成形工艺与模具设计

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1、第5章成形工艺与模具设计5.1翻边翻边是在模具的作用下将坯料的孔边缘或外边缘翻成竖立直边的成形方法。翻边分内孔翻边和外缘翻边。5.1.1内孔翻边翻边系数内孔翻边的变形程度以翻边前预制孔直径d与翻边后孔径D的比值K来表示。极限翻边系数与下列因素有关，主要是：①材料的力学性能②孔的边缘状况③翻边前的孔径d和材料厚度t的比值④凸模的形状圆孔翻边的工艺计算①平板坯料翻边的工艺计算d=D–2(H--0.43r–0.72t)翻边高度H的表达式最大翻边高度②先拉深后冲孔再翻边的工艺计算翻边高度h可按板厚中线尺寸计算极限翻边高度预冲孔直径应为需要拉深的高度应为③

2、圆孔翻边力的计算图5-4在平板坯料上直接翻边图5-5在拉深件底部冲孔后翻边2．非圆孔翻边非圆孔翻边时，要对最小圆角部分进行允许变形程度的核算。由于相邻部分的有利作用，其许可的翻边系数比相应的圆孔翻边系数要小些。5.1.2外缘翻边1．变形程度平面外缘翻边见图5-7。图a）为外凸的外缘翻边，其变形情况近似于浅拉深，变形区主要为切向受压；在变形过程中，材料容易起皱。图b）为内凹的外缘翻边，其变形特点近似于圆孔翻边，变形区主要为切向拉伸，边缘容易拉裂。２．坯料计算外缘翻边可根据翻边形式来计算，对于外凸的外缘翻边，坯料形状按浅拉深件坯料的计算方法；对于内凹

3、的外缘翻边，坯料形状按一般孔的翻边方法计算。3．外缘翻边方法外缘翻边既可用刚体冲模实现，也可用软模或其他加工方法实现。5.1.3翻边模设计图5-10圆孔翻边模1－限位钉；2－顶杆；3、16－螺栓；4、13－销钉；5－下模板；6－下固定板；7－凸模；8－托料板；9－定位销；10－凹模；11－上顶出器；12－上模板；14－模柄；15－打料杆；l7－导套；18－导柱1.翻边模典型结构图5-11内外缘翻边复合模1－外缘翻边凸模；2－凸模固定板；3－外缘翻边凹模；4－内缘翻边凸模；5－压料板；6－顶件块；7－内缘翻边凹模；8－推件板2.翻边模工作部分结构参

4、数图5-12圆孔翻边凸模的结构5.2缩口缩口是将先拉深好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口模具使其口部直径缩小的一种成形工序。图5-13缩口与拉深工艺的比较5.2.1变形特点图5-14缩口变形的应力应变5.2.2缩口系数缩口变形程度用缩口系数表示缩口模具对缩口件筒壁的支承形式有三种5.2.3坯料尺寸计算缩口坯料尺寸主要是指缩口前的高度图5-16缩口坯料高度计算图5-16a）形式图5-16b）形式图5-16c）形式5.2.4缩口冲压力无心柱支承的缩口压力可按下式计算5.2.5缩口模设计图5-17缩口模原理图1－心座；2－压簧；3－可活动的夹紧环；4-－

5、套筒；5－缩口凹模；6－推件器（又起内支承作用）图5-18无支承衬套缩口1-卸料板；2-缩口凹模；3-定位座图5-19倒挤式缩口模1－上模座；2－垫板；3－凸模；4－紧固套；5－导正圈；6－凹模；7－凹模套；8－下模座图5-20带有夹紧装置的缩口模5.3胀形5.3.1胀形特点图5-21球形凸模对平板坯料进行胀形1－凸模；2－压料筋；3－压边圈；4－坯料；5－凹模由于胀形属于伸长类变形，其成形极限受到拉裂的限制。材料的塑性越好，硬化指数值越大，可能达到的极限变形程度越大。此外，模具结构、零件形状、润滑条件及材料厚度等均影响胀形区金属的变形。5.3.

6、2胀形系数胀形变形主要是材料受切向和母线方向拉伸，所以在胀形工艺中，主要问题是防止拉伸过多而胀裂。胀形的变形程度受材料的极限伸长率限制，常以胀形系数K表示胀形变形程度5.3.3坯料尺寸计算坯料直径坯料长度5.3.4胀形方法胀形一般采用机械胀形、橡皮胀形和液压胀形三种图5-23机械胀形1－拉簧；2－坯料；3－凹模；4－分瓣式凸模；5－锥体心轴；6－工件；7－顶杆图5-24橡皮胀形图5-25液压胀形图5-26胀形模1－上凹模；2－心轴；3－顶件；4－顶件块；5－下凹模；6－推件块5.3.5起伏成形起伏成形是依靠材料的局部拉伸，使平整的坯料或工件表面形

7、状改变，形成局部下凹或凸起的冲压工序。生产中常用的有压筋、压窝、压字、压花和压包等。图5-27起伏成形举例5.4校平与整形5.4.1校平根据板料的厚度和对表面要求的不同，校平可以分为光面模校平或齿形模校平两种。图5-30光面校平模图5-31齿面形状5.4.2整形经过弯曲、拉深或其它成形工序加工之后，制件已基本成形，但可能圆角半径还太大，或是某些形状和尺寸还没有达到零件的要求，就需要进一步整形。图5-32弯曲件的整形图5-33拉深件的整形5.5旋压将平板坯料或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随同机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使其逐

8、渐变形并紧贴于模具，从而获得所要求的零件。此种成形称为旋压（见图5-34）。旋压能加工各种形状复杂的旋转体零件（见图5-35），从而可替