《冲压模具设计与制作》配套案例库：案例11-罩盖胀形模的设计

案例十一罩盖胀形模的设计REF_Ref239736866\h图5-5-1所示为一金属罩盖，材料为10钢，料厚0.5mm。要求设计该零件的胀形模具。

图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC1罩盖胀形模工艺分析胀形属于伸长成形。胀形过程中不会产生失稳起皱的现象，且在胀形充分时制件表面很光滑，这是由于材料硬化作用的结果。对空心毛坯的胀形，如REF_Ref239737396\h图5-5-2所示，如果毛坯的长度不是很长，胀形时其长度就会缩短，这说明胀形区以外的材料向胀形区内补充，使胀形区的径向拉伸变形得到缓解，而使切向的拉伸变形为最主要的变形，胀形胀破就是切向拉力过大引起的，为了不胀破，需要限制切向最大拉应变不超过材料的许用伸长率[]。又由产品图可知，该制件侧壁是由空心毛坯胀形而成，对壁厚变化没有要求，尺寸精度不高的，故满足胀形工序加工的要求。图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC2对空心毛坯的胀形罩盖胀形模工艺计算1、胀形件毛坯尺寸的计算（1）计算毛坯直径当胀形件留有一段不变形时，毛坯的直径等于不变形段的直径，如REF_Ref239737381\h图5-5-3（a）所示。当胀形件全长参与胀形时，则胀形前毛坯的直径应小于制件小端直径如REF_Ref239737381\h图5-5-3（b）所示，依据10钢的极限胀形系数,,求出毛坯直径.。可取41mm(a)局部胀形(b)全长胀形图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC3空心毛坯胀形工艺参数（2）计算侧壁胀形的胀形系数，该胀形系数：该制件的胀形系数为1.16，小于极限胀形系数1.24。则侧壁可一次胀形成型。（3）计算毛坯高度对于一个具体的胀形件，其高度往往是有限的，胀形时两段一般不固定，任其自由收缩，可以缩小胀形区板厚的变薄程度，故胀形工序件的高度或长度应比制件高度增加一收缩量。需切边时还需要增加一修边余量。式中：

——材料的极限胀形系数——胀形后工件的最大直径——毛坯直径．——毛坯的高度——坯料的伸长率，其值为——制件胀形区母线长。由几何关系可以计算出

——修正余量，mm，一般取5～10，本例取为5。取为50，故胀形前毛坯外径为41，高为50，如REF_Ref239737583\h图5-5-4所示图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC4毛坯尺寸2、胀形力的计算：（1）计算单位胀形力单位压力分为两种情况计算。a.两端不固定允许毛坯轴向自由收缩时，为b.两端固定时毛坯轴向不能收缩时，为上式所用到的的计算公式均为软模胀形空心毛坯制件时的单位压力的计算公式。本例近似按两端不固定的方式，因此计算（2）计算胀形力

式中：——胀形力N——胀形面积——单位胀形力.胀形模的装配设计胀形模采用聚氨脂橡胶进行硬模胀形，为了使制件在胀形后便于取出，将凹模分为上，下两部分，胀形上下模间为丝口定位，单边间隙为0.06mm。侧壁靠橡胶的受压胀开成型，当模具闭合时被弹簧压紧，然后胀形。模具的外形尺寸和闭合高度较大（255mm）,压力娇小（54kN）,以模具尺寸为依据，最后确定选用J23-63型开式双柱可倾式压力机。罩盖胀形模的装配图如图5-5-5所示。图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC5胀形模装配图1.导柱2.导套3.上模座4.凸模固定板5.螺钉6.橡胶凸模7.模柄8.防转销9.压料螺钉

10.导向螺钉11.定位板12.凹模上部件13.凹模下部件14.凹模固定板15.销钉16.下模座胀形模的零件设计该胀形模的主要零件如REF_Ref239740445图5-5-6至REF_Ref239740456图5-5-14所示。图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC6凹模上部件图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC7凹模下部件图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC8凸模固定板图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC9凹模固定板图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC10上模座图5-5-SEQ图5-5-\*ARABIC11下模座图5-5