其他冲压成形工艺PPT学习教案

1、会计学1其他冲压成形工艺其他冲压成形工艺5.1 胀形胀形 利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法叫做胀形。 冲压生产中的起伏成形、圆柱形空心毛坯的凸胀成形、波纹管的成形及飞机蒙皮张拉成形等均属于胀形成形。汽车覆盖件等形状比较复杂的零件成形也常常包含胀形成分。胀形的方法有： 1 、钢模胀形法 2 、软模胀形法 3 、液压胀形法第1页/共127页第2页/共127页软模胀形法第3页/共127页液压胀形法第4页/共127页第5页/共127页起伏成形第6页/共127页自行车多通接头 自行车多通接头软模胀形 1、4-凸模压柱；2-分块凹模；3-模套第7页/共127页第8页/

2、共127页1、管件液压柔性成形技术原理及其分类 液压柔性成形原理是通过内部加压和轴向加力补料把管坯压入到模具型腔使其成形，如图1 所示。其基本工艺过程为：首先将管坯1放在下模2内，然后闭合上模3，将管的两端用水平冲头4和5密封，并使管坯内充满液体。在加压胀形的过程中，两端的冲头同时向内推进补料，这样在内压和轴力的联合作用下使管坯贴靠模具而成形为所需的工件。 第9页/共127页图4 用于汽车排气系统的Y 形三通管件(SPS)第10页/共127页 图5是汽车上采用的一种接触反应转换器，由一对圆锥体形成。利用管材液压柔性技术成形后，再从中间剖开，从而形成两个零件。利用管材液压柔性成形技术可以获得10

3、0%的膨胀量。图5 一次成形的双锥体零件（SPS） 第11页/共127页 在汽车排气系统中，还有一类零件，就是符合气体动力学原理和具有消音功能的复杂的空间构件。传统的生产工艺一般是先冲压后焊接再一起，这就影响了零件的总体装配精度，零件的功能也将受到影响。而利用管材液压柔性成形就消除了这种缺陷的产生，一次生产出合格的零件，如图6所示，为管材液压柔性成形生产的一种典型的零件。图6 具有复杂空间尺寸的汽车排气管件(SPS)第12页/共127页5.1 胀形一、胀形成形特点胀形的特点是： 1 、胀形时，板料的塑性变形区仅局限于一个固定的变形范围内，板料不向变形区外转移，也不从变形区外进入变形区。 2 、

4、胀形时板料在板面方向处于双向受拉的应力状态，所以胀形时工件一般都是要变薄。因此在考虑胀形工艺时，主要应防止材料受拉而胀裂。 3 、胀形的极限变形程度，主要取决于材料的塑性。材料塑性越好，延伸率越大，则胀形的极限变形程度越大。 4 、胀形时，材料处于双向拉应力状态，在一般情况下，变形区的工件不会产生失稳起皱现象。胀形成形的工件表面光滑、回弹小，质量好。第13页/共127页5.1 胀形一、胀形成形特点（续）图5-1 纯胀形成形 图5-2 胀形时的应力和应变 第14页/共127页5.1 胀形一、胀形成形特点（续）图5-3 胀形时的应变分布与应变状态图a）应变分布图 b）应变状态图a）b）第15页/共

5、127页5.1 胀形一、胀形成形特点（续） 应变分布图是冲压成形时零件上各点或局部各点的应变分布情况图，应变状态图是零件上各点或局部各点的应变在二维主应变平面上的分布状况图。成形方式、工艺条件和材料性能的改变，都会引起应变分布图和应变状态图发生变化。利用应变分布图和应变状态图可以分析冲压变形区的应变情况，寻求改善板料塑性流动的措施，以解决冲压成形时的各种失稳问题。将胀形时的应变状态图与板料的成形极限图（FLD）对比，若零件上某点的应变量超出成形极限图的应变范围，该点就是发生破裂的危险点，必须采取措施（如改变毛坯或模具的几何条件、调整压边力、修磨圆角、改变润滑或更换原材料等）降低该点应变量，以保

