冲压模具设计与制造

关于冲压模具设计与制造第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日冲压工序变形工序分离工序切断冲孔冲裁拉深胀形弯曲翻边落料修边第五章其它成形工艺第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺学习目的与要求：

了解胀形、翻边、缩口、校形等工序的变形特点；重点：胀形、翻边工序的变形特点和工艺计算。

难点：翻边工序的变形特点、工艺计算。

第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第一节概述应用这些工序可以加工许多复杂零件。第五章其它成形工艺

在冲压生产中，除冲裁、弯曲和拉深工序以外，还有一些是通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的冲压成形工序，如胀形、翻边、缩口、旋压和校形等，这类冲压工序统称为其它冲压成形工序。

自行车多通接头

如图就是通过切管、胀形、制孔、圆孔翻边等工序加工的第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日伸长类成形：如胀形和圆内孔翻孔，成形极限主要受变形区过大拉应力而破裂的限制；压缩类成形：如缩口和外缘翻凸边，成形极限主要受变形区过大压应力而失稳起皱的限制。

第五章其它成形工艺

这些成形工序的共同特点是通过材料的局部变形来改变坯料或工序件的形状；但变形特点差异较大，可分为：第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第二节胀形当坯料外径与成形直径的比值Ｄ/ｄ＞３时，其成形完全依赖于直径为ｄ的圆周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大而成形。胀形的变形区第五章其它成形工艺一、胀形的变形特点第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺很显然，胀形变形区内金属处于切向和径向两向受拉的应力状态，其成形极限将受到拉裂的限制。材料的塑性愈好，硬化指数ｎ值愈大，可能达到的极限变形程度就愈大。

由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态，变形区的材料不会产生失稳起皱现象，因此成形后零件的表面光滑，质量好。同时，由于变形区材料截面上拉应力沿厚度方向的分布比较均匀，所以卸载时的弹复很小，容易得到尺寸精度较高的零件。第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日起伏成形俗称局部胀形，可以压制加强筋、凸包、凹坑、花纹图案及标记等。

1．压加强筋第五章其它成形工艺二、平板坯料的起伏成形简单的起伏成形零件，其极限变形程度可按下式近似确定：第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日

如果零件要求的加强筋超过极限变形程度时，可以采用多次成形的方法，第一道工序用大直径的球形凸模胀形，达到在较大范围内聚料和均匀变形的目的，用第二道工序成形得到零件所要求的尺寸的方法。第五章其它成形工艺压制加强筋所需的冲压力，可用下式近似计算：第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日空心坯料的胀形:1.胀形方法第五章其它成形工艺三、空心坯料的胀形刚性模具胀形俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，将空心工序件或管状坯料向外扩张，胀出所需的凸起曲面，如壶嘴、皮带轮、波纹管等。

利用锥形芯块将分瓣凸模顶开，使工序件胀出所需的形状。分瓣凸模的数目越多，工件的精度越好。这种胀形方法的缺点是很难得到精度较高的正确旋转体，变形的均匀程度差，模具结构复杂。第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺软模胀形

原理是利用橡胶（或聚氨酯）、液体、气体或钢丸等代替刚性凸模。软模胀形时材料的变形比较均匀，容易保证零件的精度，便于成形复杂的空心零件，所以在生产中广泛采用。胀形前要先在预先拉深成的工序件内灌注液体，上模下行时侧楔使分块凹模合拢，然后在凸模的压力下将工序件胀形成所需的零件。由于工序件经过多次拉深工序，伴随有冷作硬化现象，故在胀形前应该进行退火，以恢复金属的塑性。第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日轴向压缩和高压液体联合作用的胀形第五章其它成形工艺首先将管坯置于下模，然后将上模压下，再使两端的轴头压紧管坯端部，继而由轴头中心孔通入高压液体，在高压液体和轴向压缩力的共同作用下胀形而获得所需的零件。用这种方法加工高压管接头、自行车的管接头和其它零件效果很好。第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺2.胀形的变形程度第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日Ｋ和坯料伸长率的关系为第五章其它成形工艺胀形系数表第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺3.胀形的坯料尺寸计算

