阅读说明：本技术 一种深方盒形件的成形方法 (Forming method of deep square box-shaped part ) 是由 施文强 高锦张 金志浩 郑璐恺 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种深方盒形件的成形方法,主要包括以下步骤：(1)确定加工前原始板料厚度t-(0)；(2)计算出增量深度Δh和增量成形角Δθ；(3)第一道次加工出成形角θ-(1)为的圆弧面,剩余深度加工成与此时圆弧面相切的方锥台件；(4)第n道次加工出(n-1)Δh深度的圆弧面或直壁,剩余深度加工出成形角为θ-(1)+(n-1)Δθ的方锥台件,其中Δh为相隔两个成形道次之间成形深度的变化,即增量深度,Δθ为相隔两个成形道次之间成形角的变化,即增量成形角；(5)第N道次加工出深度Δh的直壁,即得到目标方盒形件。利用该方法能够成形出壁厚相对均匀的深方盒形件,避免方盒形件直壁部分发生破裂现象,且加工成本低,成形效率高,能够缩短工艺周期。(The invention discloses a forming method of a deep square box-shaped part, which mainly comprises the following steps: (1) determining the thickness t of the original plate before processing 0 (ii) a (2) Calculating an increment depth delta h and an increment forming angle delta theta; (3) the forming angle theta is processed in the first pass 1 The residual depth of the arc surface is processed into a square frustum tangent to the arc surface; (4) processing the arc surface or straight wall with the depth of (n-1) delta h in the nth pass, and processing the forming angle theta in the residual depth 1 + (n-1) a square frustum of Δ θ, where Δ h is the change in forming depth between two forming passes apart, i.e., the incremental depth, and Δ θ is the change in forming angle between two forming passes apart, i.e., the incremental forming angle; (5) and (4) processing the straight wall with the depth delta h in the Nth pass to obtain the target square box-shaped piece. The method can be used for forming the deep square box-shaped part with relatively uniform wall thickness, avoids the phenomenon of cracking of the straight wall part of the square box-shaped part, has low processing cost and high forming efficiency, and can shorten the process period.)

一种深方盒形件的成形方法

技术领域

本发明涉及一种成形方法，尤其涉及一种深方盒形件的成形方法。

背景技术

在实际生产过程中，方盒形件是典型的直壁件之一，采用传统的拉深工艺成形方盒形件时，在压边圈的作用下，由于切应力过大凸缘部分会出现起皱现象，且圆角部分难成形易发生破裂，会导致拉深件的壁厚分布不均匀，且拉深工艺成形方盒形件时成形深度受到较大的限制。而凸模支撑渐进成形工艺可以通过成形路径的优化设计来控制板料的减薄，从而保证成形出的制件壁厚相对均匀，且可解决传统工艺成形深方盒形件的难题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种深方盒形件的成形方法，使用该方法能够成形出壁厚相对均匀的H/B＝1.0深方盒形件。

技术方案：本发明所述一种深方盒形件的成形方法，包括以下步骤：

(1)计算出增量深度Δh和增量成形角Δθ，其中Δh为相隔两个成形道次之间成形深度的变化，即增量深度，Δθ为相隔两个成形道次之间成形角的变化，即增量成形角；

(2)第一道次加工出成形角θ₁为的圆弧面，剩余深度加工成与此时圆弧面相切的方锥台件，θ₁是厚度为t₀的原始板料单道次凸模支撑渐进成形方锥台件的壁厚均匀临界成形角；

(3)第n(n＝2,3,…,N-1)道次加工出(n-1)Δh深度的圆弧面或直壁，剩余深度加工出成形角为θ₁+(n-1)Δθ的方锥台件；

(4)第N道次加工出深度Δh的直壁，即得到目标方盒形件。

进一步地，步骤(1)中：

增量深度Δh＝(H+R-h₁)/(N-1)＝(H+2R-Rcosθ₁)/(N-1)；

增量成形角Δθ＝(90°-θ₁)/(N-1)；

式中h₁为首道次加工圆弧面时已成形的深度h₁＝R-Rcosθ₁，N为成形道次数目，H为目标方盒形件深度，R为成形工具头直径。

进一步地，步骤(2)中：首道次成形角θ₁＝3.510t₀-0.155B+57.188，式中B为深方盒形件的边长，B＝L+2r，其中r为圆角半径，L为侧壁直边长度。

进一步地，步骤(4)中：所述成形道次数目N的范围为6-8。

作为进一步优选，成形道次数目N的最佳选择为7。成形道次数目N过小，会产生壁厚不均匀的现象甚至在直壁部分发生破裂，成形道次数目N过大即成形时间长，会造成板料加工硬化，且加工效率低。

该成形方法使用的工具头直径大小D(D＝2R)的选择应满足D＝0.1B+8，成形过程中的轴向进给量Δz的选择应满足Δz＝-0.1627t₀ ²+0.82t₀-0.285。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、能够成形出H/B＝1.0深方盒形件；2、得到的目标制件壁厚相对均匀，能避免直壁部分发生减薄甚至破裂现象；3、能实现不同尺寸方盒形件的快速渐进成形；4、加工成本低；5、成形效率高，周期短。

附图说明

图1是等高变角度直线成形路径示意图；

图2是厚度1.5mm毛坯成形B＝60mm的深方盒形件壁厚分布图；

图3是厚度2.0mm毛坯成形B＝60mm的深方盒形件壁厚分布图；

图4是厚度2.5mm毛坯成形B＝60mm的深方盒形件壁厚分布图。

具体实施方式

实施例

目标方盒形件的具体参数为：边长B＝60mm，圆角半径r＝15mm，侧壁直边L＝30mm，深度H＝60mm，分别选用原始板料厚度t₀＝1.5mm、2.0mm和2.5mm的1060铝板。

图1为等高变角度直线成形路径示意图，设计7道次成形路径，由此可以得到不同原始板料厚度下采用的工具头直径D、加工过程中的轴向进给量Δz、首道次方锥台件成形角θ₁、增量深度Δh和增量成形角Δθ，具体数值见表1。

表1不同原始板厚所对应的各参数值

对表1中3种不同原始板厚成形B＝60mm的H/B＝1.0深方盒形件分别进行数值模拟和实体实验，输出3种不同原始板厚模拟得到的底部圆角、侧壁直边和侧壁圆角不同成形深度所对应的壁厚值，将实体件沿侧壁直边和圆角剖开，并分别测量出三个实体方盒形件三部分的厚度，图2、3、4为绘制出的模拟和实验壁厚曲线分布图。从图中可以看出成形出的目标制件的直壁部分壁厚分布相对均匀，满足实际冲压件壁厚要求，即能成形出壁厚相对均匀的深方盒形件。

因此，在已知原始板料厚度t₀和目标深方盒形件的边长B时，可快速成形出H/B＝1.0深方盒形件，再根据目标制件的深度采用余料切除工艺，保证得到直壁部分壁厚相对均匀的目标制件。