冲压工艺与模具设计第五章

1、第第5章章 成形工艺成形工艺 5.1 翻边5.2 胀形5.3 缩口5.4 校形5.5 旋压 5.1 翻边翻边5.1.1 内孔翻边内孔翻边5.1.2 内凹外缘翻边内凹外缘翻边5.1.3 外凸外缘翻边外凸外缘翻边 5.1.1 内孔翻边内孔翻边1内孔翻边的变形机理2内孔翻边系数表表5.1 翻边系数翻边系数m、m min3内孔翻边工艺与计算4内孔翻边模结构表表5.1 翻边系数翻边系数m、m min 退火材料mm min白铁皮碳钢合金结构钢镍铬合金钢软铝（t0.55mm）硬铝紫铜黄铜H62（t0.56mm）0.700.740.870.800.870.650.690.710.830.890.720.680

2、.650.650.710.700.770.570.610.630.740.800.630.690.625.1.2 内凹外缘翻边内凹外缘翻边 沿着具有内凹形状的外缘翻边称为内凹外缘翻边，沿着具有内凹形状的外缘翻边称为内凹外缘翻边，属于拉伸类平面翻边。其变形情况近似于内孔属于拉伸类平面翻边。其变形情况近似于内孔翻边，变形区主要是周向受拉，边缘处变形最翻边，变形区主要是周向受拉，边缘处变形最大，容易开裂。内凹外缘翻边的变形程度可用大，容易开裂。内凹外缘翻边的变形程度可用下式表示：下式表示：内凹外缘翻边的极限变形程度见内凹外缘翻边的极限变形程度见表表5.4。bRb凹表表5.4 外缘翻边的极限变形程度外

3、缘翻边的极限变形程度 /%凸/%凹材 料橡皮成形模具成形橡皮成形模具成形L4ML4Y1LF21MLF21Y12505230530083008636340124012LF2MLF3Y1LY12MLY12YLY11MLY11YH62软H62半硬H68软H68半硬10钢20钢1Cr18Ni9软1Cr18Ni9硬2Cr18Ni9200514061406301035102508200820064014451438221540400.60.30.60.50.40.00.80.40.80.43512300930004516551610101010105.1.3 外凸外缘翻边外凸外缘翻边 沿着具有外凸形状的不

4、封闭外缘翻边称为外凸外沿着具有外凸形状的不封闭外缘翻边称为外凸外缘翻边，如缘翻边，如图图5.13 所示，属于压缩类平面翻所示，属于压缩类平面翻边。变形情况近似于浅拉深，变形区主要周向边。变形情况近似于浅拉深，变形区主要周向受压和由此产生的径向受拉。材料最外边缘压受压和由此产生的径向受拉。材料最外边缘压缩变形最大，易起皱。外凸外缘翻边的变形程缩变形最大，易起皱。外凸外缘翻边的变形程度用下式表示度用下式表示bRb凸 图图5.13 外凸外缘翻边外凸外缘翻边 5.2 胀形胀形 5.2.1 胀形的变形特点及成形极限胀形的变形特点及成形极限 5.2.2 起伏起伏 5.2.3 空心板料毛坯的胀形空心板料毛坯

5、的胀形 5.2.1 胀形的变形特点及成形极限胀形的变形特点及成形极限胀形的应变状态可以用网目法表示，胀形前先将毛坯变胀形的应变状态可以用网目法表示，胀形前先将毛坯变形区画出许多小圆圈，胀形后毛坯变形区变薄，表面形区画出许多小圆圈，胀形后毛坯变形区变薄，表面积增大，圆圈形状发生了变化，如图积增大，圆圈形状发生了变化，如图5.12所示。在变所示。在变形区的底部、侧面和边缘的圆圈，其部位不同，圆圈形区的底部、侧面和边缘的圆圈，其部位不同，圆圈的变形就不同，即应变状态不同。的变形就不同，即应变状态不同。图图5.17(a)所示为底所示为底部产生双向相等拉应变、，圆圈直径变大。图部产生双向相等拉应变、，圆