坯料直径Ｄ坯料长度Ｌ式中――变形区母线长度；――坯料切向拉伸的伸长率；ｂ――切边余量，一般取ｂ＝10～20ｍｍ。

第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺4.胀形力的计算胀形时，所需的胀形力Ｆ可按下式计算：胀形单位面积压力ｐ可用下式计算：――胀形变形区实际应力，近似估算时取式中≈（材料的抗拉强度）第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第三节翻边翻边：在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边的成形方法。根据坯料的边缘状态和应力、应变状态的不同，翻边可以分为内孔翻边和外缘翻边，也可分为伸长类翻边和压缩类翻边。1．圆孔翻边（１）圆孔翻边的变形特点与变形程度

第五章其它成形工艺一、内孔翻边变形程度第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺

Ｋ称为翻边系数，Ｋ值愈小，则变形程度愈大。翻边时孔边不破裂所能达到的最小Ｋ值，称为极限翻边系数。表5.3.1所列的是低碳钢圆孔翻边的极限翻边系数。对于其它材料，按其塑性情况，可参考表列数值适当增减。从表中的数值可以看出，影响极限翻边系数的因素很多，除材料塑性外，还有翻边凸模的形式、孔的加工方法及预制的孔径与板料厚度的比值（体现工序件相对厚度的影响）。极限翻边系数

见表5.3.1翻边后竖边边缘的厚度，可按下式估算：

第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺（２）翻边的工艺计算1）平板坯料翻边的工艺计算预冲孔直径d竖边高度H或极限高度第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺2）先拉深后冲底孔再翻边的工艺计算

先拉深后翻边的高度h预制孔直径或翻边的极限高度拉深高度第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺（３）翻边力的计算用圆柱形平底凸模翻边时，可按下式计算：用锥形或球形凸模翻边的力略小于上式计算值。第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日2．非圆孔翻边第五章其它成形工艺变形区分类非圆孔的极限翻边系数，可根据各圆弧段的圆心角ａ大小，查表5.3.2

第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日伸长类翻边1.伸长类翻边第五章其它成形工艺二、外缘翻边变形程度应在坯料的两端对坯料的轮廓线做必要的修正

按变形的性质分压缩类翻边ａ）伸长类平面翻边ｂ）伸长类曲面翻边

第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日1.伸长类翻边第五章其它成形工艺伸长类曲面翻边：①采用较强的压料装置

②凸模的曲面形状应修正③冲压方向的选取ａ）伸长类平面翻边ｂ）伸长类曲面翻边第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日2.压缩类翻边第五章其它成形工艺变形程度①也要采用防皱的压料装置

①凹模的曲面形状应修正②冲压方向的选取原则与伸长类曲面翻边时相同

②也需修正坯料的展开形状压缩类平面翻边：压缩类曲面翻边：ａ）压缩类平面翻边ｂ）压缩类曲面翻边第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日变薄翻边对生产竖边较高的零件，既可提高生产率,又能节约材料。

变薄系数第五章其它成形工艺三、变薄翻边竖边的高度应按体积不变定律进行计算。

冲制Ｍ５以下的小螺孔第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺其它成形件第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺胀形变形区第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺起伏成形第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺起伏成形前后材料的长度第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺深度较大的局部胀形法ａ）预成形ｂ）最后成形第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺用刚性凸模的胀形1－凹模２－分瓣凸模3－拉簧4－锥形芯块

第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺用软凸模的胀形1－凸模2－分块凹模3－橡胶4－侧楔5－液体第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺加轴向压缩的液体胀形1－上模2－轴头3－下模4－管坯第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺圆孔翻边时的应力与变形情况第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺圆孔翻边凸模的形状和尺寸第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺非圆孔翻孔第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺伸长类曲面翻边凸模形状的修正1－凹模2－顶料板3－凸模第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺曲面翻边时的冲压方向第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺压缩类曲面翻边凹模形状的修正1－凹模2－压料板3－凸模第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺用阶梯形凸模变薄翻边ａ）零件ｂ）凸模第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺内孔翻边模第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺内、外缘翻边模第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章其它成形工艺落料、拉深、冲孔、翻孔复合模