一种轴对称零件充液拉深工艺设计方法
【专利摘要】本发明设计一种轴对称零件充液拉深工艺设计方法，属于充液拉深成形工艺技术领域。该方法包括下列步骤：步骤一、基于零件特征分类；步骤二：基于等裕量分配法的工艺参数设计；步骤三、充液拉深工装设计；本发明通过此方法可指导多道次充液拉深工艺设计，使充液成形工序安排更为合理，成形过程更为准确，可使零件成形质量得以提高。
【专利说明】
一种轴对称零件充液拉深工艺设计方法
技术领域
[0001] 本发明设计一种轴对称零件充液拉深工艺设计方法，属于充液拉深成形工艺技术 领域。
【背景技术】
[0002] 航空、航天、汽车等制造业中，经常会遇到一些复杂的拉深类钣金零件，其形状复 杂、曲面变化大、拉深系数很小。此类零件通常采用落压成形或多次普通拉深成形，但由于 落压成形零件质量差、成形难度大，而多次普通拉深成形又需要多套工装，对工装之间的协 调要求高。
[0003] 充液拉深成形工艺具有拉深系数小、成形零件复杂等特点，可以很好的解决此类 问题。但对于特别复杂的零件，还是需要采用多道次充液拉深成形。目前，其工艺设计还是 基于手册、经验公式等传统方法，且应用对象为普通刚性模拉深，误差较大，不适合复杂零 件和充液拉深这种新工艺。因此需要一种多道次充液拉深工艺设计方法，使充液成形工序 安排更为合理、可行。
【发明内容】
[0004] 本发明为了克服上述缺陷，其目的是提供多道次充液拉深工艺设计方法，通过此 方法可指导多道次充液拉深工艺设计，使充液成形工序安排更为合理，成形过程更为准确， 可使零件成形质量得以提高。
[0005] 本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
[0006] -种轴对称零件充液拉深工艺设计方法，该方法包括下列步骤：
[0007] 步骤一、基于零件特征分类：
[0008] 充液拉深关键工艺参数由零件特征决定，而零件特征决定了凸、凹模间隙的变换 规律，在基于零件特征分类时，把轴对称零件分为：
[0009] A类零件:成形过程凸、凹模间隙不变；
[0010] B类零件:成形过程凸、凹模间隙按规律变化；
[0011] C类零件:成形过程凸、凹模间隙无规律变化；
[0012] 根据以上三类零件的成形特点，应用拉深成形理论，得出拉深系数确定方法；
[0013] 步骤二:基于等裕量分配法的工艺参数设计：
[0014] 为保证材料在多道次充液拉深过程中变形均匀，以每次充液拉深量与极限拉深量 占比相同为条件进行变形量分配，即每次拉深系数与极限拉深系数占比相同，即各阶段 (di-i，di)相同，fi(di-i，di)为拉深系数占比，其定义见式1:
[0015] f i (di-i, di) = (mi-[mi ]) / [πη ]............1
[0016] 式中，nujnu]分别为第i次拉深系数和极限拉深系数，[nu]可从相关手册查得或通 过拉深试验测得；
[0017] 基于以上等裕量分配方法，可通过充液拉深理论计算得出各道次拉深系数nu， m2··· ,mn;
[0018] 步骤三:充液拉深工装设计：
[0019] 根据步骤一确定的零件特征分类及步骤二确定的各道次拉深系数m，可得出ch， d2···，dn等工艺参数;取得以上工艺参数，即可进行每道次充液拉深成形工装设计。
[0020] 所述A类零件它包括筒形件;所述B类零件它包括锥形件、抛物线形件;所述C类零 件它包括异型截面件。
[0021] 完成充液拉深工装设计及制造后，即可按照充液拉深成形工艺规范开展零件制 造。
[0022]本发明的有益效果：
[0023] 本发明在充液拉深成形工序或道次计算中，由于零件结构复杂，影响或约束因素 越来越多，精度要求越来越高，多次拉深成功与否取决于各次拉深变形是否均匀，裕量分配 是否合理。
[0024] 首先，基于零件特征对不同类型零件进行分类讨论，总结出不同类型轴对称零件 成形过程的凸、凹模间隙变化规律，简化了成形工艺设计过程。
[0025]其次，通过本发明提供的充液拉深工艺参数设计方法进行工艺设计，克服了传统 的"调整试凑法"等半经验算法速度慢与计算繁琐的局限，使充液成形工序安排更为合理、 可行，成形过程更加准确，可使零件成形质量得以提高。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明A类零件第一次拉深过程的示意图；
[0027] 图2为本发明B类零件第二次拉深过程的示意图；
[0028]图3为轴对称零件的示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图1、2、3对本发明进行详细描述：
[0030] -种轴对称零件充液拉深工艺设计方法，该方法包括下列步骤：
[0031]步骤一、基于零件特征分类：
[0032] 充液拉深关键工艺参数由零件特征决定，而零件特征决定了凸、凹模间隙的变换 规律，在基于零件特征分类时，把轴对称零件分为：
[0033] A类零件:成形过程凸、凹模间隙不变；
[0034] B类零件:成形过程凸、凹模间隙按规律变化；
[0035] C类零件:成形过程凸、凹模间隙无规律变化；