6、圈直径变大。图5.17(b)所示为侧面产生单向拉应变，圆圈变成长圆形。图所示为侧面产生单向拉应变，圆圈变成长圆形。图5.17(c)所示为变形区边缘拉应变加大，并在所示为变形区边缘拉应变加大，并在y方向有方向有一比较小的压应变，圆圈变成细长圆形。一比较小的压应变，圆圈变成细长圆形。图图5.17 胀形件不同区域的变形状态胀形件不同区域的变形状态 5.2.2 起伏起伏 1. 起伏制件的结构工艺性起伏制件的结构尺寸见起伏制件的结构尺寸见表表5.5。如果起伏的筋边到制件边缘的距离小于如果起伏的筋边到制件边缘的距离小于(33.5)t，而且，而且鼓凸制件的外形有效尺寸小于鼓凸直径的鼓凸制件的外形有效尺寸小于

7、鼓凸直径的4倍时，起倍时，起伏时边缘处的材料受牵连而收缩。因此，应根据实际伏时边缘处的材料受牵连而收缩。因此，应根据实际的收缩量留出适当的切边余量，成形后增加一道切边的收缩量留出适当的切边余量，成形后增加一道切边工序。工序。2. 压加强肋常见的加强肋形式和尺寸见表常见的加强肋形式和尺寸见表5.6所列所列 表表5.5 起伏间距离和起伏距边缘的极起伏间距离和起伏距边缘的极限尺寸限尺寸 图 例DLl6.58.510.513151824313643485510131518222634445160687867.591113162026303540455.2.3 空心板料毛坯的胀形空心板料毛坯的胀形 1.

8、 变形特点2. 胀形系数K极限胀形程度见表5.7。 3. 胀形毛坯的计算板料毛坯的直径板料毛坯的直径d0和允许轴向自由收缩的板料毛坯展开长度和允许轴向自由收缩的板料毛坯展开长度L0，按，按下式计算下式计算4. 胀形力的计算5. 胀形的方法及其模具胀形的方法有刚性凸模胀形、软模胀形、液体胀形等多种。胀形的方法有刚性凸模胀形、软模胀形、液体胀形等多种。Kdd0bKLL)1 (10表表5.7 胀形系数值胀形系数值 材 料厚度(mm)材料许用延伸率(%)极限胀形系数K高塑铝合金0.5251.25纯铝1.01.22.02832321.281.321.32耐热不锈钢0.51.0263228341.261.

9、321.281.34低碳钢0.51.020401.201.245.3 缩口缩口 1. 变形特点缩口的变形特点如图5.27所示。 2. 缩口系数3. 壳体毛坯尺寸的计算4. 缩口模图图5.27 缩口的变形特点缩口的变形特点 5.4 校校 形形 5.4.1 校平校平 5.4.2 整形整形 5.4.1 校平校平1. 校平所产生的变形特点与校平力校平所产生的变形情况如图5.32所示。在上、下模的作用下，板料产生反向弯曲变形而被压平。上模在冲床的下死处施力，使材料处于塑性三向压应力状态。校平的工作行程较小，但压力很大，校平力P用下式概略估算 P=pF 2. 平板校平模平板制件的校平模分平面校平模和齿面校

10、平模两种。平板制件的校平模分平面校平模和齿面校平模两种。图图5.32 校平所产生的变形校平所产生的变形 5.4.2 整形整形 1. 弯曲件整形(1)压校压校(2)镦校镦校 (3)2拉深件整形(4)拉深件筒壁整形拉深件筒壁整形(5)拉深件圆角整形拉深件圆角整形 (6)图图5.41 拉深件整形拉深件整形 图图5.41 拉深件整形拉深件整形 (a)高度不变的整形； (b)高度减小的整形 5.5 旋旋 压压 5.5.1 不变薄旋压不变薄旋压5.5.2 变薄旋压变薄旋压 5.5.1 不变薄旋压不变薄旋压1变形特点2旋压系数旋压的变形程度以旋压系数旋压的变形程度以旋压系数m表示表示3旋压工艺参数主轴转速合理经验值见表5.13 4旋压方法及胎具Ddm 表表5.13 主轴转速合理经验值主轴转速合理经验值 材 料主轴转速软钢铝钢硬铝铜钢黄铜40060080012005009006008008001105.5.2 变薄旋压变薄旋压 1变形特