冲压：浅谈拉深过程中压边力的变化规律

1 引 言 在板料的拉深过程中，压边装置是防止毛坯边 缘起皱的常用措施。压边力的大小对拉深有很大影 响，压边力太小防皱效果不好，压边力太大会增加 危险断面的拉应力，导致毛坯拉裂或严重变薄。理 论和实践表明凸缘起皱最严重的时刻在:Rt = (0.8--0.9)Ro，式中R，为t时刻凸缘半径;Ro为毛 坯半径，此时压边力应最大。压边力一拉深行程的 理想变化曲线如图1中曲线1所示，但实际上这很 难实现。生产中常用的压边装置主要有刚性和弹性 2类。刚性压边装置用于双动压力机，在拉深过程中 产生恒定压边力，一般仅用于大型零件的拉深。弹 性压边装置包括弹簧、橡胶压边装置和拉深气垫， 其中拉深气垫产生恒定压边力，压边效果好，但结 构复杂，且需要压缩空气，设备投资大，应用较少。 中小型零件的拉深常用弹簧或橡胶压边装置。图1 中曲线2,3分别为弹簧和橡胶的压边力一拉深行程曲线。可以看出所产生的压边力都随拉深深度的增 加而增大，这对拉深是非常不利的，容易在拉深后期 拉深件因压边力过大而产生断裂或局部变薄。现设 计了一种采用弹簧作为弹性元件、用于普通单动压 力机的变压边力拉深模，该模具能够使压边力在拉 深过程中接近理想压边力曲线的变化。

2 变压力拉深模结构及工作过程 变压边力拉深模结构如图2所示，压料弹簧5 装在压边圈4与支撑板6间，并使其有适当预压 缩。支撑板6由滑块8夕陋明斜面支撑，并可沿接触斜面与滑块作相对滑动。当左右两滑块匀速外移时， 支撑板6在压料弹簧5的作用下向下移动，当左右 两滑块匀速向中间移动时，支撑板6在滑块外侧斜 面的作用下向上移动而复位。滑块8可沿下模座的 上表面及滑道12横向滑动，其中间开通，以便斜楔7通过。滑块内侧斜面上端为一段垂直面，在拉深 前，止动块it在弹簧10作用下弹起，挡住滑块使其 不能向外滑动。在拉深过程中，斜楔随上模向下运 动进入滑块内，并把止动块压下，这时滑块在支撑板 的作用下向外滑动。

 模具的工作过程为:当凹模随压力机滑块向下 运动接触坯料时，拉深开始。随着拉深的继续，压料 弹簧被进一步压缩，压边力线性增大，在R:二 (0. 8-0.9) R。时达到最大，此时斜楔开始进入滑块 并压下止动块，滑块在压料弹簧5及支撑板6的作 用下向外滑动，支撑板6开始垂直向下运动。当支 撑板下移的速度超过凹模下移的速度时，弹簧的长 度将随拉深的进行逐渐变长，使压边力线性减小。 在回程时，斜楔作用于滑块内侧斜面使其复位，滑 块夕陋组斜面作用于支撑板使其向上运动而复位。当 滑块复位后，由弹起的止动块阻止其向外滑动。 拉深过程中压边力的变化由两段直线组成 (见 图3)。折线上升段斜率及初始压边力的大小可通过 选用不同弹簧及调整弹簧预压缩量来控制。压边力 在A点处达到最大，A点位置可通过调整斜楔长 度，即斜楔压下止动块的时刻来控制。折线第二的斜率可通过调整支撑板的下降速度来控制。如图 4所示，设滑块内外2个斜面的倾斜角分别为a和 夕，图4中v，是支撑板相对滑块的运动速度，v2是滑 块的速度，v3是支撑板的下降速度，V4是斜楔相对 滑块的运动速度，Vs是斜楔的运动速度，也即压边圈

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