6、证不发生破裂。第16页/共127页图5-4 胀形成形极限图5-5 胀形破裂5.1 胀形一、胀形成形特点（续）第17页/共127页5.1 胀形二、胀形成形极限 胀形成形极限以零件是否发生破裂来判别，由于胀形方法不同，成形极限的表示方法也不同。纯胀形时，常用胀形高度来表示成形极限；采用其它胀形方法时，成形极限可分别用许用断面变形程度p（压筋）、许用凸包高度hp（压凸包）、极限胀形系数kp（圆柱形空心毛坯胀形）和极限拉形系数klmax（张拉成形）等表示成形极限。虽然胀形成形极限表示方法不同，但由于胀形区应变性质相同，且破裂只与变形区应变情况有关，所以影响因素基本相似。第18页/共127页5.1 胀形

7、二、胀形成形极限（续） 一般来讲，胀形破裂总是发生在材料厚度减薄最大的部位，所以变形区的应变分布是影响胀形极限的重要因素。若零件形状和尺寸不同，胀形时的应变分布也不相同。图5-6为用球头凸模和平底凸模胀形时的厚度分布情况。由图可知，球头凸模胀形时，应变分布比较均匀，各点的应变量都比较大，能获得较大的胀形高度，故成形极限大。图5-7为零件断面形状对胀形高度的影响。第19页/共127页5.1 胀形二、胀形成形极限（续）图5-6胀形时的厚度应变分布情况图5-7零件断面形状对胀形高度的影响第20页/共127页5.1 胀形二、胀形成形极限（续） 影响胀形极限的材料因素：延伸率、应变硬化指数n。一般来讲，

8、延伸率大，破裂前允许的变形程度大，成形极限也大；n值大，应变硬化能力强，可促使应变分布趋于均匀化，同时还能提高材料的局部应变能力，故成形极限也大。 润滑条件和变形速度（主要针对刚性凸模胀形）以及材料厚度对胀形极限也有影响。例如，用球头凸模胀形时，若在毛坯和凸模之间施加良好的润滑（如加衬一定厚度的聚乙烯薄膜），其应变分布要比干摩擦时均匀，能使胀形高度增大。变形速度的影响，主要通过改变摩擦系数来实现的。对球头凸模来讲，速度大，摩擦系数减小，由于应变分布均匀化，胀形高度有所增大。第21页/共127页5.1 胀形二、胀形成形极限（续） 必须指出，用平底凸模胀形时，应尽量增大凸模底部板料的变形，避免板料

9、圆角处变形过于集中，否则，胀形高度就比较小。 一般来讲，材料厚度增大，胀形成形极限有所增大，但料厚与零件尺寸比值较小时，其影响不太显著。第22页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法1、起伏成形 板料在模具作用下，通过局部胀形而产生凸起或凹下的冲压加工方法叫做起伏成形。起伏成形主要用来增强零件的刚度和强度。常见的起伏成形有压加强筋、压凸包、压字和压花等。起伏成形大多采用金属冲模，对厚度较小的板料、薄料和膜片等可采用橡皮模或液压胀形装置成形。第23页/共127页起伏成形第24页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）1）压加强筋第25页/共127页5.1 胀形三、胀形工

10、艺方法（续）1、起伏成形（续）1）压加强筋（续） 加强筋能否一次冲压成形，与筋的几何形状和材料性质有关，若不能一次成形，则应采用多道工序（图5-9）。图5-9 两道工序成形的加强筋a）预成形 b）最终成形 A） 第26页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）1）压加强筋（续） 能够一次成形加强筋的条件为：1575. 070. 000lllp材料延伸率。线轮廓长度；成形后加强筋断面的曲；变形区断面的原始长度断面变形程度；式中llp0第27页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）1）压加强筋（续） 图5-10是断面变形程度与压筋成形相对高度的关系

11、。由图示和式（51）可知，压筋高度与断面变形程度关系，受材料延伸率影响。材料延伸率越大，一次压筋许用的断面变形程度越大，压筋高度也就越大。图5-10 加强筋成形时断面变形程度与相对高度的关系 1-计算值 2-实测值第28页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）1）压加强筋（续） 冲压加强筋的变形力按下式计算：)25( btLKF。为材料强度极限，；为料厚，；为加强筋周长，取较小值；取较大值，宽而浅时，加强筋形状窄而深时系数，等于；为变形力，式中MPammttmmLLKNFFbb17 . 0第29页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）2）压凸

