20100318093854模58

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1、哈滨职业技术学院教案第页课程题目局部成形模基础课时2教学目的：了解局部成形的计算方法，变形特点及模具设计教学重点与难点：了解变形的多种加工工艺教学方法与手段：1、采用“模块化”的教学模式，改变了传统的教学模式，具有以下教学特色和效果2、工学交替，“教、学、做”一体化的教学模式。教学内容与课时分配：1.课程讲授。12.案例分析。1教具：多媒体教学作业与思考：1.内孔翻边有何变形特点?教学后记：每种工序都有各自的特点。哈滨职业技术学院教案第页模块五自行车脚踏内连接板成形模设计课题一局部成形模基础一、内孔翻边1．圆孔

2、翻边(1)内孔翻边的变形特点将画有等距离的坐标网格（图5-1(a)）的坯料，放入翻边模内进行翻边（图5-1(b)）。翻边后从图5-1(b)所示的冲件坐标网格的变化可以看出：坐标网格由扇形变成了矩形，说明金属沿切向伸长，愈靠近孔图5-1圆孔翻边时的应力与变形情况口伸长愈大。同心圆之间的距离变化不明显，即金属在径向变形很小。竖边的壁厚有所减薄，尤其在孔口处减薄较为显著。由此不难分析，翻边是坯料的变形区是d与D1之间的环形部分。变形区受两向拉应力——切向拉应力和径向拉应力的用（图5-1c）；(2)内孔翻边的变形程度圆

3、孔翻边的变形程度用翻边系数K表示，翻边系数为翻边前孔径d与翻边后K=d/D显然，K值越小，变形程度越大。当翻边孔边不破裂所能达到的最小翻边系数为极限翻边系数，极限翻边系数用Kmin表示。表5.1给出了低碳钢的一组极限翻边系数值。表5.1低碳钢的极限翻边系数Kmin注：采用表中Kmin值，实际翻边后口部边缘会出现小的裂纹，如果工件不允许开裂，则翻边系数须加大10%～15%。极限翻边系数与许多因素有关，主要有：①材料的塑性哈滨职业技术学院教案第页材料的延伸率δ、应变硬化指数和各向异性系数越大，极限翻边系数就越小，有

4、利于翻边。②孔的加工方法预制孔的加工方法决定了孔的边缘状况，孔的边缘无毛刺、撕裂、硬化层等缺陷时，极限翻边系数就越小，有利于翻边。目前，预制孔主要用冲孔或钻孔方法加工，如表5-1中数据显示，钻孔比一般冲孔的Kmin小。采用常规冲孔方法生产效率高，特别适宜加工较大的孔，但会形成孔口表面的硬化层、毛刺、撕裂等缺陷，导致极限翻边系数变大。采取冲孔后进行热处理退火、修孔或沿与冲孔方向相反的方向进行翻孔使毛刺位于翻孔内侧等方法，能获得较低的极限翻边系数。用钻孔后去毛刺的方法，也能获得较低的极限翻边系数，但生产效率要低一些

5、。③预制孔的相对直径如表5.1所示，预制孔的相对直径d/t越小，极限翻边系数越小，有利于翻边④凸模的形状如表5.1所示，球形凸模的极限翻边系数比平底凸模的小。此外，抛物面、锥形面和较大圆角半径的凸模也比平底凸模的极限翻边系数小。因为在翻边变形时，球形或锥形凸模是凸模前端最先与预制孔口接触，在凹模口区产生的弯曲变形比平底凸模的小，更容易使孔口部产生塑变形。所以相同翻边孔径D和材料厚度t时，可以翻边的预制孔径更小，因而极限翻边系数就越小。(3)内孔翻边的工艺设计计算①平板坯料翻边的工艺计算当翻边系数K大于极限翻边系

6、数Kmin时，可采用平板坯料冲孔图5-2平板冲孔——翻边尺寸计算翻边成形工艺。图5-2所示是平板毛坯上一次翻孔示意图，d与H按下式计算： 竖边高度为：如果以极限翻边系数Kmin代入，则可求出一次翻可达到的最大极限高度Hmax上式是按中性层长度不变的原则推导的，是近似公式，生产实际中往往通过试冲来检验和修正计算值。当K≤Kmin可采用多次翻边，由于在第二次翻边前往往要将中间毛坯进行软化退火，故该方法较少采用。对于一些较薄料的小孔翻边，可以不先加工预制孔，而是使用带尖的锥形凸模在翻边时先完成刺孔继而进行翻边的方法。

7、②先拉深后冲底孔再翻边的工艺计算哈滨职业技术学院教案第页当K≤Kmin时，可采用预先拉深，在底部冲孔然后再翻边的方法。在这种情况下，应先决定预拉深后翻边所能达到的最大高度，然后根据翻边高度及零件高度来确定拉深高度及预冲孔直径。如图5-3所示，先拉深后翻边的高度h用Kmin代替K，则可求得翻边的极限高此时，预先冲孔的直径d或：拉深高度为：(5-7)先拉深后翻边的方法是一种很有效的方法，但若是先加工预制孔后拉深，则孔径有可能在拉深过程中变大，使翻边后达不到要求的高度，这一点应加以考虑。图5-3预先拉深的翻边(4)翻

8、边力的计算用圆柱形平底凸模翻边时，可按下式计算：(5-8)用锥形或球形凸模翻边的力略小于上式计算值。(5)翻边模工作部分的设计翻边凹模圆角半径一般对翻边成形影响不大，可取该值等于零件的圆角半径。翻边凸模圆角半径应尽量取大些，以便有利于翻边变形，翻边凸模的形状有平底形、曲面形（球形、抛物线形等）和锥形。图5.2.6为几种常见的翻边凸模的结构形状，图中凸模直径DO段为凸模工作部分，凸模直径