[0036]根据以上三类零件的成形特点，应用拉深成形理论，得出拉深系数确定方法；
[0037] 步骤二:基于等裕量分配法的工艺参数设计：
[0038] 为保证材料在多道次充液拉深过程中变形均匀，以每次充液拉深量与极限拉深量 占比相同为条件进行变形量分配，即每次拉深系数与极限拉深系数占比相同，即各阶段h (di-i，di)相同，fi(di-i，di)为拉深系数占比，其定义见式1:
[0039 ] fi(di-i ,di) = (mi-[mi] )/[πη]............1
[0040]式中，nujnu]分别为第i次拉深系数和极限拉深系数，[nu]可从相关手册查得或通 过拉深试验测得；
[0041] 基于以上等裕量分配方法，可通过充液拉深理论计算得出各道次拉深系数nu， m2··· ,mn;
[0042] 步骤三:充液拉深工装设计：
[0043] 根据步骤一确定的零件特征分类及步骤二确定的各道次拉深系数m，可得出ch， d2···，dn等工艺参数;取得以上工艺参数，即可进行每道次充液拉深成形工装设计。
[0044] 所述A类零件它包括筒形件;所述B类零件它包括锥形件、抛物线形件;所述C类零 件它包括异型截面件；
[0045] 完成充液拉深工装设计及制造后，即可按照充液拉深成形工艺规范开展零件制 造。
[0046] 具体的实施方式如下：
[0047] 图3所示为轴对称零件，图1为第一次拉深过程，图2为第二次拉深过程，其充液拉 深工艺设计方法具体实施步骤如下：
[0048]步骤一:基于零件特征分类；
[0049] 根据前述轴对称零件分类方法，图3所示零件有图1及图2两种成形过程，其中图1 所示第一次拉深过程属于A类零件，图2所示第二次拉深过程属于B类零件，根据拉深成形理 论，则有：
[0050] mi = di/do...............2
[0051] m2 = d2/dl = d2min/ di...............3
[0052] 步骤二:基于等裕量分配法的工艺参数设计；
[0053] 1、定义裕量函数；
[0054]根据式1将fi(di-hdi)定义为：
[0055] fi(di-i ,di) = (mi-[mi] )/[πη]
[0056] 根据试验测得，[mi ] = 0 · 4，[m2 ] = 0 · 6，代入式1则有
[0057]
[0058]
[0059] 2、定义等裕量条件；
[0060] fi(do,di) = f2(di,d2) =c...............6
[00611 3、列出工艺限制条件；
[0062]根据拉深成形理论，应满足以下工艺限制条件：
[0063]
[0064] 4、求解；
[0065] 联立式4~式7可得mi、m2
[0066] 步骤三:充液拉深工装设计：
[0067]根据拉深成形理论可得do，d2为零件尺寸，再依据式2或式3可得cU，根据以上工艺 参数，可进行两道充液拉深的工装设计及制造，之后按照充液拉深成形工艺规范即可完成 零件制造，得到图3所示零件。
【主权项】
1. 一种轴对称零件充液拉深工艺设计方法，该方法包括下列步骤： 步骤一、基于零件特征分类： 充液拉深关键工艺参数由零件特征决定，而零件特征决定了凸、凹模间隙的变换规律， 在基于零件特征分类时，把轴对称零件分为： A类零件:成形过程凸、凹模间隙不变； B类零件:成形过程凸、凹模间隙按规律变化； C类零件:成形过程凸、凹模间隙无规律变化； 根据以上三类零件的成形特点，应用拉深成形理论，得出拉深系数确定方法； 步骤二:基于等裕量分配法的工艺参数设计： 为保证材料在多道次充液拉深过程中变形均匀，以每次充液拉深量与极限拉深量占比 相同为条件进行变形量分配，即每次拉深系数与极限拉深系数占比相同，即各阶段fddH， cU)相同，A(U1)为拉深系数占比，其定义见式1: fi(di-i,di) = (πη-[πη] )/[πη]............I 式中，ΠΗ、[ΠΗ]分别为第i次拉深系数和极限拉深系数，[nu]可从相关手册查得或通过拉 深试验测得； 基于以上等裕量分配方法，可通过充液拉深理论计算得出各道次拉深系数IHhm2…，mn; 步骤三:充液拉深工装设计： 根据步骤一确定的零件特征分类及步骤二确定的各道次拉深系数m，可得出c^cb···，^ 等工艺参数;取得以上工艺参数，即可进行每道次充液拉深成形工装设计。2. 根据权利要求1所述的轴对称零件充液拉深工艺设计方法，其特征在于:所述A类零 件它包括筒形件。3. 根据权利要求1所述的轴对称零件充液拉深工艺设计方法，其特征在于:所述B类零 件它包括锥形件、抛物线形件。4. 根据权利要求1所述的轴对称零件充液拉深工艺设计方法，其特征在于:所述C类零 件它包括异型截面件。
【文档编号】B21D26/02GK105945120SQ201610402908
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】束飞, 徐龙, 张冬兵, 万丹, 拓建峰, 万宇, 龚亮, 王丙杰, 肖羽丰, 郑剑, 徐晓敏, 李小游, 胡晓玲, 乐美
【申请人】江西洪都航空工业集团有限责任公司