3.4 无凸缘椭圆形件的拉深
无凸缘椭圆形件如图1-3-4所示。根据能否一次拉深成形,将无凸缘椭圆形件分为两类:能一次拉深成形的称为无凸缘低椭圆形件;需多次拉深成形的称为无凸缘高椭圆形件。
图1-3-4 无凸缘椭圆形件
(1)修边余量的确定
无凸缘椭圆形件的修边余量Δh的确定可参考表1-3-49。
表1-3-49
(2)一次拉深的判断
无凸缘椭圆形件一次拉深时的拉深系数按式(1-3-6)计算:
(1-3-6)
式中 Ra——无凸缘椭圆形件长轴端部的毛坯展开半径按式(1-3-7)计算。
(1-3-7)
无凸缘椭圆形件首次拉深的极限拉深系数按式(1-3-8)计算。
(1-3-8)
式中 Ka——与材料性能有关的系数,Ka=1.04~1.08。材料成形性能好时取小值;反之,取大值;
[m1]——无凸缘圆筒形件的首次拉深的极限拉深系数,表1-3-45中的毛坯相对厚度以t/2a×100代换。
(3)无凸缘低椭圆形件与无凸缘高椭圆形件的拉深
无凸缘低椭圆形件的毛坯展开形状仍为椭圆(见图1-3-5),图中尺寸Rb为短轴端部的毛坯展开半径,按式(7)计算,式中以rb代换ra。图中系数Kb=10~11,当工件椭圆度a/b较大时,Kb取大值。
图1-3-5 无凸缘低椭圆形件的毛坯设计
图1-3-6 无凸缘高椭圆形件的多次拉深
无凸缘高椭圆形件的多次拉深,其各工序制件应采用无凸缘椭圆形或圆筒形件,拉深工艺计算应由末道工序向前推算。为确保均匀变形,要求各工序制件的椭圆长、矩轴处的拉深系数相等,见式(1-3-9)。
(1-3-9)
式中,符号下标n-i和n-i-1分别表示第n-i次和第n-i-1次拉深,其中i=0、1、2、…。材料成形性能差、拉深次数多,拉深接近末道工序时,拉深系数取大值;反之,取小值。
(4)确定无凸缘高椭圆形件各次拉深变形尺寸的步骤和方法
①选定末道工序椭圆长、短轴处的拉深系数,按式(1-3-9)计算n-1序制件的椭圆长、短半轴尺寸,按式(1-3-10)和式(1-3-11)计算n-1序制件的椭圆长、短轴处的曲率半径。
(1-3-10)
(1-3-11)
②按34之(2)中的方法判断n-1序制件能否一次拉深成形。
③如果n-1序制件无法一次拉深成形,则应进行n-2序制件的工艺计算。
a.当an-1/bn-1≤13时,n-2序制件扔选用无凸缘圆筒形件,并按式(1-3-12)计算圆筒直径。其他各道工序的计算,可参考无凸缘圆筒形件的拉深。
(1-3-12)
b.当an-1/bn-1>13时,n-2序制件仍选用无凸缘椭圆形件,其计算方法与n-1序制件完全相同,只需变换各公式符号中的下标。
④通过①、②和③的反复计算,最终可得到各工序制件的截面尺寸及拉深次数。综合考虑各工序变形情况,对各工序拉深系数进行调整,并按调整后的拉深系数重新计算各工序制件的截面尺寸。
⑤按以下步骤计算各工序制件的高度:
a.确定修边余量Δh;
b.按式(1-3-13)计算与工件椭圆周长相等效的圆筒当量直径d,式中系数λ=(a-b)2/(a+b)2;
(1-3-13)
c.按式(1-3-14)计算无凸缘椭圆形件的近似毛坯当量直径D:
(1-3-14)
d.对于椭圆形制件,按式(1-3-13)计算与各工序制件椭圆周长相等效的圆筒当量直径dn-i,式中以an-i和bn-i代换a和b;
e.确定各工序制件的底部圆角半径;
f.计算各工序制件的高度尺寸,椭圆形制件按式(1-3-15)计算;圆筒形制件按式(1-3-3)计算。
(1-3-15)
式中,符号下标n-i表示第n-i次拉深,其中i=0、1、2、…。