冲压第6章 成形工艺与模具设计

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1、第6章成形工艺与模具设计第6章成形工艺与模具设计6.1翻孔6.2翻边6.3缩口6.4胀形6.5压筋、压凸包与压印能力要求熟悉翻孔、翻边、胀形、缩口、压筋、压凸包、压印等冲压工艺的应用。2016/5/213实物图片实物图片2016/5/215实物图片2016/5/2166.1翻孔翻孔是利用模具使制件的孔边缘翻起呈竖立或一定角度直边的冲压加工方法。翻孔类型：根据所用毛坯及所翻孔边缘的形状不同，有在平板上进行的翻孔，也有在曲面上进行的翻孔，如管坯上的翻孔；可翻圆孔，也可翻非圆孔。2016/5/2186.1.1翻圆孔1.翻圆孔的变

2、形特点dr(d)(RdRd)Rd2sindR0rrr1.1(1)2rsRdrR0(1)1.1(2)rS1.1dRs2016/5/219翻圆孔的变形特点:变形是局部的，主要发生在位于凸模底部的（d-d）的环形10部分，该区是翻圆孔的变形区。变形区材料沿切向和径向受拉，产生切向和径向均伸长、厚度减薄的变形。变形区变形不均匀，径向伸长不明显，切向变形较大，且愈到口部伸长愈多，口部减薄最为严重。2016/5/21102.翻圆孔的成形极限成形极限用翻d0K孔系数K

3、表示：Dm极限翻孔系数Kmin影响极限翻孔系数的因素：材料性能/,,,nsb预冲孔质量凸模形状预冲孔径与板厚比值2016/5/21113.翻圆孔的工艺设计（1）翻圆孔件的工艺性翻孔后的竖边与凸缘之间的圆角半径应满足：材料厚度t＜2mm，r=（2~4）t；材料厚度t＞2mm，r=（1~2）t；若不能满足上述要求，则在翻孔后需要增加整形工序以整出需要的圆角半径。翻孔后竖边口部减薄最为严重，最薄处的厚度为：D端部切向应变：mlnd0端部为单向拉伸应力状态t1端部厚向应变：tlnt20端部厚度

4、：ttd/D00m（2）翻圆孔的工序安排通常在翻孔前需要预冲出翻孔用的圆孔，再根据翻孔件的翻孔高度及翻孔系数确定能否一次翻成，进而确定翻孔件的成形方法。2016/5/2113（3）平板翻孔的工艺计算1）确定预冲孔的直径2）核算翻孔高度，判定是否可以一次翻孔成功3）确定翻孔次数当翻孔高度H＜H时，max可以一次翻出。2016/5/2114（4）先拉深后冲底孔再翻孔的工艺计算1）计算预拉深后翻孔所能达到的高度h为：2）计算翻孔前预冲孔直径和拉深高度：3）拉深工艺计算（5）翻孔力的计算用圆柱形平底凸模翻孔时，可按下式计算：用锥形

5、或球形凸模翻孔的力略小于上式计算值4.翻圆孔模（1）翻圆孔模的结构正装翻孔模倒装翻孔模2016/5/2118落料、拉深、冲孔、翻孔复合模2016/5/2119（2）翻孔模工作部分的结构及尺寸设计1）翻圆孔凸模的结构及尺寸2）翻孔凸、凹模之间的间隙C2016/5/21206.1.2翻非圆孔工艺计算复杂2016/5/21216.2翻边翻边是指利用模具使制件的边缘翻起呈竖立或一定角度直边的冲压加工方法。根据所翻外缘的形状不同有：弯曲与翻边外缘的内曲翻边的关系？外缘的外曲翻边。2016/5/21226.2.1外缘的内曲翻边变形情

6、况近似于翻圆孔，属于伸长类变形，变形区主要是切向受拉，边缘处变形最大，容易开裂。其变形程度为：2016/5/21236.2.2外缘的外曲翻边外缘的外曲翻边变形类似于浅拉深，属于压缩类变形，坯料变形区在切向压应力作用下主要产生压缩变形，容易失稳起皱。其变形程度可表示为：2016/5/21246.2.3外缘翻边方法毛坯尺寸的计算方法模具结构：钢模或软模需要控制回弹对于有不同方向的竖边要求，应采用分段翻边的方法2016/5/2125翻孔、翻边与整形复合2016/5/2126扩展阅读：变薄翻边变薄翻孔或翻边是指采用较小的模具

7、间隙迫使竖边厚度变薄、高度增加的一种变形工艺。6.3缩口缩口是利用模具将空心或管状制件端部的径向尺寸缩小的一种冲压加工方法。6.3.1缩口变形特点1.缩口变形特点A区——已经经过塑性变形的不变形区C区——等待变形的不变形区B区——正在变形的变形区防止失稳起皱是缩口工艺要解决的主要问题2016/5/21292．缩口成形极限缩口变形程度用缩口后的口部直径与缩口前的毛坯直径之比来表示。缩口系数：m=d/D在保证缩口件不失稳的前提下得到的缩口系数的最小值称为极限缩口系数[m]。[m]与材料的塑性、厚度、模具的支撑结构等方面因素有关。

8、2016/5/2130不同支承方法的缩口模无支承外支承内外支承6.3.2缩口工艺设计1.坯料尺寸确定缩口件毛坯尺寸确定参见表6-4.2.缩口次数确定当实际缩口系数m小于极限缩口系数[m]时，不能一次缩口，缩口次数可通过计算得到：2016/5/21323.缩口工艺力的计算无支撑缩口时，缩口力