模具专业冲压模具外文翻译新型四分区锥形压边力摩擦辅助拉深的工艺

附件 1：外文资料翻译译文 新型四分区锥形压边力摩擦辅助拉深的工艺 摘要 ： 本文 提出 了 一种 摩擦 辅助拉深 的 新技术 。 金属 压边圈 设计可分为两层：一层为 不动层 ， 或 称 基 层 ， 由 四 个 5锥角的平面 组成 ； 另一层为 移动层 ， 分为四个锥形 部分 。 在 适当的 压边 力下 ， 这 四个部分能 通过一种 专门 设计的压紧工具匀速 径向 移动 到模 腔 ，这 种 压边 装置的主要功能 是利用 板料 和 压边 圈 之间 的在有效 拉深 方向上的 摩擦力 ，就如在 利 用的橡胶 圈 的功能 。 使用一个 辅助的金属 冲压 器 在拉深过程中在液压缸的帮助下提供一个恒定的 拉深 力来实现有效的 拉深 变形 。 所提出 工艺的优缺 特 点 主要 研究 拉深 的 机 构 和 拉深 条件的影响。 虽然 成功制造 拉深 比率为 杯状体已验证 了当前 技术 的可行性 ，然而 ， 提高 拉深 效率 还 需要进一步 研究 。 关键词 金属板料成型 摩擦 辅助拉深 拉深 分块压边圈 1. 介绍 在 传统的 拉深 法 中， 第一阶段的 拉深 很难超过 单位杯 高度 与 直径比率 为 深 比率 极限。提出的提高变形 极限的 解决方案 一般 分为三类：改变 需成型金属板的 材料特性 ；改变 应 力 状态； 改变 摩擦 状态 。 基于这些基本解决方案 ， 已 提出了 很多特殊 工艺 来 提高 拉深 比率 极限 1使用这些工艺 ， 在材料 流动 应 力 可控制 在 材料 极限 强度 以下 时 来 获得巨大的 塑 性张 力。 在这些 拉深 工艺 中 ， 所谓 的11是一种特殊的方式，其巧妙的利用置于 杯形件 中的橡胶圈作为压力介质 产生 毛 坯 拉深 变形。 该 过程属于上述的第三类方案 ， 即 改变摩擦的状态 。不同于传统方法，该工艺利用 毛坯 板材 和橡胶 圈 之间的摩擦力实现 深 拉深 。由于该 拉深 方式是通过 径向 的压力实现的，就能避免 凸模圆角部分 的破裂。 但是 ，对于 薄 板 ， 凸缘部分 仍然存在 圆周破裂 。这种破裂曾被 认为是 由于压力 沿 橡胶 圈和 毛坯 12， 13 的半径方向分布 不均匀而产生的 防滑点 。 艺的另一个 缺 陷是 ， 因为 诱导 摩擦力不足 而导致 高 变 形 阻 力 毛 坯 不能 拉深 。 此外 ， 橡胶的使用寿命短，而 拉深 又要求有较高的压力。 为了 克服这些缺陷 ， et 14 。 提出 了 新的建议：用一个 分为 四 2 部分的 压边圈 取代 在 用的橡胶 圈 。 该 技术 进行 深 拉深 的 可行 性已 被验 证 ， 但是 ， 有一个关键点约束着该 装置的应用。 那就是由于 凸模 材料流 入 压边分区 之间的空隙而产生 起 皱 ，如图 1(a)所示。 这个问题 可以 通过在这四个 分区 15之间的间隙中插入 四小楔子 得以解决。新的 压边圈 分 为 八个部分 (四小楔子和四个 拉深 分区 )取得了 良好 的 效果。 但是不幸的是， 在 使用薄板材的情况下， 拉深 部分和四个楔子的边缘部分由于局部过强 的 剪切力而出现裂痕，如图1(b)中所示。 在目前的研究论文中最新提出，用一个分为四部分的双层锥形 压边圈 来消除局部褶皱和严重剪切变形区域这些不足 。该论文细致探讨了变形机制和 拉深 条件的影响，并证实了现今深 拉深 技术的可行性。 （ 皱、 图 1 原摩擦辅助拉深观察到的缺陷 3 2. 四 分区 锥形 压边圈 的 构 造和 拉深 机 制 图 2(a) 所 示 为上述锥形 压边圈 示意图 。它由一个固定的底座和四个成 5微斜锥形角的位面组成。 拉深 部分能匀速的在底座的锥形面上 沿半径方向 的滑动。 四个 滑 配合 的 楔片 被用来引导这些 拉深 部分在固定底座上的运动。 