第七章 其它成形工藝與模具設計

1、第七章 其它成形工藝與模具設計一、脹形一、脹形二、翻邊二、翻邊三、縮口三、縮口四、校形四、校形一、脹形一、脹形 當坯料外徑與成形直徑當坯料外徑與成形直徑的比值的比值/ /時，其成時，其成形完全依賴于直徑為的圓形完全依賴于直徑為的圓周以內(nèi)金屬厚度的周以內(nèi)金屬厚度的變薄變薄實現(xiàn)實現(xiàn)表面積的增大表面積的增大而成形。而成形。脹形的變形區(qū)脹形的變形區(qū)1、脹形的變形特點、脹形的變形特點 起伏成形俗稱起伏成形俗稱局部脹形局部脹形，可以壓制加強筋、凸包、凹，可以壓制加強筋、凸包、凹坑、花紋圖案及標記等?？印⒒y圖案及標記等。 n 壓加強筋壓加強筋2、平板坯料的起伏成形、平板坯料的起伏成形簡單的起伏成形零件簡單

2、的起伏成形零件，其極限變形程度，其極限變形程度可按下式近似確定可按下式近似確定：若零件的加強筋超過極限變形程若零件的加強筋超過極限變形程度時，可以采用度時，可以采用多次成形的方法多次成形的方法壓制加強筋所需的沖壓力，可用下式近似計算：壓制加強筋所需的沖壓力，可用下式近似計算： )75. 07 . 0(00lllbKLtF）預成形）預成形）最后成形）最后成形空心坯料的脹形空心坯料的脹形: :n 脹形方法脹形方法3、空心坯料的脹形、空心坯料的脹形剛性模具脹形剛性模具脹形軟模脹形軟模脹形 軸向壓縮和高壓液體聯(lián)合作用的脹形軸向壓縮和高壓液體聯(lián)合作用的脹形 俗稱俗稱凸肚凸肚，它是使材料沿徑向拉伸，將空心

3、工序件或，它是使材料沿徑向拉伸，將空心工序件或管狀坯料向外擴張，脹出所需的凸起曲面，如壺嘴、皮帶管狀坯料向外擴張，脹出所需的凸起曲面，如壺嘴、皮帶輪、波紋管等。輪、波紋管等。 1 1凹模凹模 2 2分瓣凸模分瓣凸模3 3拉簧拉簧 4 4錐形芯塊錐形芯塊 用軟凸模的脹形用軟凸模的脹形 1 1凸模凸模2 2分塊凹模分塊凹模3 3橡膠橡膠4 4側(cè)楔側(cè)楔5 5液體液體加軸向壓縮的液體脹形加軸向壓縮的液體脹形 1 1上模上模2 2軸頭軸頭3 3下模下模4 4管坯管坯n 脹形的變形程度脹形的變形程度常用脹形系數(shù)表示常用脹形系數(shù)表示DdKmax和坯料伸長率和坯料伸長率1maxKDDd的關系為的關系為n 脹形

4、的坯料尺寸計算脹形的坯料尺寸計算 坯料直徑坯料直徑: :坯料長度坯料長度：KdDmaxblL)4 . 03 . 0(1 式中式中l(wèi) 變形區(qū)母線長度；變形區(qū)母線長度；坯料切向拉伸的伸長率；坯料切向拉伸的伸長率；切邊余量，一般取切邊余量，一般取10102020。 n 脹形力的計算脹形力的計算脹形時，所需的脹形力可按下式計算：脹形時，所需的脹形力可按下式計算：脹形單位面積壓力可用下式計算：脹形單位面積壓力可用下式計算：pAF max215. 1dtpzx脹形變形區(qū)實際應力，近似估算時取脹形變形區(qū)實際應力，近似估算時取式中式中zxbzx（材料的抗拉強度）（材料的抗拉強度） 在模具的作用下，將坯料的孔邊

5、緣或外邊緣沖制在模具的作用下，將坯料的孔邊緣或外邊緣沖制成豎立邊的成形方法。成豎立邊的成形方法。n 圓孔翻邊圓孔翻邊（）圓孔翻邊的變形特點與變形程度（）圓孔翻邊的變形特點與變形程度 1、內(nèi)孔翻邊、內(nèi)孔翻邊變形程度變形程度DdK 極限翻邊系數(shù)極限翻邊系數(shù) minK見表見表5.3.15.3.1翻邊后豎邊邊緣的厚度，可按下式估算：翻邊后豎邊邊緣的厚度，可按下式估算： KtDdtt二、翻邊二、翻邊（）翻邊的工藝計算（）翻邊的工藝計算平板坯料翻邊的工藝計算平板坯料翻邊的工藝計算預沖孔直徑預沖孔直徑d:d:豎邊高度豎邊高度H:H:)72. 043. 0(2trHDdtrKDHtrdDH72.043.0)1

