冲压工艺与模具设计第5章

1、其他冲压成形工艺与模具设计知识目标1了解胀形工序的基本概念、特点及应用；2了解翻边工艺的基本概念、特点及分类 ；3了解缩口工序的基本概念、特点及应用；技能目标1.重点掌握空心毛坯的胀形工艺及模具设计；2.重点掌握内孔翻边工艺及模具设计；3.重点掌握缩口工艺计算及模具设计。胀形胀形是指利用模具强迫材料厚度减薄而使其表面积增大，以获得零件所需几何形状的冲压加工方法。起伏平板毛坯在模具的作用下发生局部胀形而形成各种形状的凸起或凹陷的冲压方法称为起伏成形。圆孔翻边系数在圆孔的翻边中，变形程度决定于翻边预制孔直径与翻边直径之比，即翻边系数： 。拉裂胀形变形程度用胀形系数来表示，即： 。翻边翻边是利用模具

2、将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。基 本 概 念基 本 概 念缩口系数缩口的变形程度用缩口系数m表示， 即 ： 。缩口缩口是将预先成形好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口模具将其口部缩小的一种成形工艺。拉深模的间隙凸、凹模之间的间隙，简称为拉深间隙。修边余量由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性，所以拉深后工件的口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，以达到工件的要求。修边的值称为修边余量。拉深的工艺性拉深件的工艺性是指工件拉深的难易程度。基 本 概 念变薄拉深变薄拉深主要是在拉深过程中改变拉深件筒壁厚度，而毛坯的直径变化很小的拉深方法 。5.1.1胀形的变形特点 5.1胀形工艺与模

3、具设计球头凸模胀形平板毛坯时的变形区及主应力和主应变示意图 5.1.2平板毛坯的起伏成形 5.1胀形工艺与模具设计起伏成形 平板毛坯在模具的作用下发生局部胀形而形成各种形状的凸起或凹陷的冲压方法称为起伏成形。起伏成形主要用于加强筋、局部凹坑、文字、花纹等加工。5.1.2平板毛坯的起伏成形 5.1胀形工艺与模具设计1.起伏制件的结构工艺性起伏间的距离和起伏距边缘的极限尺寸 5.1.2平板毛坯的起伏成形 5.1胀形工艺与模具设计2.压加强筋加强筋形式和尺寸 5.1.2平板毛坯的起伏成形 5.1胀形工艺与模具设计3.压凹坑平板毛坯压凹坑的极限胀形深度 5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具设计

4、 空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料沿径向向外扩张，胀出所需凸起曲面的一种加工方法。该方法主要用于制造高压气瓶、球形容器、波纹管、自行车三通接头及火箭发动机上的一些异性空心件等。1下凹模； 2顶杆； 3毛坯； 4拉簧；5锥形心轴； 6分块凸模； 7凹模刚性凸模胀形 5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具设计软模胀形1、4凸模压柱； 2分块凹模； 3模套 5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具设计圆柱形空心毛坯胀形时的应力 5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具设计1.胀形系数极限胀形系数 Kmax 与工件切向伸长率 A 的关系为： 或5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具

5、设计2.胀形力的计算1）刚性凸模胀形力 5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具设计2）软模胀形力 5.1.3空心毛坯胀形 5.1胀形工艺与模具设计3）胀形毛坯尺寸 毛坯长度 L0：5.1.4胀形模设计实例 5.1胀形工艺与模具设计胀形零件 5.1.4胀形模设计实例 5.1胀形工艺与模具设计1.零件的工艺性分析2.工艺计算底部起伏成形计算总胀形力侧壁胀形计算5.1.4胀形模设计实例 5.1胀形工艺与模具设计3.模具总体结构设计1下模座； 2、11螺钉； 3压凹坑凸模； 4压凹坑凹模； 5胀形下模； 6胀形上模；7聚氨酯橡胶； 8拉杆； 9上固定板； 10上模板； 12模柄； 13弹簧；14

6、拉杆螺栓； 15导柱； 16导套胀形模模具装配图 5.2翻边成形工艺与模具设计 翻边是利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。 根据板料边缘状态和应力、应变状态不同，翻边可分为内孔翻边和外缘翻边。 根据竖边厚壁的变化情况，可分为不变薄翻边和变薄翻边。平板毛坯翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.1内孔翻边1.圆孔翻边的工艺性 。2.翻边系数 。3.翻边的工艺尺寸计算 。4.翻边次数的确定 。6.翻边凸、凹模形状及尺寸 。5.翻边力计算 。7.凸、凹模间隙 。 1.圆孔翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.1内孔翻边预先拉深的翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.

7、1内孔翻边翻边凸模形状及主要尺寸 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.1内孔翻边 2.非圆孔翻边 非圆孔翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.2外缘翻边外缘翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.2外缘翻边1.外凸外缘翻边计算公式： 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.2外缘翻边2.内凹外缘翻边计算公式： 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.2外缘翻边在橡皮模内的各种翻边方法 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.2外缘翻边普通模具内成形翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.3翻边模设计实例180 柴油机通风口座子 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.3翻边模设计实例1.零件的工艺性分

8、析及方案确定2.翻边工序尺寸的计算241 判断一次翻边是否达到零件尺寸要求 计算冲底孔后翻边高度h2 计算拉深高度 h1 3计算工件底部冲孔直径 d 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.3翻边模设计实例冲底孔后翻边 5.2翻边成形工艺与模具设计5.2.3翻边模设计实例3.模具总体结构设计1上模板； 2凹模； 3托料板； 4翻边凸模； 5下模板； 6顶杆翻边模 5.3缩口成形工艺与模具设计 缩口是将预先成形好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口模具将其口部缩小的一种成形工艺。缩口工序应用广泛，如子弹壳、炮弹壳、钢制气瓶、自行车车架立管等零件的成形。对于细长的管状零件，有时利用缩口代替拉深可以取得更好的

9、效果。 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.1缩口成形特点与变形程度1.缩口成形特点缩口成形应力应变特点 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.1缩口成形特点与变形程度常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面式三种结构。缩口形式 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.1缩口成形特点与变形程度2.缩口的变形程度缩口的变形程度用缩口系数 m 表示，即： 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.1缩口成形特点与变形程度不同材料和厚度的平均缩口系数 m0 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.1缩口成形特点与变形程度不同模具结构的极限缩口系数 mmin 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.2缩口工艺计算1.缩口次数及缩口系数的确定缩口次数的计算公式： 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.2缩口工艺计算2.毛坯尺寸的计算斜口形式毛坯高度 ： 直口形式毛坯高度 ： 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.2缩口工艺计算球面形式毛坯高度 ： 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.2缩口工艺计算3.缩口力的计算缩口力的计算公式 ： 5.3缩口成形工艺与模具设计5.3.3缩口模设计实例缩口零件和缩口毛坯 5.3缩口成形工艺与模具设计5