12、包图5-11 压凸包于拉深成形；，毛坯凸缘会收缩，属若4pdD成形。，属于胀形性质的起伏若4pdD第30页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）2）压凸包（续） 冲压包凸时，凸包高度受材料塑性限制，不能太大。凸包成形高度还与凸模形状及润滑有关。例如，采用球形凸模时，凸包高度可达球径的1/3，而换用平底凸模时，高度就会较小，原因是平底凸模的底部圆角半径rp对凸模下面的材料变形有约束作用。一般情况下，润滑条件较好时，有利于增大球形凸包的成形高度。第31页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）2）压凸包（续）压凸包时，变形力按按下式计算：352tA

13、kF。为料厚，；为成形面积，；铜件和铝件约取，系数，钢件约取；为变形力，式中mmttmmAAKNFF2001503002002第32页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）1、起伏成形（续）2）压凸包（续） 如果零件要求的凸包高度超出表5-2所列数值，则可采用类似于多道工序压筋的方法冲压凸包。第33页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形 将圆柱形空心毛坯（管状或桶状）向外扩张成曲面空心零件的加工方法叫做圆柱形空心毛坯胀形，用这种方法可以制造许多形状复杂的零件（图5-12）。图5-12 圆柱形空心毛坯胀形a）波纹管 b）凸肚件第34页/共127页5.1 胀

14、形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续） 对平板毛坯胀形时，采用刚性冲模较为实用，效率也较高。对圆柱形空心毛坯胀形时，虽然也可采用刚性冲模，但冲模需要分瓣，结构比较复杂（图5-13），所以生产中常用软模对这类毛坯进行胀形。胀形使用的软模介质有橡胶、PVC塑料、石腊、高压液体和压缩空气等。图5-13 刚体分瓣凸模胀形第35页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续）图5-14 橡胶凸模胀形1-凸模 2-凹模 3-毛坯 4-橡胶 5-外套图5-15 PVC塑料凸模胀形波纹管1-外模块 2-毛坯 3-螺母 4-内模块 5-PVC塑料 6-拉杆第36页/共1

15、27页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续）图5-16 石蜡胀形1-调节螺栓 2-毛坯 3-石蜡 4-凹模 5-节流孔 6-凸模图5-17 液体凸模胀形A）倾注液体法 b）充液橡皮蘘法第37页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续）圆柱形空心毛坯的变形程度用胀形系数K表示：450maxddK。胀形后零件的最大直径毛坯原始直径；式中max0dd图5-18 圆柱形空心毛坯胀形极限胀形系数Kp：550maxddKp最大胀形直径。零件胀破前允许的式中maxd第38页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续）极限胀

16、形系数Kp与毛坯切向的许用延伸率p有关，即：65100maxppKddd第39页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续） 圆柱形空心毛坯胀形时，若两端不固定，毛坯的原始长度L0（图5-8）可按下式近似计算：图5-18 圆柱形空心毛坯胀形754 . 03 . 010hLL。修边余量，约取；，零件切向的最大延伸率零件的母线长度；式中mmhdddL201000max第40页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）2、圆柱形空心毛坯胀形（续） 软模胀形圆柱形空心毛坯时，所需的单位压力p分下面两种情况。 两端不固定，允许毛坯轴向自由收缩时，852maxbdtp 两

17、端固定，毛坯轴向不能收缩时，8522maxRtdtpb为材料的抗拉强度。b第41页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）3、张拉成形 生产中常有一些底部曲率半径很大的零件，如汽车上的某些覆盖件和飞机蒙皮等。冲压这些零件时，底部曲面的变形性质属于胀形，或胀形是主要变形方式，但曲面部分变形量很小，通常把这些曲面变形叫做大曲率半径胀形。 大曲率半径胀形，曲面变形量很小，破裂不是生产中的主要问题，重要的是零件脱模后的曲面回弹常使曲面变平，造成零件出现较大的形状误差，为了保证零件质量，必须想办法解决这类回弹问题。第42页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）3、张拉成形（续） 含有大曲率

