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四达封头浅析:封头冲压中的技术

来源:http://www.6222kk.com/news/167.html    更新时间:2012-07-13    点击次数:710次

四达封头浅析:封头冲压中的技术

       封头带飞边时直径) , 相对厚度越大, 坯料边缘稳定性 越好, 切向压应力只能使板边变厚;相对厚度越小,
对板边纵向弯曲抗力越小, 易丧失稳定而起皱。此 外,热冲时板坯料加热温度不均、 模具间隙及下模圆
角太大、 坯料划、 碰伤严重、 压边力太小或不均等都 能产生皱折和鼓包。坯料产生皱折后,很难通过阴、 阳模具间的间隙, 容易被拉断。 即使通过阴、 阳模,皱
折也无法消除,会影响封头质量。 高碳钢和普通低碳钢椭球体封头不起皱折条件 为:
Dp - Dm < ( 1 ~20) t ( 6)
Dp——坯料直径,
Dm——拉深后大口直径,
t——封头壁厚。
        对某直径∀1 000 容器封头,初期冲压过程中皱 折和鼓包现象严重, 按公式( 6) 计算 Dp - Dm=1 400- ( 1 000+ 50+ 76×2) = 198> 20t 容易产生 皱折和鼓包, 所以对模具进行了完善,采用增加压边圈的方法解决,设计了带压边圈的模具如图3 所示,
冲压时利用压力机边缸给压边圈一定压力, 冲前使 用适量的润滑油等措施,减少并***终避免了鼓包和皱折现象的发生。为了校正椭球封头体型面增加了底拖 用于校形工序,使椭球体型面良好过渡;设计了阴模 直口与阴模拖直口,装配时用压板螺栓定位,从而保 证了阴模与阴模拖的同轴度。
    2. 2 凹模圆角半径R凹 的确定 一般来说, R凹 尽可能取大些,大的R凹 可以降低 ******拉深系数,减少冲压时摩擦阻力、 提高材料的流动性, 从而提高椭球体表面质量,但是R凹 过大时会削弱压边圈的作用, 引起起皱和鼓包现象; R凹 过小 时使材料流动性降低,使封头表面质量降低甚至产 生龟裂形成裂纹源, 导致封头被拉裂,还会降低模具的使用寿命,因此R凹 的大小要适当。

 椭球体凹模圆 角半径可以参考公式:
R 凹 = C1C2t ( 7)
C1——考虑材料的力学性能系数,对于软钢、 硬 铝C1= 1; 对于纯铜、 黄铜、 防锈铝, C1=
0. 8;对于406 高强度钢取C1= 1. 2~1. 5
C2——考虑板料厚度与拉深系数,取5~6. 5
R 凹 = 1. 2 ×5 ×4 = 24mm
考虑406 钢冲压性能及工件使用性能取R凹 =
25mm,经过实际使用该圆角半径可行。
2. 3 模具间隙的确定
        一般来说,封头 间隙过小会增大冲压时摩擦阻力、 降 低材料的流动性,降低工件表面质量、 使工件拉伸后 变得更薄,甚至产生龟裂形成裂纹源,导致封头表面 拉裂,降低模具使用寿命;间隙过大冲压时摩擦阻力
会减小、 材料的流动性增大,引起皱褶和鼓包现象,
因此模具间隙大小要适当, 间隙Z 一般取( 1~1. 1t ) ,考虑406 钢冲压性能、 工件表面质量、 模具使用
寿命及工艺可靠性要求, 取间隙Z 为4. 4mm。

   3 拉深次数的确定 拉深次数和拉深量是冲压工艺编制中的关键点 之一,直接关系到拉深件的质量和拉深工作的经济
性。理论计算: 拉深次数决定于每次拉深时允许的 ******变形程度,拉伸系数m 是衡量拉深变形程度的
一个重要的工艺参数:拉伸系数。 m——每次拉深后工件直径Dz 与拉深毛坯D0
的比值m= Dz/ D0
代入Dz= 1 000- 4= 996
D0= 1. 175Dz+ 2×35+ 25×2+ 70×2= 1 400
得: m= 0. 7115
        板料一次拉深***小拉深系数m0, 30CrMnSiA 拉 深系数0. 62~0. 70, 406 钢经过球化退火后材料冲 压性能大大改善, 一次拉深***小拉深系数应小于 0. 7, 因此m> m0,即该封头可以一次拉深成型。 为了节省成本缩短生产周期我们采用了, 一次冲压拉伸 到深度300mm, 退火后冲压校形并拉深至要求尺 寸。
4 结论

        封头冲压过程中,计算好板料毛坯尺寸、 设计模 具时选择合适的模具整体结构,计算好阴模过渡圆 角,设计、 计算好拉深次数,确定好模具间隙, 根据实验情况确定压边力等基础性控制点, 冲压加工前对 板料进行认真的清理,对模具和封头上的划、 碰伤及 时修磨,添加适量的润滑油等措施,就能生产出合格
的封头。
      压力容器的生产中,封头的冲压加工成型是*** 基础的工序之一,冲压模具的设计在封头冲压加工中起决定性的作用, 笔者对超高强度钢( 406 钢) 薄 壁封头冲压过程中的技术难点及应采取的工艺措施 作进行了简要分析。
1. 2 板料下料尺寸计算 冲压板料毛坯尺寸过大将导致封头冲压过程中
主缸压力增大,封头直线段部位减薄严重, 甚至产生 龟裂成为裂纹源, 诱发裂纹的产生;冲压板料毛坯尺 寸过小导致所需压边力过大, 当设备压边力不够大时冲压过程中板料流动过快就会引起鼓包、 皱折的 产生。封头展开料尺寸推导如下:
 椭圆曲面表面积计算尺封头冲压时坯料外缘的压缩量******,其值为:
△L = ! ( Dp - Dm) ( 5)
Dp——坯料直径,
Dm——拉深后大口直径(带飞边)
此压缩量向封头三个方向流动:  向垂直于拉深方
向的切向流动,增加边缘厚度;  拉深时向中心流 动,补充径向拉薄;   向外自由伸长, 即径向扩大。 由 于径向流动阻力小,所以向外伸长往往较大。 如果坯 料较薄或模具不当、 工艺不当,使封头在拉延过程中

       其变形区切向压应力大于径向拉应力时, 就会丧失 稳定而产生皱折或鼓包。影响皱折产生的主要原因 是坯料的封头相对厚度t / Dm ( t 板料厚度, Dm 拉深

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