6、 (272.043.02trKDH72. 043. 0)1 (2minmax或或極限高度極限高度: :先拉深后沖底孔再翻邊的工藝計算先拉深后沖底孔再翻邊的工藝計算 先拉深后翻邊的高度先拉深后翻邊的高度h預制孔直徑預制孔直徑或或翻邊的極限高度翻邊的極限高度rKDrdDh57. 0)1 (257. 02rKDh57. 0)1 (2minmaxDKdminmax214. 1hrDd拉深高度拉深高度rhHhmax（）翻邊模工作部分的設計（）翻邊模工作部分的設計翻邊凹模圓角半徑可取該值等于零件的圓角半徑；翻邊凹模圓角半徑可取該值等于零件的圓角半徑；翻邊凸模圓角半徑應盡量取大些，以便有利于翻邊變形。翻邊凸

7、模圓角半徑應盡量取大些，以便有利于翻邊變形。凸、凹模凸、凹模單邊單邊間隙間隙/2/2（0.750.750.850.85） 圓孔翻邊凸模的形狀和主要尺寸圓孔翻邊凸模的形狀和主要尺寸（）翻邊力的計算（）翻邊力的計算用圓柱形平底凸模翻邊時，可按下式計算：用圓柱形平底凸模翻邊時，可按下式計算：用錐形或球形凸模翻邊的力略小于上式計算值用錐形或球形凸模翻邊的力略小于上式計算值stdDF)(1 . 1圓孔翻邊凸模的形狀和尺寸圓孔翻邊凸模的形狀和尺寸n 非圓孔翻邊非圓孔翻邊變形區(qū)變形區(qū)分類分類非圓孔翻邊系數(shù)非圓孔翻邊系數(shù) 非圓孔的極限翻邊系數(shù)，可根據(jù)各圓弧段的圓心非圓孔的極限翻邊系數(shù)，可根據(jù)各圓弧段的圓心角大

8、小，查表角大小，查表5.3.25.3.2 KKf)95. 085. 0(fK（一般指小圓弧部分的翻邊系數(shù)）（一般指小圓弧部分的翻邊系數(shù)）可小于圓孔翻邊系數(shù)可小于圓孔翻邊系數(shù)伸長類伸長類n 伸長類翻邊伸長類翻邊2、外緣翻邊、外緣翻邊變形程度變形程度應在坯料的兩端對坯料的輪廓線做必要的應在坯料的兩端對坯料的輪廓線做必要的修正修正 按變形的性質(zhì)分按變形的性質(zhì)分壓縮類壓縮類bRb伸）伸長類平面翻邊）伸長類曲面翻邊）伸長類平面翻邊）伸長類曲面翻邊 伸長類曲面翻邊伸長類曲面翻邊：采用較強的壓料裝置采用較強的壓料裝置 凸模的曲面形狀應修正凸模的曲面形狀應修正n 壓縮類翻邊壓縮類翻邊變形程度變形程度也要采用也

9、要采用防皺防皺的壓料裝置的壓料裝置 bRb壓也需修正坯料的展開形狀也需修正坯料的展開形狀壓縮類壓縮類平面平面翻邊翻邊：壓縮類壓縮類曲面曲面翻邊翻邊：）壓縮類平面翻邊）壓縮類曲面翻邊）壓縮類平面翻邊）壓縮類曲面翻邊采用較強的壓料裝置采用較強的壓料裝置 凹凹模的曲面形狀應修正模的曲面形狀應修正 變薄翻邊對生產(chǎn)變薄翻邊對生產(chǎn)豎邊較高的零件豎邊較高的零件，既可提高生產(chǎn)率既可提高生產(chǎn)率, ,又能節(jié)約材料。又能節(jié)約材料。 變薄系數(shù)變薄系數(shù)3、變薄翻邊、變薄翻邊1iibttK 豎邊的高度應按豎邊的高度應按體積不變定律體積不變定律進行計算。進行計算。 沖制以下的小螺孔沖制以下的小螺孔用階梯形凸模變薄翻邊用階梯

10、形凸模變薄翻邊）零件）凸模）零件）凸模內(nèi)孔翻邊模內(nèi)孔翻邊模內(nèi)、外緣同時翻邊的模具內(nèi)、外緣同時翻邊的模具4、翻邊模結(jié)構(gòu)、翻邊模結(jié)構(gòu)落料、拉深、沖孔、翻邊復合模落料、拉深、沖孔、翻邊復合模 落料、拉深、沖孔、翻孔復合模落料、拉深、沖孔、翻孔復合模、凸凹模沖孔凸模推件塊、凸凹模沖孔凸模推件塊4 4落料凹模落料凹模頂件塊頂桿頂件塊頂桿7 7固定板卸料板固定板卸料板1010墊片墊片 三、縮口三、縮口坯料變形區(qū)受兩向壓應力的作用坯料變形區(qū)受兩向壓應力的作用1、縮口變形特點及變形程度、縮口變形特點及變形程度縮口的變形程度用縮口系數(shù)表示縮口的變形程度用縮口系數(shù)表示Ddm/ 將管坯或預先拉深好的圓筒形將管坯或預

