zhǎng)寬比一角度值曲線是利用有限元模擬軟件Dynaform等反復(fù)模擬計(jì)算得到的，并在自主開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上得到了驗(yàn)證，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。如圖4所示，由于盒形件截面10的長(zhǎng)寬比為2，則相應(yīng)的角度值為380。以盒形件截面10的圓角圓心為中心，將中心線16順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)70，得到偏移后中心線17，則偏移后中心線17與盒形件截面10的短直邊的夾角為380。步驟三:以盒形件截面10的圓角圓心為頂點(diǎn)，偏移后中心線17為角平分線，以圓角區(qū)13和相鄰的短直邊區(qū)15的交線為一邊，確定另一邊的角度線18。角度線18與偏移后中心線17之間的夾角為520。步驟四:過(guò)角度線18與板坯料11凸緣的交點(diǎn)作盒形件截面10長(zhǎng)直邊的垂線19。垂線19是劃分圓角區(qū)和長(zhǎng)直邊區(qū)的分界線，由此確定圓角區(qū)13的增長(zhǎng)長(zhǎng)度為173.85mm-149.5mm = 24.35mm,取整24mm,將圓角區(qū)13向長(zhǎng)直邊區(qū)14延長(zhǎng)24mm。則長(zhǎng)直邊區(qū)14的長(zhǎng)度縮短24_，短直邊區(qū)15保持不變。按照相同的步驟與方法改進(jìn)其他三個(gè)圓角區(qū)。圖2是實(shí)施例中改進(jìn)后的壓邊圈分區(qū)示意圖。如圖2所示，采用上述設(shè)計(jì)方法對(duì)壓邊圈12進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)后，壓邊圈12包括兩個(gè)短直邊區(qū)15、四個(gè)改進(jìn)后圓角區(qū)20和兩個(gè)改進(jìn)后長(zhǎng)直邊區(qū)21。圖3(a’)、(b’)、以及(c’ )是實(shí)施例中改進(jìn)后壓邊圈各分區(qū)的尺寸示意圖。如圖3(a’)、(b’)、以及(c’)所示，對(duì)壓邊圈分區(qū)進(jìn)行改進(jìn)之后得到改進(jìn)后圓角區(qū)20和改進(jìn)后長(zhǎng)直邊區(qū)21，短直邊區(qū)15保持不變。改進(jìn)后圓角區(qū)20的尺寸為173.5mmX 119mm,改進(jìn)后長(zhǎng)直邊區(qū)21的尺寸為119_X91mm。<實(shí)施例二 >圖5是本專利技術(shù)涉及的壓邊裝置示意圖。如圖5所示，壓邊裝置22包括壓邊圈23和控制單元24。壓邊圈23由八個(gè)壓邊塊25組成，各壓邊塊25的截面尺寸同實(shí)施例一中改進(jìn)后各分區(qū)尺寸。控制單元24包括儲(chǔ)油箱26、液壓油27、主路油管28、液壓泵29、油液分流器30、八個(gè)支路油管31、八個(gè)液壓伺服閥32、可編程邏輯控制器(PLC) 33、工控機(jī)34、控制線35、墊板36、以及八個(gè)液壓缸37。液壓油27儲(chǔ)存在儲(chǔ)油箱26內(nèi)。主路油管28 —端連接在儲(chǔ)油箱26內(nèi)，可將液壓油27輸送出去。液壓泵29安裝在主路油管28中部，油液分流器30安裝在主路油管28另一端，油液分流器30分別通過(guò)八個(gè)支路油管31與八個(gè)液壓伺服閥32相連。液壓泵29和八個(gè)液壓伺服閥32分別通過(guò)控制線35與PLC33相連，PLC33連接在工控機(jī)34上，受工控機(jī)34的控制。液壓缸37固定在墊板36上，每個(gè)液壓缸37分別連接在一個(gè)液壓伺服閥32上(圖中只標(biāo)出一個(gè)液壓缸37與一個(gè)液壓伺服閥32的連接作為示意)，液壓缸37在液壓伺服閥32的作用下推動(dòng)壓邊圈23上下運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，壓邊裝置22用于反拉深成形，即凸模固定不動(dòng)，通過(guò)凹模下行實(shí)現(xiàn)拉深過(guò)程。如圖4所示，凸模座39固定安裝在八個(gè)液壓缸37之間的中心位置，凸模40固定在凸模座39上,位于八個(gè)壓邊塊24之間。凹模41固定在本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種壓邊圈的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)截面為圓角矩形的盒形件的幾何特征和拉深成形時(shí)材料的流動(dòng)規(guī)律對(duì)壓邊圈進(jìn)行分區(qū)，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：用傳統(tǒng)的分區(qū)壓邊方法對(duì)所述壓邊圈進(jìn)行預(yù)分區(qū)，得到四個(gè)圓角區(qū)，兩個(gè)長(zhǎng)直邊區(qū)，以及兩個(gè)短直邊區(qū)；步驟二：以所述凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)作所述圓角區(qū)的中心線，參照長(zhǎng)寬比—角度值曲線將所述中心線偏移一定的角度，得到偏移后中心線，其中，所述長(zhǎng)寬比是所述凹模截面長(zhǎng)度與寬度的比值，所述角度值是所述偏移后中心線與所述凹模短直邊的夾角大小，所述長(zhǎng)寬比—角度值曲線由Dynaform等數(shù)值分析軟件模擬計(jì)算得到，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；步驟三：以所述凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)，以所述偏移后中心線為角平分線，以所述圓角區(qū)和所述短直邊區(qū)的交線為一邊，確定另一邊的角度線；步驟四：過(guò)所述角度線和板坯料凸緣的交點(diǎn)作所述凹模長(zhǎng)直邊的垂線，將該垂線作為劃分圓角區(qū)和長(zhǎng)直邊區(qū)的分界線，得到改進(jìn)后圓角區(qū)和改進(jìn)后長(zhǎng)直邊區(qū)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種壓邊圈的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)截面為圓角矩形的盒形件的幾何特征和拉深成形時(shí)材料的流動(dòng)規(guī)律對(duì)壓邊圈進(jìn)行分區(qū)，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:用傳統(tǒng)的分區(qū)壓邊方法對(duì)所述壓邊圈進(jìn)行預(yù)分區(qū)，得到四個(gè)圓角區(qū)，兩個(gè)長(zhǎng)直邊區(qū)，以及兩個(gè)短直邊區(qū)； 步驟二:以所述凹模圓角的圓心為頂點(diǎn)作所述圓角區(qū)的中心線，參照長(zhǎng)寬比一角度值曲線將所述中心線偏移一定的角度，得到偏移后中心線， 其中，所述長(zhǎng)寬比是所述凹模截面長(zhǎng)度與寬度的比值，所述角度值是所述偏移后中心線與所述凹模短直邊的夾角大小，所述長(zhǎng)寬比一角度值曲線由Dynaform等數(shù)值分析軟件模擬計(jì)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：雷君相，高貴杰，康長(zhǎng)玉，危熠平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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