缩口成形工艺与模具设计

1、5.3 缩口成形工艺与模具设计缩口（ necking）是指将预先拉深成形的圆筒或管状坯料，通过缩口 模将其口部缩小的一种成形工艺。5.3.1 典型案例工件名称：气瓶 生产批量：中批量 材料： 08 钢 料厚： 1mm工件简图：如图 5-27 所示5.3.2 缩口成形的特点与变形程度1. 缩口成形的特点图 5-28 为同形件缩口成形示意图。缩口时，缩口端的材料在凹模的压力下向凹 模内滑动，直径减小，壁厚和高度增加。 制件壁厚不大时， 可以近似地认为变形区 处于两向 （切向和径向 ）受压的平面应力状 态，以切向压力为主。应变以径向压缩应 变为最大应变， 而厚度和长度方向为伸长 变形， 且厚度方向的

2、变形量大于长度方向 的变形量。由于切向压应力的作用，在缩口时坯料易于失稳起皱；同时非变形区的筒 壁，由于承受全部缩口压力，也易失稳产 生变形， 所以防止失稳是缩口工艺的主要 问题。2 缩口成形的变形程度缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制，缩口变形程度用总缩口系数ms表示。式中ms -总缩口系数料厚、模具形式与表面质量、制件缩口端边缘情况及润滑条件等有关。表5-9所示为各种材料的缩口系数。d -缩口后直径（mm）; D -缩口前直径（mm ）。 缩口系数的大小与材料的力学性能、当工件需要进行多次缩口时，其各次缩口系数的计算为:首次缩口系数m1=0.9 m均以后各次缩口系数ml-八匕 '

3、;【丄：-'m均式中m均-平均缩口系数；m I + m2 + m3 + + mnm均=”案例工艺分析；气瓶为带底的筒形缩口工件，可采用拉深工艺制成圆筒形件，再进行缩口成形。 缩口系数计算；表5-9 各种材料的缩口系数均m-承 外支一一,511>铝-7a886a3 a23 a|7 火 铝 硬o8 a37 a36 ,60 a53 a|7 火 (# 铝 硬o8 a57 a36. aa钢58 aa56 a ,7 aa g7 a6075 a537 O3 a由图5-27可知，d=35mm.D=49mm,则缩口系数因该工件为有底缩口件，所以只能采用外支承方式的缩口模具，查表5-9得许用缩口系数

4、为 0.6，则该工件可一次缩口成形。缩口工艺计算i.毛坯咼度计算缩口后，工件高度发生变化，缩口毛坯高度按下式计算，式中符号如图5-29所 示。图 5-29a 形式：图 5-29b 形式 :由图 5-27 可知， h=79mm, 则毛坯高度为取 H=111.3mm, 缩口前毛坯如图 5-30 所示。2. 缩口凹模的半锥角 a缩口凹模的半锥角 a 在缩口成形中起着重要作用。一般使用 a,<45, 最好使 a 在 30 以内，当 a 较为合理时，允许的极限缩口系数 m 可比平均缩口系数 m 均小 10%15%.3 缩口力计算在无内支承进行时，缩口力 F 可用下式进行计算。是中 -缩口前料厚；-

5、缩口前直径；-工件缩口部分直径；-工件与凹模间的摩擦因数；-材料抗拉强度；-凹模圆锥半角；-速度系数，用普通压力机时， k=1.15由附录A可查得，=430Mpa,凹模与工件的摩擦因数 =0.1,根据图5-27,缩口 力 F 为；4.缩口模结构设计常见的缩口模结构如图 5-31 所示。图 5-31 缩口模结构无支承缩口成形 外支承缩口成形 内支承缩口成形1-凹模 2-外支承 3-下支承缩口模采用外支承式一次成形， 缩口凹模工作表面的表面粗糙度为 Ra=0.4m,采用 后侧导柱、导套模架,导柱、导套加长为 2 1 0m m 。因模具闭合高度为 275mm, 则选用400KN开式可倾式压力机。缩口模结构如图 5-32所示。图 5-32 气瓶缩口模装配图1- 下模座 2、14