理解 拉深 机制 和 压边圈 的复合运动至关重要。 拉深 过程的第一步中， 当两个端面分区 在 A 方向上呈 沿半径方向 位移时， 变形 便开始了，如图 2(b)所示。另外两个部分 在 反向进行复合运动，即与图 2(b)中所示的 拉深 方向相反，向下和 沿半径方向 向外运动。 因此，毛坯板材和 模具 在 A 方向上上升，而在 图 2(d)所示，毛坯板材和两个 拉深 部 分并没有接触。此时，边缘有50%并不受制于 压边圈 。另一方面， A 方向上的两个 拉深 部分不断上升至 模具 的开口处，两者与毛坯板材有轻微的接触，如图 2(c)所示。 具 的开口处，同时， 深 部分产生一个反向的摩擦力使毛坯变形。所以，这种技术成功地消除了八个部分组成的 压边圈 带来的局部强烈剪切变形。然而， 周 压力作用而出现了褶皱。 在第二 步 拉深 中 ， 边圈 做 沿半径方向 换位转移， 与此同时 ，在深 部分以于第一步中相似的方式做复合运 动。因此，第一步中复上述两个步骤，就能成功制造出深 杯形件 。 图 2 四分区锥形 压边圈 的组成和运动示意图 4 3. 实验 准备 测试设备 图 3是试验设备的 主要 组成 部分 的示意图。 毛坯变形 需要 足 够的 压边力 而 冲压力 要 起到提高 杯形件 尺寸准确 性和 帮 助 变形 拉深 的作用 。 合适的 压边力 力阀 17 控制 ， 合适的 冲力 力阀 16控制。 拉深 部件沿 半径 方向 在 0 位移 运动由 测微仪 13 和四个调整 销 11控制 。 压 紧 工具 5 应该 在每次 拉深 操作后 旋转 90 度来改变 强制性半径方向替代运动的方向和 毛坯与 压边圈 之间的压力。实验 装置 装配在一台水压机上。该水压机能轴向进行多范围速度的运动，并能产生最大为 100 一台单独的泵 所能产生的 最大冲压力 也只有 10 试验装置尺寸和最佳力度见 表 1。 1 拉深 滑块 ,2 液压缸 ,3,液压 ,4 挤压垫 ,5 压 紧 工具 ,6 模 具 ,7 毛坯 ,8 锥形 边 压边圈 ,9 压边基 座 ,10冲 头 ， 11调整 销 , 12 弹簧 , 13测微仪 , 14模具 , 15工作台 ,16压力 阀 ,17减 压 阀。 图 3 拉深试验设备示意图 ; 5 表 1 工具尺寸和实验工况 模具 外 径 (120 内径 (32 剖面半径 (3 锥形 压边圈 外径 (116 内径 (35 侧偏量 (1 径向速度 (mm/s) 边力 (40助 拉深 器 直径 (30 剖面半径 (2 速度 (mm/s) 压力 (1验材料和实验条件 使用 的 铝 ( 毛坯 作 为 试验材料 。表 2中所列数据为单轴张力测试中得到的材料的属性常数 F， n和 r。 当 毛坯 的直径 分别为 86和 110时， 拉深 比率由 为了研究 毛坯 变形 的情况，在毛坯表面预先标注出 2 毫米的同心 圈，如 图4(a)所示 。其中，最小的圆 直径 为 28毫米，最大的 为 80毫米 。此外，还在毛坯表面标注出 A， B， C 三个沿半径的方向。 在奇数 /偶数次 拉深 时，部件分别在A/部件 边圈 各部分的衔接边界重合。 为了研究 在杯侧壁 的 格栅的变形， 在直径为 110毫米的 毛坯上标示出间隔为5 毫米的 同心 圆 和 五条间隔为 圆周角的半径，如图 4(b)所示。 45 和 半径方向 与 指示 边界 C 重合 ， 而 零 度方向为 B 方向，该方向上在偶数次拉深 时受力变形。毛坯板材和 压边圈 之间干燥的摩擦有利于增加产生的摩擦力。不过 ， 特氟隆影片 (用作在 毛坯板材和模具 之间的固体润滑剂 ，来减小 摩擦力。 6 （ a） 拉深率 径 86 （ b） 拉深率 径 110 4 板材上标明的圆形栅格和方向 表 2 柔软的铝 制 毛坯 的机械特性和尺寸 F 值 (220 n 值 r 值 度 (坯直径 (86、 110 4. 