第五章 板料局部成形工艺

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1、第五章其它板料成形工艺第五章板料的局部成形工艺概念：用各种不同变形性质的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的冲压成形工序称为局部成形工艺。主要有胀形、翻边、缩口、校平、整形、旋压等胀形：是利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获得所需几何形状的零件的冲压加工方法。局部胀形可在平板毛坯上压出各种形状，如下图示，压加强筋、压凹坑、压字、压花、压标记等。§5.1平板毛坯的局部胀形工艺实现方法：一、胀形变形特点如右图示，胀形变形有以下特点：1、变形后变形区内材料表面积增大，板料处于双向受拉的应力状态，变形区毛

2、坯不会出现起皱现象。2、变形区板料毛坯横截面上有拉应力的作用，在受力状态下毛坯得到的几何形状易于固定而得到尺寸精度较高的零件。3、胀形时毛坯厚度变薄是不可避免的。二、胀形条件及极限变形程度当D0/d>4时，凸缘材料基本不流入凹模形成圆筒部分，故圆筒部分只能靠凸模下的材料在两向拉应力作用下厚度变薄，表面积增大而形成，故实现胀形的条件是:D0/d>41、胀形条件2、胀形的极限变形程度胀形的极限变形程度：指一次胀形成形所能达到的最大变形限度。1）压制加强筋时的极限变形程度压制加强筋在金属薄板上应用很广泛，

3、常见加强筋的形式如下表，其中半圆形应用最广泛，其尺寸如下表。能够一次成形加强筋的条件条件为：ε极=（L1—L）/L×100%≤（0.7~0.75）δ式中：ε极－断面的变形程度δ—材料单向拉深的延伸率（%）；L1——胀形成形后沿截面的材料长度；L——胀形前截面的长度；系数（0.7~0.75）视筋的形状而定，半圆筋取大值，梯形筋取小值。2）压制凹坑时的极限变形程度压制凹坑时的极限变形程度用凹坑深度h来表示，用半圆形凸模在低碳钢等材料上压制凹坑时，其极限深度可取凸模直径的1/3，用平端面凸模的极限深度见下

4、表。假如零件要求的局部胀形深度超过极限值时，可以从工艺上采取如下措施保证零件的要求：（1）降低凸模表面粗糙度；（2）视破裂部位分别加大凸模圆角半径rt和凹模圆角半径ra。（3）采用多工序胀形的方法。三、冲压力计算：压制加强筋时所需的冲压力按下式估算：F=Ltσbk(N)式中：L——加强筋周长（mm）；σb——材料的强度极限（N/mm²)；t——板厚（mm）；k——系数，取0.7~1，筋窄而深取大值，宽而浅取小值。F=Akt²(N)A——成形面积（mm²）k——系数，钢：k=200~300N/mm；铜

5、、铝：k=150~200N/mm。44在曲柄压力机上用薄料（t<1.5）成形面积较小（<200mm²）的胀形零件时（加强筋除外），或压筋同时校正时，冲压力按下式估算：翻边：在坯料的平面或曲面上，沿封闭或不封闭的曲线边缘进行折弯，使之形成有一定角度的直壁或凸缘的成形方法称为翻边。作用：可以加工特殊形状和具有良好刚度的立体零件，以及在冲压件上制取与其它零件装配部位。翻边的种类如右图示。§5.2翻边工艺图a)、平面圆孔翻边；图b)、平面内凹外缘翻边；图c)、立体件上圆孔翻边；图d)、平面外凸外缘翻边；图e

6、)、压缩类曲面翻边；图f)、伸长类曲面翻天覆地边。一、圆孔翻边1、圆孔翻边的变形机理与变形特点圆孔翻边：在平板毛坯或空心半成品上将预先冲好的圆孔弯出直边的圆筒形周边的翻边工序称为圆孔翻边。如右图示，外径为D0，内孔直径为d0的平板毛坯的翻边过程。翻边时，变形区内材料厚度要变薄，在筒形边缘部变薄最严重，因而也最容易产生裂纹。变形特点：变形区材料处于单向拉深或双向受拉的应力状态，在切向方向的伸长要大于径向方向的压缩变形，因而材料厚度变薄，这种翻边属于伸长类翻边。2、翻边系数翻边系数k：翻边前孔径d0与翻

7、边后孔径D（以板厚中心线计算）的比值称为翻边系数，即：k=d0/D上式可以看出，翻边系数描述了翻边的变形程度，k值越大，变形程度越小；k值越小，变形程度越大，为了使口部不产生裂纹，翻边系数不能过小。翻孔时常见的缺陷是破裂。极限翻边系数kmin：翻边时孔口不破裂所能达到的最小翻边系数。提高翻孔件质量的措施：1）材料的种类及其机械性能：kmin=1/(1+δ)=1－ψ2）孔的边缘状况：变化平缓3）材料的相对厚度（t/d0)4）凸模形状如右图示，凸模形状有平底、球形、抛物线、锥形等几种形式。3、圆孔翻边的

8、的工艺设计计算1）一次翻孔成形的预制孔径d0和高度H一次翻孔成形的条件：d0/D>kmin或H