18、半径胀形的汽车覆盖件生产批量大，通常都在压力机上用冲模冲压成形。为了解决这类零件的曲面回弹，除采用增大进料阻力的工艺措施（如调整压边力，使用拉深筋和增大毛坯尺寸等）提高曲面变形程度外，也可采用屈强比s/b较小的板料成形零件。第43页/共127页 对于飞机蒙皮等一些单曲面或结构简单的复合曲面零件，由于品种多，生产批量小，使用冲模加工不经济，为了解决这类零件的回弹问题，常采用张拉成形，或简称拉形。 5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）3、张拉成形（续）张拉成形的优点：零件回弹小模具结构简单可以防止因曲面变形量不大而在零件表面产生滑移线痕迹同时还能提高零件刚度缺点：生产率低原材料消耗大需要专用设备第4

19、4页/共127页5.1 胀形三、胀形工艺方法（续）3、张拉成形（续） 张拉成形原理与拉弯成形相似，即在毛坯贴靠凸模曲面成形时，对毛坯附加张拉力F，张拉力一方面增大材料变形程度，另一方面减小贴模时毛坯断面上的应力分布梯度，从而达到减少零件回弹量的目的。图5-19 张拉成形a）开始阶段 b）中间阶段 c）终了阶段第45页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续） 张拉成形时，毛坯分为成形区和悬空部分的传力区（图5-19）。成形区贴靠凸模曲面时，材料常处于双向受拉的应力状态（厚向应力很小，忽略不计）和一拉一压的应变状态，导致厚度减薄（图520），因此张拉成形属于胀形成形方式。三、胀形工艺方法（续）第

20、46页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 张拉成形时，传力区不与模具接触，没有模具表面的摩擦作用，所以传力区的拉应力1大于成形区的拉应力1。另外，传力区在夹头附近还有应力集中问题，因此成形时容易在此区域发生拉破现象。第47页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 张拉成形时，常常设想毛坯和零件可以划分成许多宽度为ab（图5-19和图5-20）的狭窄条带，并以拉形系数Kl表示变形程度。1050maxllKl条带的原始长度。；）（图零件脊背处条带的长度式中0max215ll第48页/共127页图5-21双曲零件示例a）凸双曲零件 b）凹双曲零

21、件5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续）第49页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续），所以：因为lll0max11511000lllllllK伸长率。零件脊背最高处条带的伸长量；零件脊背最高处条带的式中ll第50页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 通常，零件脊背最低处的曲线轮廓长度最短，张拉成形时变形量最小，为了防止回弹，一般要使该处的伸长变形超过1，即有：12501. 10minll长度。零件脊背最低处条带的式中minl从而13501. 1minmaxminmaxllllKl lmax与lmin的位置与零件形状有关，在

22、凸双曲零件中，lmax位于零件中间，lmin位于零件一端边缘；在凹双曲零件中，lmax位于零件一端边缘，lmin位于零件中间（图5-21）。lmax和lmin可从拉形模或样板以及表面标准样件上量取。第51页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 传力区的拉应力比变形区大，所以两个区域的伸长变形不等，通常可认为两者有以下近似关系：1452nlle应变硬化指数。毛坯在模具上的包角；摩擦系数；传力区的伸长率；式中nl第52页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 为了保证传力区不被拉断，常常规定：1558 . 0l延伸率。单向拉伸试验时的材料式中所

23、以，张拉成形极限可用极限拉形系数Klmax表示：1658 . 012maxnleK第53页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 计算张拉成形的毛坯尺寸时，应本着节约原则在零件四周只留合理的最小余量，根据图5-22，毛坯长度L按下式计算：17523210llllL。夹持长度，一般取，一般取与设备和模具结构有关长度凸模与夹口间的过渡区；修边余量，一般取零件的展开长度；式中mmlmmlmmll5020015020103210第54页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续）图5-22 张拉工艺示意图图5-23 张拉零件切割线第55页/共127页5.1

24、 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续）毛坯宽度b按下式计算：185241lbb。修边余量，一般取零件的展开宽度；式中mmlb2041第56页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续）为了保证夹头附近材料不被拉破，一般取张拉力F为：1959 . 0AFb。夹头夹紧材料的断面积材料的强度极限；式中Ab根据图5-22，凸模力F1为2052cos21FF第57页/共127页5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续） 张拉成形模具结构比较简单，原则上只用凸模，并且受力也小，所以凸模除用钢材制作之外，也可用锌基合金、环氧树脂、混凝土和木材制作。张拉成形模具设计也比较

