冷冲压工艺与模具设计第3版教学课件作者主编陈剑鹤于云程胡云5第5章节成形工艺与模具设计课件

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1、冷冲压工艺与模具设计第3版陈剑鹤于云程胡云主编机械工业出版社“十二五”职业教育国家规划教材全国高等职业教育规划教材第5章成形工艺与模具设计5.1起伏成形工艺与模具设计5.2翻边成形工艺与模具设计5.3缩口成形工艺与模具设计5.4校平与整形5.1起伏成形工艺与模具设计胀形是指利用模具强迫材料厚度减薄和表面积增大，得到所需几何形状和尺寸制件的冷冲压工艺方法。5.1.1胀形模设计典型案例工件名称：罩盖生产批量：中批量材料：10钢料厚：0.5mm工件的工艺性分析：其侧壁是由空心毛坯胀形而成，底部由起伏成形而成。罩盖胀形工件简图5.1.2胀形成

2、形的原理及成形极限1.胀形成形的原理毛坯的塑性变形区局限于变形区范围，材料不向变形区外转移，也不从外部进入变形区内，是靠毛坯的局部变薄来实现胀形的。2.成形极限胀形的成形极限是指制件在胀形时不产生破裂所能达到的最大变形。平板毛坯胀形原理图1—凹模2—毛坯3—压边圈4—拉深筋5—凸模空心件胀形原理图5.1.3平面胀形起伏成形主要用于增加工件的刚度和强度。a）b）起伏成形a）压加强筋b）凸包1.加强筋常见的加强筋形式和尺寸见表5-1。名称图例RhD或Brα/（º）压筋（3~4）t（2~3）t（7~10）t（1~2）t—压凸—（1.5~2）

3、t3h（0.5~1.5）t15~30常见的加强筋形式和尺寸能够一次成形加强筋的条件为式中ε——许用断面变形程度；l0——变形区横断面的原始长度（mm）；l——成形后加强筋断面的曲线轮廓长度（mm）；δ——材料伸长率；0.7～0.75——视加强筋形状而定，半球形筋取上限值，梯形筋取下限值。a）b）两道工序成形的加强筋a）首次成形b）最后成形当加强筋与边缘距离小于（3～3.5）t时，需加大制件外形尺寸，压形后增加切边工序。冲压加强筋的变形力计算F=KLtσb式中F——变形力（N）；K——系数，等于0.7～1（加强筋形状窄而深时取大值，宽而

4、浅时取最小值）；L——加强筋的周长（mm）；t——料厚（mm）；σb——材料的抗拉强度（MPa）。在曲柄压力机上用薄料（t＜1.5mm）对小制件（面积小于200mm2）压筋或压筋间校正工序时，变形力计算F=KAt2式中K——系数，钢件取200～300，铜件和铝件取150～200；A——起伏成形的面积。2.凸包压凸包时，毛坯直径与凸模直径的比值应大于4，属于胀形性质的起伏成形。材料软钢铝黄铜许用凸包成形高度hp/mm≤（0.15~0.2）d≤（0.1~0.15）d≤（0.15~0.22）dD6.58.510.51315182431364

5、34855L101315182226344451606878l67.59111316202630354045平板毛坯局部压凸包时的许用成形高度和尺寸3.罩盖底部起伏成形计算由表5-2查得许用成形高度如下：H＝0.15d＝2.25mm此值大于工件底部起伏成形的实际高度，所以可一次起伏成形。起伏成形力的计算如下：5.1.4圆柱形件胀形圆柱形空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料沿径向向外扩张，胀出所需凸起曲面的一种冲压加工方法。1.刚性凸模胀形2.弹性凸模胀形刚性分瓣凸模胀形结构示意图a）b）c）软模胀形a)橡胶凸模胀形b)倾注液体法胀形c)充

6、液橡胶囊法胀形3.胀形的变形程度用胀形系数K表示式中d0——毛坯原始直径；dmax——胀形后制件的最大直径。4.胀形毛坯的计算L0=L[1+(0.3~0.4δθ)]+Δh式中L——制件母线长度；δθ——制件切向最大伸长率；Δh——修边余量，约10～20mm。胀形后制件最大直径5.胀形力的计算软模胀形圆柱形空心件时，所需的单位压力p分下面两种情况计算。两端不固定，允许毛坯轴向自由收缩时两端固定，毛坯不能收缩时6.罩盖侧壁胀形计算胀形系数的计算：由表5-3查得极限胀形系数为1.24。因此该工件可一次胀形成形。计算胀形前工件的原始长度L0：

7、其中L为R60一段圆弧的长。则L＝40.8mm；胀形毛坯图Δh取3mm，则得：L0＝L(1+0.35δθ）+Δh＝40.8(+0.35×0.2)+3＝46.66mmL0取整为47mm，如图所示。侧壁胀形力计算：由附录B可查得：δb=430（Mpa）则胀形力：F=Sp=π×46.8×40×9.2=54078（N）总成形力：F=F起+F胀=11039+54078=65.117（kN）胀形毛坯图7.模具结构设计罩盖胀形模装配图1—下模座2、11—螺栓3—压包凸模4—压包凹模5—胀形下模6—胀形上模7—聚胺脂橡胶8—打杆9—弹簧10—上固定板

8、12—上模座13—卸料螺钉14—模柄15—拉杆螺母16—导柱17—导套播放动画5.2翻边成形工艺与模具设计翻边是指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。a）b）翻边形式a）内孔翻边b）外缘翻边5.2