结果讨论 （略 ） 5. 目前的深冲压技术的可行性 图 5、图 6 为已 拉深 杯形件 ；前者 在 50 次 拉深 之后 侧壁 C 方向（ 45方向）出现 弧坑 状缺陷。在制作过程中， C 方向上板材的运动比 B、 A 方向上的程度大，因此板材撞击到模具开口处的带扣而在 冲压 和模具 相分离时产生凹陷。然而，这个凹陷是可以被消除的：每隔一次 拉深 ，把毛坯板材就衔接边缘方向旋转45。这个简单的技术帮助制造出了 64 毫米高 率的 杯形件 ，如图 14 所示。这样的 杯形件 需要经过 100次的 拉深 ，但是也证实了目前的依靠摩擦力的深拉深 技术具有可行性。 7 图 5 坑 状 缺陷 图 6 成功的 杯形件 例子 ( =杯形件 高度 =64 N=100) 6. 结论 在借助摩擦力实现深 拉深 的技术方面， 提出 了 一种新的方法来实现深 杯形件的制造，即借助一个由四个锥形部分组成的 压边圈 。 这种新设备克服了传统的四部分或八部分构成的 压边圈 会产生局部褶皱和剧烈的剪切变形等问题。 拉深 机制和 拉深 条件的影响也被细致的 观察 了。当压边力大于 80辅助 冲压力 大于 4拉深 效率有显著提高。这种技术能成功制造出 比率为 深 杯形件 ，这也证实了目前改良技术的可行性。 由于每次 拉深 压边圈 沿半径方 向的位移被限制在 1毫米，制造过程需要 100次 拉深 。但是，在该工艺中，自始至终只使用了一套 刚性 工具， 加工 时 间 也可由增加每分钟的 冲压 次 数来缩短 。 因此，该工艺便于小批量深 杯形件 的 生产。 附件 2：外文原 文（复印件） 8 A on on A to be of or to a by a of is to in of s is by an is a to a of to of of of is to 1. he by in .2 to to of in of in in on 9 1 10. In be of be in of 11 is a in a in a is as a to of a to in is to of is by at be at to of a at to in of 12,13. As of of be is of is is To et 14 to a of in of of is of as 1(a)a in 15. in 10 a as 1. in 1(b) to at In a to of of in of is 11 2. of of of , a of t of on It is to of In in as 2(b). in in to as 2(d). to in up as 2(c),in is no as 2(d). At 0% of is to On in up to so as 2(c). As a in to in do 12 15in of to In in in in a in a to As a in in be be by to a of 3. 3 is a of A 1 is of 2 is to of to 1 is by 7 to 2 is by 6 of is 2mm 3 1. be 0 to of 13 3. 1234567891011121314151617 14 120 32 3 116 35 1 mm/s) 40 100 30 2 mm/s) 1 5 is on a of 000 N, by a 0 15 . O) as a , n r. of O) 220 86, 110 6 10 In to of mm on as 4(a). 8mm 0In to , B on of 16 to To of at mm ve on 10mm in as 4(b). 5 45 to , is to be in