机械胀形.ppt

机械胀形,定义：利用介质或模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获得零件几何形状的冲压加工方法。,机械胀形,机械胀形工艺是一种新兴的加工方法，与挤压成形有相似的地方，都是通过介质或模具对工件作用。实际生产中的胀形主要是对管材进行加工,在适当位置对管材进行开孔（一般采用冲孔或者切割方法），孔的尺寸要根据图纸要求确定。,机械胀形,有的胀形方法中不需要放入扩胀芯，直接利用凸模对管材孔进行胀形，主要是利用凸模随着高度增加截面形状尺寸发生变化，这种尺寸上的变化在加工过程中会导致与之接触的坯料在极小区域内的金属因为所接触的凸模截面尺寸不同而发生相运动，产生相对位移，宏观上就是产生变形，进而实现对工件的加工。,机械胀形,而有的胀形方法需要在管材孔中放入扩胀芯，然后利用凸模截面形状尺寸变化对扩胀芯作用，使扩胀芯运动，扩胀芯与管材接触，通过扩胀芯的运动使管材发生变形，对管材进行扩张变形，从而得到所需要的加工形状及尺寸。,Contents,胀形的原理,胀形的分类,机械胀形的特点,机械胀形的应用,机械胀形（刚性模胀形）,机械胀形工艺难点,胀形的原理,胀形利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获得零件几何形状的冲压加工方法。凸缘筒形件D/d4属于局部成形胀形汽车覆盖件的形状比较复杂，很多成形部分都有胀形成分。,空心管状毛坯的胀形,平板毛坯的胀形,Inserttitletexthere,（1）胀形时毛坯的塑性变形局限于一个固定的变形区内；（2）变形区的金属处于双向受拉应力状态；（3）变形区内板料形状由表面积增大来实现。,机械胀形的特点,顶部胀形应力应变,顶部胀形应力应变,顶部胀形应力应变,胀形成形极限,（1）胀形成形极限是以零件是否发生破裂来判断。（2）成形极限参数是以变形毛坯在胀形过程中所发生的总体尺寸变化结果来确定和计算的。如许用成形高度等；,2019/12/12,15,可编辑,影响成形极限的主要因素,零件的形状和尺寸球头凸模胀形、应变均匀，总应变量大，成形极限大；平头凸模胀形，应变不均匀，总应变量小，成形极限小。,材料延伸率和应变硬化指数,成形极限大；n应变硬化能力强，可使应变分布均匀，成形极限大。润滑条件、成形速度,机械胀形的主要应用,1、平板毛坯的局部成形压加强筋、压凸台、压字、压艺术装饰筋条（1）压加强筋能一次成形加强筋的条件材料延伸率p许用断面变形程度多次成形方法书图5-101）先胀形成弧形较大的形状，变形较均匀；2）再胀形到所需尺寸。表5-1加强筋的形式与尺寸,（2）压凸包许用成形高度表5-2hp球头胀形h可达1/3d球，平底胀形变形不均，h减小，如表5-2多次胀形方式与压筋一样,起伏成形,起伏成形前后材料的长度,深度较大的局部胀形法）预成形）最后成形,提高胀形的极限变形程度的方法：两次胀形法。,欲提高胀形的极限变形程度,可采用(如图)所示两次胀形法。1.压加强筋(1)用刚性凸模压制加强筋的变形力按式计算:(2)对在曲柄压力机上用薄料（t1.5mm）对小工件（面积2000）压筋或压筋兼有校形工序时的变形力按式计算;(3)软模胀形的单位压力可按式近似计算（不考虑材料厚度变薄）。2.压凹坑压凹坑时，成形极限常用极限胀形深度表示，如果是纯胀形，凹坑深度因受材料塑性限制不能太大。,机械胀形的主要应用,2、圆柱形空心毛坯的胀形将圆柱形空心的毛坯（管装、筒状）向外扩张，变成曲面空心零件的冲压加工方法叫圆柱形空心毛坯的胀形。图(a)波纹管，凸肚件，图(b)盖子类（1）胀形方法：机械胀形模具结构复杂，工件精度不高如图(c)分瓣凸模,Inserttitletexthere,用刚性凸模的胀形,(3)胀形力刚模胀形所需压力的计算公式,可根据力的平衡方程式推导得到,其表达式为:,(4)胀形工艺性要求,（1）轴对称的胀形件工艺性最好。（2）应避免过大的高径比h/d，或高宽比h/b。（3）过渡部分的圆角不能太小。（4）壁厚均匀性不能要求过高。,机械胀形工艺难点,机械胀形的工艺难点主要在于管材、模具及工艺参数的确定。1)管材参数确定管材参数确定主要包括两方面，分别是材质和形状尺寸。材料材质的选择需要根据工件的性质需要，而坯料尺寸需要结合图纸和加工方式来确定，不仅包括管材长度，截面尺寸，同时还要确定管材孔槽的尺寸。2)模具参数的确定模具参数除了材质，主要是指模具形状尺寸，有些位置结合实际需要还要进行特殊处理，确定主要由坯料和工件尺寸，加工方法，以及加工过程来确定，,机械胀形工艺难点,3)工艺参数的确定工艺参数有很多，其中比较主要的包括加工温度、加工速度。升高加工温度可以提高金属变形性能，主要是通过提高金属内原子动能，降低原子间结合力，提高塑性。但当温度过高时，金属的塑性会降低，变形性变差，更严重的后果则是坯件报废，这主要是由于氧化、过热和过烧等缺陷的产生造成的。增加变形速度，能直接提高生产效率，但是过度增加变形速度，会降低金属塑性，使材料可变性能变差，这是因为在塑性变形时所产生的加工硬化由于变形速度快而来不及消除。因此，应根据金属材质及加工方式来控制加工速度，不宜盲目的增大或过度的降低。,参考文献,汽车后桥壳机械热胀成形有限元模拟研究,冲模结