張社就

（廣東水利電力職業(yè)技術學院，廣東廣州 520925）

0 引言

圖1所示為三角錐形件，該類型零件分為三角錐長形件（如圖1（a）所示）和三角錐等邊形件（如圖1（b）所示）等兩種典型結構，該零件主要作為箱體或家具包角類的用途，三角錐長形件的成形難點：一是工件成形后一般不進行切邊加工，因此要求展開毛坯相當準確；二是三角錐形件能否一次成形，這主要取決于底角圓弧半徑R0的大小。本文對該兩種的成形工藝進行分析歸納，以供讀者在設計三角錐形件模具時比較參考。

圖1 三角錐形件

1 三角錐形件成形工藝

典型的三角錐形件它是由三個相互垂直的等腰三角平面組成，如圖1（b）所示，相鄰兩平面夾角稱為邊角R，三個平面匯合處的圓角稱為底角R0，其拉深成形的工藝計算類似于盒形錐形件。三角錐拉深部位底角R0的大小一般應小于4t。對于相對厚度t/D×100較小的零件，底角R0應取大值，而邊角R只要不是太小，影響一般不大。

圖2為三角錐形件展開毛坯的形狀，展開毛坯直徑D與直邊高度l成正比[7]，計算如下：

圖2 三角錐形件毛坯圖

其中，l為三角邊長度。

圖3所示為底圓角R0與相對厚度t/D×100的關系曲線[7]，用此圖線得出，材料厚度t與相對厚度t/D×100的交點為一次拉深成形允許的R0，否則需要修正R0值或需多次拉深成形。

圖3 R0與t/D×100的關系圖

2 三角錐長形件展開毛坯計算

三角錐長形件是指有一對側面為三角形的錐形拉深零件，如圖1（a）可知，從零件在長度方向的形狀是由兩平面彎曲而成，因此長度方向為彎曲成形，兩端為三角錐拉深成形，本零件R=R0=4 mm，以材料為08F為例。

由于零件是由彎曲和拉深組合而成，所以展開毛坯的寬度應由彎曲展開求得，兩端的形狀由三角錐展開求得，根據(jù)相對彎曲圓角半徑r/t=4/1.5=2.67＞0.5，按中性層展開的原理，取中性層系數(shù)x=0.38，將相關參數(shù)代入毛坯長度計算公式得，

根據(jù)計算的數(shù)據(jù)，畫出三角錐長形件展開毛坯形狀和尺寸如圖4所示。

圖4 三角錐長形件展開毛坯圖

3 三角錐形件展開毛坯

三角錐形件如圖1（b）所示，其展開毛坯是按材料面積相等的原則計算的，展開圖的形狀如2所示。從內切圓D的中心，向圖形的三個頂點做直線，把圖形分成三個相等的部分。每一部分的面積等于工件的一個側面，即一個等腰三角形。

（1）展開毛坯計算及作圖法。展開毛坯圖的形狀及尺寸可用以下方法求得。

①從工件側面等腰三角形的頂（即底角R0處），向底邊作夾角相等的若干條射線，其長度可用計算法或作圖法求出。

圖5 三角錐形件毛坯計算

②從展開圖內切圓中心（見圖5），向曲線一邊做數(shù)量相同的射線。由于工件一邊的夾角是90°，而展開毛坯一邊的夾角是120°，故毛坯射線的夾角相應加大。

③計算毛坯上所作的射線長度是ρ＇，而工件上所作射線長度為ρ。按展開圖與工件上相當一個夾角的面積相等，計算出：

④連接展開圖射線末端各點，即得所需要的切線。從工件頂點引出的射線條線越多，展開毛坯形狀越準確，這對不需切邊的三角錐形件成形尤為重要。

（2）根據(jù)上述的方法，三角錐形件（圖1（b））展開毛坯計算結果如下。

①底角R0校核

對照圖3，t=1.5與t/D×100=3.05交點A，位于R0＜6 mm的區(qū)域，實際工件R0=4 mm，可以一次成形。

②展開毛坯圖。為簡化計算，從工件三角形頂點O和毛坯圖中點O＇分別作射線1、2、3、4、5、6。工件所作每二條射線的夾角為45°/5=9°，故各射線長度分別為：

計算出ρ1'=24.50 mm，ρ2'=24.81 mm，ρ3'=25.77 mm，ρ4'=27.50 mm，ρ5'=30.29 mm，ρ6'=34.66 mm。

連接各射線末端，即得毛坯曲線圖，見圖5所示。

4 沖壓方案與模具結構

三角錐形件的沖壓工藝方案。一般選擇工藝順序為落料-拉深成形，必要時可增加整形或切邊工序。三角錐形件拉深成形模具，一般均采用拉深兼整平的硬打結構，所以凹模底座需要有較高的強度和硬度，以保證模具對沖件有足夠的沖壓力，模具結構如圖6所示。

5 結束語

經(jīng)過生產(chǎn)實踐的檢驗，本工藝方法在三角錐形件拉深模具設計中具有計算簡單、尺寸準確的特點，具有相當?shù)膶嵱脙r值，然而，要精確地計算三角錐形件拉深毛坯的尺寸是比較困難的，所以其毛坯根據(jù)計算尺寸先手工制作樣件，經(jīng)拉深成形試驗和修正后才能做毛坯落料模具，這樣對毛坯的尺寸和模具結構設計具有更好的保障。

圖6 模具結構簡圖