第5章_成形工藝與模具設(shè)計(jì)

1、第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 內(nèi)容簡(jiǎn)介： 在掌握沖裁、彎曲、拉深成形工藝與模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，本章介紹其它成形工藝特點(diǎn)和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。涉及脹形、翻邊、縮口與擴(kuò)口等成形工序的變形特點(diǎn)、工藝與模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目的與要求： 1.了解脹形、翻邊、縮口與擴(kuò)口等工序的變形特點(diǎn)；2.了解脹形模、翻邊模、縮口模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 重點(diǎn)：脹形、翻邊工序的變形特點(diǎn)、工藝計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 難點(diǎn)：翻邊工序的變形特點(diǎn)和工藝計(jì)算第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形 在模具的作用下，迫使毛坯減薄和表面積增大，以獲得零件幾何形狀的沖壓加工方法叫做脹形。脹形方法主要用于平板毛坯的局部成形，圓柱形空

2、心毛坯或管狀毛坯沿徑向向外擴(kuò)張等。脹形是沖壓變形的一種基本成形方法。第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.1脹形工藝1.平板毛坯的局部脹形 用凸模沖壓平板毛坯，當(dāng)毛坯外形尺寸大于3倍變形區(qū)尺寸時(shí)，變形只發(fā)生在與凸模接觸的區(qū)域內(nèi)，此即為平板毛坯的局部脹形。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.1脹形工藝1.平板毛坯的局部脹形 用凸模沖壓平板毛坯，當(dāng)毛坯外形尺寸大于3倍變形區(qū)尺寸時(shí)，變形只發(fā)生在與凸模接觸的區(qū)域內(nèi)，此即為平板毛坯的局部脹形。(1)壓加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋能夠一次成形的條件是：)75. 07 . 0(1LLL第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.1脹形工藝1.

3、平板毛坯的局部脹形 用凸模沖壓平板毛坯，當(dāng)毛坯外形尺寸大于3倍變形區(qū)尺寸時(shí)，變形只發(fā)生在與凸模接觸的區(qū)域內(nèi)，此即為平板毛坯的局部脹形。(1)壓加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋能夠一次成形的條件是：)75. 07 . 0(1LLLKLtPb 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.1脹形工藝1.平板毛坯的局部脹形(1)壓加強(qiáng)筋 壓加強(qiáng)筋的變形力按下式計(jì)算：KLtPb (2) 壓凸包沖壓凸包時(shí)，凸包高度受到材料性能參數(shù)、模具形狀及潤(rùn)滑條件的影響，一般不能太大。沖壓力用下式計(jì)算：2AKtP 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.1脹形工藝2. 圓柱空心毛坯的脹形(1)脹形的變形程度 0maxddK

4、100maxKddd(2）毛坯的尺寸計(jì)算脹形件的毛坯可?。篕ddmax0bKLL)1 (0第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.1脹形工藝2. 圓柱空心毛坯的脹形(3)脹形力的計(jì)算脹形力按下式計(jì)算： bdtpmax2Rtdtpb22max第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.2脹形模設(shè)計(jì) 脹形的方法一般有機(jī)械脹形、橡皮脹形、液壓脹形。(1)滑塊式機(jī)械脹形 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.2脹形模設(shè)計(jì)(2)無(wú)凸模機(jī)械脹形 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1 脹形5.1.2脹形模設(shè)計(jì)(3)橡皮脹形 1凸模；2凹模(2塊)；3橡皮第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.1

5、 脹形5.1.2脹形模設(shè)計(jì)(3)液壓脹形 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.2 罩蓋脹形模設(shè)計(jì)詳解 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.2 罩蓋脹形模設(shè)計(jì)詳解5.2.1脹形模工藝分析 脹形屬于伸長(zhǎng)類成形。脹形過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象，且在脹形充分時(shí)制件表面很光滑，這是由于材料硬化作用的結(jié)果。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.2 罩蓋脹形模設(shè)計(jì)詳解5.2.2 罩蓋脹形的工藝計(jì)算(1)脹形件毛坯尺寸的工藝計(jì)算1)計(jì)算毛坯直徑 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.2 罩蓋脹形模設(shè)計(jì)詳解5.2.2 罩蓋脹形的工藝計(jì)算(1)脹形件毛坯尺寸的工藝計(jì)算2)計(jì)算側(cè)壁脹形的脹形系數(shù)3)計(jì)算毛坯高度(2)脹形力的計(jì)算1)