11、先拉深好的圓筒形件通過縮口模將其口部直徑縮小的件通過縮口模將其口部直徑縮小的一種成形方法。一種成形方法。n 縮口次數(shù)縮口次數(shù)若工件的縮口系數(shù)小于允許的縮口系數(shù)時，則需進行多次縮口，若工件的縮口系數(shù)小于允許的縮口系數(shù)時，則需進行多次縮口，縮口次數(shù)按下式估算：縮口次數(shù)按下式估算： 2、縮口工藝計算、縮口工藝計算00lglglglglgmDdmmnn 頸口直徑頸口直徑多次縮口時，最好每道縮口工序之后進行中間退火，各次縮多次縮口時，最好每道縮口工序之后進行中間退火，各次縮口系數(shù)可參考下面公式確定：口系數(shù)可參考下面公式確定：首次縮口系數(shù)首次縮口系數(shù)后各次縮口系數(shù)后各次縮口系數(shù)各次縮口后的頸口直徑則為：各

12、次縮口后的頸口直徑則為： 019 . 0mm 0)10. 105. 1 (mmnDmmdmdDmmdmdDmmdmdDmdnnnnnnnnn111212311211n 坯料高度坯料高度縮口前坯料高度按下面公式計算：縮口前坯料高度按下面公式計算：所示工件所示工件：b b所示工件所示工件：c c所示工件所示工件：dDDdDhH1sin805. 1221dDDdDDdhhH1sin805. 12221221141dDdDhH縮口工件圖縮口工件圖n 縮口力縮口力錐形縮口件，在無支承縮口模上進行縮口時，其縮口力可用錐形縮口件，在無支承縮口模上進行縮口時，其縮口力可用下式計算：下式計算： 材料抗拉強度；材

13、料抗拉強度；速度系數(shù)，在曲軸壓力機上工作時速度系數(shù)，在曲軸壓力機上工作時1.151.15。式中式中bcos1)1 (11 . 1ctgDdDtKFb沖件與凹模接觸面摩擦系數(shù)；沖件與凹模接觸面摩擦系數(shù)；不同支承方法的縮口模不同支承方法的縮口模）無支承）外支承）內(nèi)外支承）無支承）外支承）內(nèi)外支承不同支承方法的縮口模不同支承方法的縮口模帶有夾緊裝置的縮口模帶有夾緊裝置的縮口模3、縮口模結(jié)構(gòu)、縮口模結(jié)構(gòu)縮口與擴口復合?？s口與擴口復合模不同支承方法的縮口模不同支承方法的縮口模）無支承）外支承）內(nèi)外支承）無支承）外支承）內(nèi)外支承帶有夾緊裝置的縮口模帶有夾緊裝置的縮口?？s口與擴縮口與擴口復合?？趶秃夏ＰＰ涡?/p>

14、形： 通常指平板工序件的通常指平板工序件的校平校平和空間形狀工序件的和空間形狀工序件的整形整形。目的：目的：1、校形的特點及應用、校形的特點及應用（1 1）只在工序件局部位置使其產(chǎn)生不大的塑性變形；）只在工序件局部位置使其產(chǎn)生不大的塑性變形；（2 2）模具的精度比較高）模具的精度比較高；（3 3）所用設備最好為精壓機。若用機械壓力機時，機床應有較好的剛）所用設備最好為精壓機。若用機械壓力機時，機床應有較好的剛度，并需要裝有過載保護裝置。度，并需要裝有過載保護裝置。 校平和整形工序的共同特點：校平和整形工序的共同特點：使沖壓件獲得高精度的平面度、圓角半徑和形狀尺寸。使沖壓件獲得高精度的平面度、圓

15、角半徑和形狀尺寸。 三、校形三、校形校平方式：校平方式：平板零件的校平模形式平板零件的校平模形式：2、平板零件的校平、平板零件的校平加熱校平法加熱校平法校平力可按下式計算：校平力可按下式計算：ApF 模具校平、手工校平模具校平、手工校平、在專門校平設備上校平。在專門校平設備上校平。 光面校平模光面校平模、齒形校平模、齒形校平模、光面校平模光面校平模）上模浮動式）下模浮動式）上模浮動式）下模浮動式齒形校平模齒形校平模）尖齒齒形）平齒齒形）尖齒齒形）平齒齒形n 空間形狀零件的整形：空間形狀零件的整形：n 目的：目的：3、空間形狀零件的整形、空間形狀零件的整形n 整形模的特點整形模的特點：n 整形力可按下式計算：整形力可按下式計算：ApF 指在彎曲、拉深或其它成形工序之后對工序件的整形。指在彎曲、拉深或其它成形工序之后對工序件的整形。 使工序件使工序件某些形狀和尺寸達到產(chǎn)品的要求，提高精度某些形狀和尺寸達到產(chǎn)品的要求，提高精度。與與前工序的成形模相似，但對模具工作部分的精度、前工序的成形模相似，但對模具工作部分的精度、粗糙度要求更高，圓角半徑和間隙較小。粗