《冲压加工》-第五章 其他冲压加工方法

第一节概述在冲压生产中，除常用的冲裁、弯曲和拉深等工序外，还有胀形、翻边、缩口、旋压、校形等基本工序。每种工序都有各自的变形特点，它们可以是独立的冲压工序，如空心零件胀形、钢管缩口、封头旋压等，但在生产中往往还和其他冲压工序组合在一起成型一些复杂形状的冲压零件。应用这些工序可以加工许多复杂零件，如图5-1所示的自行车多通接头，就是通过切管、胀形、制孔、圆孔翻边等工序加工的。返回第二节局部成型一、翻边翻边是将制件的内孔边缘或外边缘翻成竖立或成一定角度的直边。翻边在冲压生产中是常用工序之一，如图5-2所示。

1.圆孔翻边

(1)圆孔翻边的变形特点和翻边系数圆孔翻边同样可以采用网格法，通过观察网格在变形前后的变化来分析变形，如图5-3所示。

(2)翻边的工艺计算翻边工艺计算(图5-4)的一个重要内容是根据制件的尺寸D计算出预冲孔直径d，并核算其翻边高度H。(3}翻边力的计算翻边力F(N)不大，一般不需计算，必要时可按下式计算下一页第二节局部成型一、翻边

2.外缘翻边外缘翻边如图5-6所示。图(a)为凸缘翻边，其变形情况近似于浅拉深，变形区主要为切向受压;在变形过程中，材料容易起皱。图(b)为凹缘翻边，其变形特点近似于圆孔翻边，变形区主要为切向拉伸，边缘容易拉裂。凸缘翻边变形程度εD凸缘翻边变形程度εd外缘翻边的极限变形程度如表5-1所示。下一页上一页第二节局部成型二、缩口缩口是将预先成型好的圆筒件或管件坯料，通过缩口模具将其口部缩小的一种成型工序。如图5-7所示带底孔的深杯形制件，原来采用拉深工艺需要五道工序，现改用管料缩口工序后只要三道工序。缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制。缩口的受力情况及应力应变状态如图5-8所示。表5-2是不同材料品种、不同厚度板材各次缩口的平均缩口系数。表5-3是不同材料、不同支承方式的允许缩口系数参考值。从表5-2和表5-3所列数值可以看出：材料塑性较好，厚度较大，或者对筒壁有支承结构时，允许缩口系数便较小。下一页上一页第二节局部成型二、缩口缩口模具的支承形式一般有三种:第一种是无支承。这种模具结构简单，但稳定性差；第二种是外支承，如图5-9(a)所示，这种模具结构较前者复杂，但缩口过程中坯料稳定性较好，允许缩口系数也可取小些；第三种为内外支承形式，如图5-9(b)所示，这种模具结构在三种形式中最为复杂，但稳定性最好，允许缩口系数也是三者中最小的。首次缩口系数m1=0.9m0再次缩口系数m2=(1.05~1.10)m0下一页上一页第二节局部成型二、缩口于是，缩口次数n可按下式确定:缩口后的制件高度与缩口前的毛坯高度H不同(图5-10)。缩口力的计算如下:对于如图5-10(a)所示的锥形缩口件，在无心柱模中缩口时的缩口力可用下式计算图5-11是一种缩口模的原理图。缩口时制件由下模的夹紧器夹住，夹紧器的夹紧动作由上模带锥度的套筒实现。下一页上一页第二节局部成型三、胀形胀形是通过模具使空心件或管状坯料由内向外扩张，以胀出所需的凸起曲面的成型方法。常用的胀形方法有钢模胀形和以液体、气体、橡胶等作为施力介质的软模胀形。胀形变形主要是材料受切向和母线方向拉伸。所以在胀形工艺中，主要问题是防止拉伸过多而胀裂。胀形的变形程度受材料的极限伸长率限制，常以胀形系数K表示胀形变形程度表5-4是一些材料的极限胀形系数(极限变形程度)的实验值，可供参考。下一页上一页第二节局部成型三、胀形胀形的毛坯计算如下(图5-12)。毛坯直径胀形可以采用不同的方法来实现，一般有机械胀形、橡皮胀形和液压胀形三种。机械胀形如图5-13所示。它是利用分瓣的凸模，由锥形心轴将其顶开，使已经罩在凸模上的坯料胀出所需形状。橡皮胀形如图5-14所示，它是利用已经放在工件内的橡皮作为凸模，在压力作用下使橡皮变形而将工件沿凹模胀出所需的形状。液压胀形如图5-15所示。图5-16所示为用于杯形工件腰部胀形的一副机械式无凸模胀形模。下一页上一页第二节局部成型四、起伏成型根据工件的要求起伏成型可以压出各种形状。生产中常用的有压筋、压窝、压字、压花和压包等，如图5-17所示。经过起伏成型后的工件，特别是生产中广泛应用的压筋成型，由于压筋后工件截面惯性矩的改变和材料加工硬化的作用，能够有效地提高工件的刚度和强度。在起伏成型中，由于材料主要是承受拉应力，对于比较简单的起伏成型工件，可近似地根据下式确定其极限变形程度下一页上一页第三节精整成型一、校平冲裁后制件会产生育弯，特别是用无压料装置的连续模冲裁所得的制件更不平整。将毛坯或零件不平整的面压平，称为校平。如果工件某个面的平直度要求较高，则需校平。校平常平冲裁后进行，以消除冲裁过程造成的不平直现象。平板零件的校平模主要有平面校平模和齿状平模两种式。对于薄料质软而且表面不允许有压痕的制件，一般应采用光面模校平，如图5-19所示。下一页上一页第三节精整成型一、校平当制件平直度要求比较高、材料比较厚或者强度极限比较高、材质较硬时，通常采用齿形校平模进行校平。齿形模有细齿和粗齿两种，齿形尺寸如图5-20所示，图5-20(a)为细齿，图5-20(b)为粗齿。上齿与下齿相互交错布置。校平力F(N)可由下式计算F=Ap下一页上一页第三节精整成型二、整形弯曲回弹会使工件的弯曲角度改变;由于凹模圆角半径的限制，拉深或翻边的工件也不能达到较小的圆角半径。经过弯曲、拉深或其他成型工序加工之后，制件已基本成型，但可能圆角半径还太大。为了得到较好的整形效果，对于弯曲件可以采用如图5-21所示的整形方法。这时要取半成品的长度稍大于成品要求的长度。图5-22所示为带凸缘拉深件的整形。整形的部位为凸缘平面、侧壁、底平面和口部、底部的圆角半径。整形时由于圆角半径变小，需要从邻近区域的材料给予补充。下一页上一页第三节精整成型二、整形校平和整形工序具有以下特点:

变形量都很小；校平和整形后制件的精度比较高，因而模具的精度相应地也要求比较高；

这类工序都需要在压力机下止点硬性卡压，因此，所用设备最好为时杆传动的精压机，若用曲轴压力机时，压力机应有较好刚度，并需带有过载保护装置，以防损坏设备。上一页返回图5-1多通接头返回图5-2翻边返回图5-3内孔翻边的变形情况返回图5-4在平板毛坯上直接翻边返回图5-6外缘翻边返回表5-1外缘翻边允许的极限变形程度下一页表5-1外缘翻边允许的极限变形程度返回图5-7缩口与拉深工艺的比较返回图5-8缩口的受力情况及应力应变状态返回表5-2平均缩口系数m0返回表5-3缩口系数返回图5-10缩口毛坯高度计算返回图5-11缩口模原理图返回表5-4极限胀形系数返回图5-12胀形前后尺寸的变化返回图5-