6、計(jì)算單位脹形力 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.2 罩蓋脹形模設(shè)計(jì)詳解5.2.3 罩蓋脹形模的裝配設(shè)計(jì) 1.導(dǎo)柱 2.導(dǎo)套 3.上模座 4. 凸模固定板 5. 橡膠凸模 6. 模柄 7.壓料螺栓8. 彈簧 9.定位板 10 凹模上部件 11. 凹模下部件 12. 凹模固定板 13.下模座第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3 翻邊 翻邊是將制件的邊緣翻成豎直或呈一定角度的直邊，是沖壓成形工序之一。 按工藝特點(diǎn)，翻邊可分為內(nèi)孔(圓孔/非圓孔)翻邊、外緣翻邊(含內(nèi)曲翻邊和外曲翻邊)等；按變形性質(zhì)可分為伸長(zhǎng)類翻邊、壓縮類翻邊以及屬于體積成形的變薄翻邊等。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝

7、1.內(nèi)孔翻邊(1)翻邊系數(shù) DdK 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝1.內(nèi)孔翻邊(2) 毛坯計(jì)算 1) 平板毛坯上的圓孔翻邊由于翻邊時(shí)材料主要是切向拉伸，厚度變薄，而徑向變形不大，因此，在作毛坯計(jì)算時(shí)可根據(jù)彎曲件中性展長(zhǎng)度不變的原則近似地求出預(yù)制孔尺寸。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝1.內(nèi)孔翻邊(2) 毛坯計(jì)算 2)拉深件底部沖孔翻邊在拉深件底部沖孔翻邊時(shí)，應(yīng)先決定翻邊所能達(dá)到的最大高度，然后根據(jù)翻邊高度及制件高度來(lái)確定拉深高度。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝1.內(nèi)孔翻邊 (3) 翻邊力的計(jì)算 用圓柱形凸模進(jìn)行翻邊時(shí)，翻邊力可按下式計(jì)算：

8、 如果用球形凸?；蝈F形凸模翻邊時(shí)，所需的力略小于用上式計(jì)算的數(shù)值。 tdDFs)(1 . 1第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝1.內(nèi)孔翻邊 (4)翻邊凸模與凹模之間的間隙 (5)翻邊凸模的形狀 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝2. 外緣翻邊 外緣翻邊分外凸輪廓和內(nèi)凹輪廓的翻邊二種。外凸輪廓的翻邊也叫壓縮類翻邊，其變形性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)類似于不用壓邊圈的淺拉深。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝2.外緣翻邊 壓縮類翻邊，在翻邊的凸緣內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，易于起皺。 伸長(zhǎng)類翻邊，凸緣內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力而易于破裂。 壓縮類： 伸長(zhǎng)類： bRbE壓bRbE伸第5章 成形工藝

9、與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝2.外緣翻邊翻邊方法： 外緣翻邊可用橡皮模成形，也可在收縮機(jī)或模具上成形。用橡皮模成形對(duì)翻邊沒(méi)有壓緊，故不產(chǎn)生拉深作用，而是使邊緣產(chǎn)生有皺紋的彎曲，需要用手工修整去掉皺紋。 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝3.變薄翻邊 當(dāng)翻邊零件要求具有較高的豎邊高度，而壁部又允許變薄時(shí)，往往采用壁部變薄的翻邊。 變薄翻邊預(yù)制孔尺寸的計(jì)算，應(yīng)按翻邊前后體積相等的原則進(jìn)行：當(dāng) 時(shí)，可按下式計(jì)算：當(dāng) 時(shí)，應(yīng)考慮圓角處的體積，這時(shí)可按下式計(jì)算： 3rthdhdtdd2123233rrhhrDDrhdhdd1211212321第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊

