冲压模具设计与制造5123.ppt

复习第四章的内容,1拉深过程中容易出现的质量问题有哪些？如何防止？,第五章其它成形工艺,2拉深件坯料形状和尺寸的确定原则？,3拉深系数与极限拉深系数的概念？如何确定工件的拉深次数？,4其它形状零件的拉深有何特点？,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,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：,第二节胀形,当坯料外径与成形直径的比值/时，其成形完全依赖于直径为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。,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：,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：,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。,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。,第五章其它成形工艺,2.胀形的变形程度,和坯料伸长率,的关系为,第五章其它成形工艺,胀形系数表,第五章其它成形工艺,3.胀形的坯料尺寸计算,坯料直径,坯料长度,式中,变形区母线长度；,坯料切向拉伸的伸长率；切边余量，一般取1020。,第五章其它成形工艺,4.胀形力的计算,胀形时，所需的胀形力可按下式计算：,胀形单位面积压力可用下式计算：,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（）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,第五章其它成形工艺,称为翻边系数，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：,第五章其它成形工艺,（）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,第五章其它成形工艺,（）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。,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大小，查表5.3.2,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,）伸长类平面翻边）伸长类曲面翻边,1.伸长类翻边,第五章其它成形工艺,伸长类曲面翻边：,采用较强的压料装置,凸模的曲面形状应修正,冲压方向的选取,）伸长类平面翻边）伸长类曲面翻边,2.压缩类翻边,第五章其它成形工艺,变形程度,也要采用防皱的压料装置,凹模的曲面形状应修正,冲压方向的选取原则与伸长类曲面翻边时相同,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：,）压缩类平面翻边）压缩类曲面翻边,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。,冲制以下的小螺孔,第五章其它成形工艺,其它成形件,第五章其它成形工艺,胀形变形区,第五章其它成形工艺,起伏成形,第五章其它成形工艺,起伏成形前后材料的长度,第五章其它成形工艺,深度较大的局部胀形法）预成形）最后成形,第五章其它成形工艺,用刚性凸模的胀形,1凹模分瓣凸模3拉簧4锥形芯块,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,第五章其它成形工艺,圆孔翻边时的应力与变形情况,第五章其它成形工艺,圆孔翻边凸模的形状和尺寸,第五章其它成形工艺,非圆孔翻孔,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,第五章其它成形工艺,曲面翻边时的冲压方向,第五章其它成形工艺,压缩类曲面翻边凹模形状的修正