25、简单，主要注意成形时零件的脊背线应尽量接近水平，使材料能均匀变形。凸模宽度应比零件最大宽度大15mm以上，其曲面长度lp（图5-23）按下式计算：215302pprll是料厚。，为凸模圆角半径，；为零件曲面长度，式中ttrmmrrmmllppp8第58页/共127页 凸模高度与零件尺寸、形状及凸模材料有关，一般不应小于300mm。5.1 胀形3、张拉成形（续）三、胀形工艺方法（续）第59页/共127页翻边 利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加工方法叫翻边。利用翻边不仅可以加工具有特殊空间形状和良好刚度的立体零件，还能在冲压件上制取与其他零件装配的部位（如铆钉孔、螺纹底孔和轴承座等）。冲

26、压大型零件时，还能利用翻边改善材料塑性流动，以免发生破裂或起皱。按工艺特点划分有内孔（圆孔或非圆孔）翻边、外缘翻边和变薄翻边等方法。由于零件外缘的凸凹性质不同，外缘翻边又可分为内曲翻边和外曲翻边。按变形性质划分时，有伸长类翻边、压缩类翻边以及属于体积成形的变薄翻边等。第60页/共127页翻边 伸长类翻边的特点是：变形区材料受拉应力，切向产生伸长变形，导致厚度简薄，容易发生破裂，如圆孔翻边、外缘的内曲翻边等； 压缩类翻边的特点是：变形区材料切向受压缩应力，产生压缩变形，厚度增大，容易起皱，如外缘的外曲翻边。 非圆孔翻边经常是由伸长类翻边、压缩类翻边和弯曲组合起来的复合成形。第61页/共127页图

27、 内孔与外缘翻边零件翻边第62页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变 翻边时，带有圆孔的环形毛坯被压边圈压死，变形区基本上限制在凹模圆角以内，并在凸模轮廓的约束下受单向或双向拉应力作用（忽略板厚方向的应力），随着凸模下降，毛坯中心的圆孔不断胀大，凸模下面的材料向侧面转移，直到完全贴靠凹模侧壁，形成直立的竖边。第63页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续）第64页/共127页主应力法：平衡微分方程：2250dd5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续）塑性条件：。，力顺序为通常，圆孔翻边时的应0321t235s2451rs，得边界条件，那么，联解方程

28、，代入0|r第65页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续）圆孔翻边时的应力变化曲线：圆孔翻边时的应力分布：a)硬化材料 b)非硬化材料第66页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续）圆孔翻边时的应变分布图和应变状态图：圆孔翻边时的应变分布图和应变状态图第67页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续）圆孔翻边的特点： 变形区材料在单向或双向拉应力作用下，切向伸长变形大于径向压缩变形，导致材料厚度减薄，属于伸长类翻边。 在圆孔翻边的中间阶段，即凸模下面的材料尚未完全转移到侧面之前，如果停止变形，就会得到图示的成形方式，这种成形方式叫做扩

29、孔，生产应用也很普遍；很显然，扩孔与圆孔翻边的应力和应变性质相同，常将其作为伸长类翻边的特例。扩孔成形第68页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续）带有扩孔成形的零件第69页/共127页5.2 圆孔翻边一、圆孔翻边时的应力和应变（续） 一般情况下，圆孔翻边时的孔缘在单向拉应力作用下，切向伸长变形引起的厚度减薄最大，最容易破裂。由于材料性质不均匀，孔缘各处允许的切向延伸率不同，一旦孔缘某处的伸长变形超过了该处材料允许的延伸率，该处就会因厚度减薄过大而破裂。通常，把这种因材料局部延伸率不足引起的破裂叫做破裂。伸长类翻边破裂：a)扩孔破裂 b)翻边破裂第70页/共127页5.2

30、 圆孔翻边二、圆孔翻边时的成形极限 圆孔翻边的变形程度用翻边系数K表示：2650mDdK翻边后竖边的中径。径；毛坯上圆孔的初始直式中mDd0翻边件的尺寸第71页/共127页5.2 圆孔翻边二、圆孔翻边时的成形极限（续）翻边件的尺寸第72页/共127页5.2 圆孔翻边二、圆孔翻边时的成形极限（续） 圆孔翻边的成形极限根据竖边边缘是否发生破裂来确定。翻边系数K与竖边边缘厚度减薄量的关系推导如下。竖边边缘外侧切向应变000lnlndtDdtDmm外竖边边缘内侧切向应变000lnlndtDdtDmm外竖边边缘平均切向应变275ln210202dtDm内外外第73页/共127页5.2 圆孔翻边二、圆孔翻