10、工藝3.變薄翻邊 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.1 翻邊工藝3.變薄翻邊 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.2 翻邊模設(shè)計(jì)(1)小孔翻邊模 1頂桿 2凹模 3壓料板 4凸模第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.2 翻邊模設(shè)計(jì)(2)大孔翻邊模 1上模座 2凸模 3壓料板 4-凹模 5-頂件板 6-下模座第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.2 翻邊模設(shè)計(jì)(3)倒裝的內(nèi)孔外緣同時(shí)翻邊復(fù)合模 1-彈簧 2-凸模 3-壓料板 4-凹模 5-凸凹模 6-頂塊 7-頂桿第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.3.2 翻邊模設(shè)計(jì)(4)內(nèi)外緣同時(shí)翻邊復(fù)合模 1凹模 2凸模 3凹模 4凸模 5頂件塊 6推件塊 7壓

11、料板第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.4 襯套翻邊模設(shè)計(jì)詳解 5.4.1襯套翻邊工藝分析第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.4 襯套翻邊模設(shè)計(jì)詳解 5.4.2 襯套翻邊工藝計(jì)算 在平板毛坯上沖底孔后進(jìn)行翻邊，工藝計(jì)算包括兩方面的內(nèi)容：確定底孔直徑；核算翻邊高度。(1)計(jì)算毛坯的預(yù)孔直徑 (2)計(jì)算翻邊高度(3)計(jì)算翻邊力 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.4 襯套翻邊模設(shè)計(jì)詳解 5.4.3 襯套翻邊模裝零件圖的設(shè)計(jì)繪制1. 導(dǎo)柱 2.頂料桿 3. 導(dǎo)套 4. 上模座5 推料板 6. 推桿 7. 模柄 8.凹模墊板 9. 凸模 10.凹模 11. 壓料板 12. 凸模固定板 13. 下模座第5章 成形工

12、藝與模具設(shè)計(jì) 5.5 縮口 縮口是將筒形坯件的開(kāi)口端直徑縮小的一種沖壓方法。5.5.1縮口變形程度(1)縮口系數(shù) 表示縮口變形程度的縮口系數(shù)反映了切向變形大小，定義為： (2)成形極限 一次縮口所能達(dá)到的最小縮口系數(shù)稱為極限縮口系數(shù)。極限縮口系數(shù)與模具的結(jié)構(gòu)形式、材料的厚度和種類、摩擦系數(shù)等有關(guān)。材料相對(duì)厚度愈小，則系數(shù)要相應(yīng)增大。 0/ DdK 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.5 縮口5.5.1縮口變形程度(3)縮口次數(shù) 由較大直徑一次縮口成較小直徑，材料受壓縮變形太大有可能出現(xiàn)起皺。此時(shí)需要多次縮口?？s口次數(shù)可由零件總縮口系數(shù)與平均縮口系數(shù)估算： aKKnlglg0第5章 成形工藝與模具設(shè)

13、計(jì) 5.5 縮口5.5.2 縮口力的計(jì)算 忽略凹模入口處的彎曲應(yīng)力，縮口力可按下式計(jì)算。 cos/ )ctg1 ()1 (1 . 1000ddtdKFs第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.5 縮口5.5.3 縮口模具型式 (a) 無(wú)支承縮口模 (b) 外支承縮口模 (c) 內(nèi)外支承縮口模 第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.6 燈罩縮口模設(shè)計(jì)詳解第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.6 燈罩縮口模設(shè)計(jì)詳解5.6.1 燈罩縮口工藝分析燈罩為帶底的筒形縮口制件，可采用拉深工藝制成圓筒形件，再進(jìn)行縮口成形?？s口時(shí)下部不變，只計(jì)算縮口工序。5.6.2 燈罩縮口的工藝計(jì)算1.計(jì)算縮口系數(shù)和縮口次數(shù)2. 計(jì)算縮口前毛坯高度H3. 計(jì)算縮口力第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.6 燈罩縮口模設(shè)計(jì)詳解5.6.3 燈罩縮口模結(jié)構(gòu)確定 因?yàn)樵撝萍怯械椎目s口件，所以采用外支承方式的縮口模具，并且采用一次成形結(jié)構(gòu)，縮口凹模工作面要求表面粗糙度為，使用標(biāo)準(zhǔn)下彈頂器，采用中間導(dǎo)柱模架 。1. 導(dǎo)柱 2. 導(dǎo)套 3. 上模座 4. 凸模固定板 5. 活動(dòng)凹模 6. 推件板7. 模柄 8. 打桿 9. 凹模墊板 10. 固定凹模 11 凸模 12 頂桿 13下模座第5章 成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5.7 擴(kuò)口 與縮口變形相反