模具胀形设计.ppt

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1、5.1胀形在模具的作用下，迫使毛坯厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法叫做胀形。5.1.1平板的胀形在平板毛坯上进行胀形加工的通俗名称很多，例如压窝、压加强筋、打包、凸起、起伏成形等，但它们的变形力学特点是相同的，同属于胀形。5.1胀形一、胀形的变形特点图5-1所示为在平板毛坯的局部压窝坑的胀形模。胀形是依靠变形区部分板料厚度变簿、表面积增大来实现的。胀形时变形区内的材料不可能向变形区外转移，通常变形区外的材料也不向变形区内补充，这种胀形也可称为纯胀形。平板毛坯局部胀形时，一般都属于这种情况。胀形属于伸长类成形。胀形

2、过程中不会产生失稳起皱现象，而且在胀形充分时工件表面很光滑。图5-1平板毛坯局部胀形5.1胀形二、平板毛坯胀形的变形程度胀形属于伸长类成形，其破坏形式是胀裂或胀破。对于某些产品的胀形件，即使不胀破，板厚过分变薄也是不允许的。因此平板毛坯局部胀形的极限变形程度可按截面最大相对伸长变形不超过工件材料许用伸长率[δ]的70％～75％来控制：≤(0.7~0.75)[δ](5-1)式中L0、L——胀形前、后变形区截面长度；[δ]——工件材料的许用伸长率。系数0.7~0.75可视胀形变形的均匀程度来选取，例如压加强筋时，截面为圆弧形时可取较大值，

3、截面为梯形时应取较小值。在生产中按式(5-1)核算胀形的变形程度并不方便，按胀形深度控制变形程度则更加直观。5.1胀形采用平头凸模对塑性较好的低碳钢板、软铝板进行胀形所能达到的深度见表5-1。采用球头凸模胀形能达到的深度为：≈，为胀形件的直径。在平板上压加强筋时，如果截面形状为圆弧形，可能达到的压筋深度为压筋宽度的30％左右，即≤0.3。a)先胀形b)后整形图5-2深度较大工件的胀形法5.1胀形如果如图5-2b所示的平底胀形件的深度超过了表5-1给出的极限值，可先用较大直径的球头凸模胀形，得到一个如图5-2a所示的工序件，最后用整形法

4、达到工件所要求的形状和尺寸。如果采用上述两道工序仍不能达到工件所要求的深度，采用胀形法成形就必须适当降低工件的深度。5.1胀形三、平板毛坯胀形力的计算采用刚性凸模对平板毛坯进行胀形时所需的胀形力按下式估算：(N)(5-2)式中L——胀形区周边长度（ｍｍ）；t——板料厚度（ｍｍ）；——板料抗拉强度(MPa)；K——考虑变形程度大小的系数，一般取K=0.7～1。5.1胀形在曲柄压力机上对板厚小于1.5ｍｍ、成形面积小于200ｍｍ2的小件压加强筋时，如在成形后进行校形，所需冲压力按下式计算：(5-３)式中A——成形区的面积（ｍｍ2）；t——

5、板料厚度（ｍｍ）；K——系数，对于钢为200~300，对于铜、铝为150~200。5.1胀形5.1.2空心毛坯的胀形空心毛坯的胀形用的工序件可以是一段无底的管子，也可以是带底的拉深件。作工序件用的管子一般都尽可能选用标准规格的管材，当标准管材不能满足要求时，可采用板料弯曲成形后焊接的方法来制备。一、空心毛坯胀形的变形程度对空心毛坯的胀形具有与平板毛坯胀形相同的变形特点，应力－应变状态也相同。但对空心毛坯的胀形，如图5-3所示对一段管子的凸肚胀形，为了不胀破，需限制切向最大拉应变不超过材料的许用伸长率[δ]：5.1胀形图5-3对空心毛坯

6、的胀形＝(5-４)≤[δ]图5-3对空心毛坯的胀形令比值dmax/d0为胀形系数K:K=dmax/d0(5-5)按式(5-4)胀形系数与材料的许用伸长率[δ]有如下关系：5.1胀形K≤1+[δ](5-6)式中d0——胀形前工序件的初始直径；dmax——胀形后工件的最大直径。由式(5-6)可见，胀形系数K可以表示胀形的变形程度。但材料的许用伸长率不能套用材料单向拉伸试验所得的伸长率，因为胀形时的应力状态与单向拉伸不同。表5-2给出了一些材料的许用伸长率[δ]和极限胀形系数K的实验值，可供设计时参考。5.1胀形二、空心毛坯胀形工序件的计算

7、当胀形件留有不变形段时，工序件的直径就等于不变形段的直径。当胀形件全长都参与胀形时，如图5-4a所示的凸肚形件，则胀形前工序件的直径应稍小于工件小端直径并可利用式(5-5)，按表5-2允许的胀形系数值求得工序件直径。a)b)图5-4胀形工序件的尺寸计算5.1胀形三、空心毛坯胀形方法按传力介质的不同，空心毛坯的胀形可分为刚性凸模胀形和软模胀形两大类。(一)刚性凸模胀形图5-5所示为双动压力机用的整体凸模胀形模。1.凸模2.锥面压边圈3.凹模图5-5整体凸模胀形模1上凹模2.分体凸模3.锥面导向轴4.弹性卡圈5.顶板6.顶杆7.下凹模图5

8、-6分体凸模胀形模5.1胀形如果选用一段管材为胀形前的工序件，应将所计算的值化为最靠近的标准管材直径。两者相差较大时，应重新核算变形程度。对于一个具体的胀形件，其高度往往是有限的，胀形时两端一般不加固定，任其自由收缩，可