31、边时的成形极限（续）由于边缘只受切向拉应力作用，故厚度应变21ln0ttt所以285114202202042022040mmmmDtKDtDdtDdtt很小，则若相对厚度mDt02950Ktt第74页/共127页影响圆孔翻边成形极限的因素如下：5.2 圆孔翻边二、圆孔翻边时的成形极限（续）（1）材料延伸率和应变硬化指数n大，Kl 小，成形极限大；（2）孔的加工方法;（3）凸模的形状；（4）板料相对厚度越大，Kl 越小，成形极限愈大。第75页/共127页5.2 圆孔翻边三、圆孔翻边时的毛坯计算 圆孔翻边的毛坯计算主要是利用板料中性层长度不变的原则，用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径d0，或用d0和

32、翻边系数计算可以达到的翻边高度。采用先拉深再翻边的方法时，还要计算出翻边前的拉深高度。第76页/共127页5.2 圆孔翻边三、圆孔翻边时的毛坯计算（续）1、一次翻边成形 翻边高度不大时，可将平板毛坯一次翻边成形。翻边圆孔的初始d0、翻边高度h和翻边系数Kl 之间的关系如下。305221010htrDd因为 D1=Dm+2r+t0，h1=hrt0，代入上式化简后，得：31572. 043. 0200trhDdm32572. 043. 01272. 043. 021000trKDtrdDhmm计算翻边高度时，必须满足KKl，否则不能一次翻边成形。第77页/共127页5.2 圆孔翻边三、圆孔翻边时的

33、毛坯计算（续）2、拉深后再翻边拉深件底部冲孔后翻边第78页/共127页5.2 圆孔翻边三、圆孔翻边时的毛坯计算（续）2、拉深后再翻边（续） 若零件要求得翻边高度较大，可采用先拉深再翻边的方法。这时，先确定翻边高度h1，再确定翻边圆孔的初始直径d0和拉深高度h2。拉深后翻边高度为：33557. 01222220001rKDtrtrdDhmm所以345214. 110hrDdm第79页/共127页5.2 圆孔翻边三、圆孔翻边时的毛坯计算（续）2、拉深后再翻边（续）若取极限翻边系数Kl，则有35557. 012max1rKDhlm3650mlDKd于是，翻边前的拉深高度h2为375012trhhh或

34、3850max12trhhh对于翻边高度较大的零件，多次翻边方法成形中间退火。第80页/共127页5.2 圆孔翻边四、圆孔翻边力计算1、采用圆柱型平底凸模时3951 . 100smtdDF。为屈服极限，；为毛坯厚度，；为圆孔初始直径，；为翻边后竖边直径，为翻边力，式中MPammttmmddmmDDNFFssmm;0000 平底凸模底部圆角半径rp对翻边力有影响，增大rp可降低翻边力（图5-32）。第81页/共127页5.2 圆孔翻边四、圆孔翻边力计算（续）1、采用圆柱型平底凸模时（续）图5-32 凸模圆角半径对翻边力的影响第82页/共127页5.2 圆孔翻边四、圆孔翻边力计算（续）2、采用球形

35、凸模时4052 . 10mtDFsm确定。系数，按表式中75m表 5-7KmKm0.50.20.250.70.080.120.60.140.180.80.050.07第83页/共127页第84页/共127页第85页/共127页第86页/共127页第87页/共127页四 种常用翻边凸模形状 用于冲孔翻边，翻边孔径d10的翻边，先定位，后翻边； 对任意孔翻边。 采用球形、抛物线型凸模最好；平底凸模rp应尽量大，rp4t；翻边垂直度要求高，单边间隙：c=(0.750.85)to 第88页/共127页翻边凸、凹模间隙 平头凸模翻边时，侧壁可能成为曲面，故翻边凸凹模之间的单边间隙c可控制在0.75t 0

36、.85t之间，使直壁稍有变薄，以保证竖边成为直壁。小的圆角半径和高竖边的翻边，仅仅应用在螺纹底孔或与轴配合小孔的翻边。此时单边间隙c=0.65t 。第89页/共127页sbER b第90页/共127页cbER b第91页/共127页第92页/共127页第93页/共127页llKK)95. 085. 0(eKK 第94页/共127页10tkt第95页/共127页用阶梯形凸模变薄翻边）零件）凸模第96页/共127页第97页/共127页 5.3 缩口缩口 缩口是将预先成形好的圆筒件或管件坯料缩口是将预先成形好的圆筒件或管件坯料,通过缩口模具通过缩口模具将其口部缩小的一种成形工序。缩口与拉深工序的比较

37、（将其口部缩小的一种成形工序。缩口与拉深工序的比较（如如图图）。）。缩口成形的特点与变形程度缩口成形的特点与变形程度 1. 缩口成形的变形特点（缩口成形的变形特点（如图如图） 常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面式常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面式 (如图如图) 。 变形区由于受到较大切向压应力的作用易产生切向失稳变形区由于受到较大切向压应力的作用易产生切向失稳而起皱，起传力作用的筒壁区由于受到轴向压应力的作用易而起皱，起传力作用的筒壁区由于受到轴向压应力的作用易产生轴向失稳而起皱，所以失稳起皱是缩口工序的主要障碍产生轴向失稳而起皱，所以失稳起皱是缩口工序的主要障碍。 第98页/共127页

38、图缩口与拉深工序的比较 第99页/共127页图缩口成形的变形特点 第100页/共127页abc图缩口形式)斜口形式 )直口形式 )球面形式第101页/共127页 2.缩口变形程度缩口变形程度 缩口变形程度用缩口系数缩口变形程度用缩口系数ms来表示，其表达式：来表示，其表达式： 式中式中d缩口后的直径；缩口后的直径； D为缩口前的直径。为缩口前的直径。Ddm s第102页/共127页 缩口的工艺计算缩口的工艺计算1.缩口次数及缩口系数的确定缩口次数及缩口系数的确定 缩口次数由下式确定：缩口次数由下式确定： 式中：式中：总缩口系数，总缩口系数， ； 平均缩口系数，可先取平均缩口系数，可先取 。 n

39、的计算值一般是小数，应进位成整数。的计算值一般是小数，应进位成整数。 spszlglgmmn Ddm/szminsspmmszmspm第103页/共127页 2. 毛坯尺寸的计算毛坯尺寸的计算 斜口形式：斜口形式： 直口形式：直口形式： 球面形式：球面形式： )/1 (sin805. 11221dDDdDhH)/1 (sin8/05. 112221dDDdDdDhhH221)/1 (41dDdDhH第104页/共127页 .缩口力缩口力只有外支承的缩口压力，可按下式估算：只有外支承的缩口压力，可按下式估算： 式中：式中：F缩口力缩口力（N)； k速度系数，用曲柄压力机时速度系数，用曲柄压力机时

40、k =1.15； 材料的抗拉强度材料的抗拉强度（MPa) ； 工件与凹模接触的摩擦系数工件与凹模接触的摩擦系数 。 cos1)cot1)(1 (1 . 1 (b0DdDtkFb第105页/共127页 缩口模具结构设计及举例缩口模具结构设计及举例 缩口模具结构根据支承情况分为：缩口模具结构根据支承情况分为： 无支承无支承 外支承外支承 内外支承内外支承 如图如图 刚制气瓶缩口模（如刚制气瓶缩口模（如图图）。）。 挡环缩口扩口复合模（如挡环缩口扩口复合模（如图图）。）。 第106页/共127页图不同支承方法的模具结构形式a)无支承 b)外支承 c)内外支承 第107页/共127页图气瓶缩口模 1-顶杆；2-下模板；3、14-螺栓 ；4、11-销钉；5-下固定板；6-垫板；7-外支承套；8-缩口凹模；9-顶出器；10-上模板；12-打料杆；13-模柄；15-导柱；16-导套第108页/共127页图挡环缩口扩口复合模 第109页/共127页本节主要内容：旋压的概念普通旋压变薄旋压第110页/共127页旋压：将平板或空心坯料固定在旋压机模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。特点及应用：设备和模具较简单，可成形复杂曲线构成的