沖壓模具設(shè)計(jì)與制造

關(guān)于沖壓模具設(shè)計(jì)與制造第一頁，共四十八頁，2022年，8月28日沖壓工序變形工序分離工序切斷沖孔沖裁拉深脹形彎曲翻邊落料修邊第五章其它成形工藝第二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝學(xué)習(xí)目的與要求：

了解脹形、翻邊、縮口、校形等工序的變形特點(diǎn)；重點(diǎn)：脹形、翻邊工序的變形特點(diǎn)和工藝計(jì)算。

難點(diǎn)：翻邊工序的變形特點(diǎn)、工藝計(jì)算。

第三頁，共四十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述應(yīng)用這些工序可以加工許多復(fù)雜零件。第五章其它成形工藝

在沖壓生產(chǎn)中，除沖裁、彎曲和拉深工序以外，還有一些是通過板料的局部變形來改變毛坯的形狀和尺寸的沖壓成形工序，如脹形、翻邊、縮口、旋壓和校形等，這類沖壓工序統(tǒng)稱為其它沖壓成形工序。

自行車多通接頭

如圖就是通過切管、脹形、制孔、圓孔翻邊等工序加工的第四頁，共四十八頁，2022年，8月28日伸長類成形：如脹形和圓內(nèi)孔翻孔，成形極限主要受變形區(qū)過大拉應(yīng)力而破裂的限制；壓縮類成形：如縮口和外緣翻凸邊，成形極限主要受變形區(qū)過大壓應(yīng)力而失穩(wěn)起皺的限制。

第五章其它成形工藝

這些成形工序的共同特點(diǎn)是通過材料的局部變形來改變坯料或工序件的形狀；但變形特點(diǎn)差異較大，可分為：第五頁，共四十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)脹形當(dāng)坯料外徑與成形直徑的比值Ｄ/ｄ＞３時(shí)，其成形完全依賴于直徑為ｄ的圓周以內(nèi)金屬厚度的變薄實(shí)現(xiàn)表面積的增大而成形。脹形的變形區(qū)第五章其它成形工藝一、脹形的變形特點(diǎn)第六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝很顯然，脹形變形區(qū)內(nèi)金屬處于切向和徑向兩向受拉的應(yīng)力狀態(tài)，其成形極限將受到拉裂的限制。材料的塑性愈好，硬化指數(shù)ｎ值愈大，可能達(dá)到的極限變形程度就愈大。

由于脹形時(shí)坯料處于雙向受拉的應(yīng)力狀態(tài)，變形區(qū)的材料不會產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象，因此成形后零件的表面光滑，質(zhì)量好。同時(shí)，由于變形區(qū)材料截面上拉應(yīng)力沿厚度方向的分布比較均勻，所以卸載時(shí)的彈復(fù)很小，容易得到尺寸精度較高的零件。第七頁，共四十八頁，2022年，8月28日起伏成形俗稱局部脹形，可以壓制加強(qiáng)筋、凸包、凹坑、花紋圖案及標(biāo)記等。

1．壓加強(qiáng)筋第五章其它成形工藝二、平板坯料的起伏成形簡單的起伏成形零件，其極限變形程度可按下式近似確定：第八頁，共四十八頁，2022年，8月28日

如果零件要求的加強(qiáng)筋超過極限變形程度時(shí)，可以采用多次成形的方法，第一道工序用大直徑的球形凸模脹形，達(dá)到在較大范圍內(nèi)聚料和均勻變形的目的，用第二道工序成形得到零件所要求的尺寸的方法。第五章其它成形工藝壓制加強(qiáng)筋所需的沖壓力，可用下式近似計(jì)算：第九頁，共四十八頁，2022年，8月28日空心坯料的脹形:1.脹形方法第五章其它成形工藝三、空心坯料的脹形剛性模具脹形俗稱凸肚，它是使材料沿徑向拉伸，將空心工序件或管狀坯料向外擴(kuò)張，脹出所需的凸起曲面，如壺嘴、皮帶輪、波紋管等。

利用錐形芯塊將分瓣凸模頂開，使工序件脹出所需的形狀。分瓣凸模的數(shù)目越多，工件的精度越好。這種脹形方法的缺點(diǎn)是很難得到精度較高的正確旋轉(zhuǎn)體，變形的均勻程度差，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。第十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝軟模脹形

原理是利用橡膠（或聚氨酯）、液體、氣體或鋼丸等代替剛性凸模。軟模脹形時(shí)材料的變形比較均勻，容易保證零件的精度，便于成形復(fù)雜的空心零件，所以在生產(chǎn)中廣泛采用。脹形前要先在預(yù)先拉深成的工序件內(nèi)灌注液體，上模下行時(shí)側(cè)楔使分塊凹模合攏，然后在凸模的壓力下將工序件脹形成所需的零件。由于工序件經(jīng)過多次拉深工序，伴隨有冷作硬化現(xiàn)象，故在脹形前應(yīng)該進(jìn)行退火，以恢復(fù)金屬的塑性。第十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日軸向壓縮和高壓液體聯(lián)合作用的脹形第五章其它成形工藝首先將管坯置于下模，然后將上模壓下，再使兩端的軸頭壓緊管坯端部，繼而由軸頭中心孔通入高壓液體，在高壓液體和軸向壓縮力的共同作用下脹形而獲得所需的零件。用這種方法加工高壓管接頭、自行車的管接頭和其它零件效果很好。第十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝2.脹形的變形程度第十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日Ｋ和坯料伸長率的關(guān)系為第五章其它成形工藝脹形系數(shù)表第十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝3.脹形的坯料尺寸計(jì)算

坯料直徑Ｄ坯料長度Ｌ式中――變形區(qū)母線長度；――坯料切向拉伸的伸長率；ｂ――切邊余量，一般取ｂ＝10～20ｍｍ。

第十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝4.脹形力的計(jì)算脹形時(shí)，所需的脹形力Ｆ可按下式計(jì)算：脹形單位面積壓力ｐ可用下式計(jì)算：――脹形變形區(qū)實(shí)際應(yīng)力，近似估算時(shí)取式中≈（材料的抗拉強(qiáng)度）第十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)翻邊翻邊：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。根據(jù)坯料的邊緣狀態(tài)和應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)的不同，翻邊可以分為內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊，也可分為伸長類翻邊和壓縮類翻邊。1．圓孔翻邊（１）圓孔翻邊的變形特點(diǎn)與變形程度

第五章其它成形工藝一、內(nèi)孔翻邊變形程度第十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝

Ｋ稱為翻邊系數(shù)，Ｋ值愈小，則變形程度愈大。翻邊時(shí)孔邊不破裂所能達(dá)到的最?。酥?，稱為極限翻邊系數(shù)。表5.3.1所列的是低碳鋼圓孔翻邊的極限翻邊系數(shù)。對于其它材料，按其塑性情況，可參考表列數(shù)值適當(dāng)增減。從表中的數(shù)值可以看出，影響極限翻邊系數(shù)的因素很多，除材料塑性外，還有翻邊凸模的形式、孔的加工方法及預(yù)制的孔徑與板料厚度的比值（體現(xiàn)工序件相對厚度的影響）。極限翻邊系數(shù)

見翻邊后豎邊邊緣的厚度，可按下式估算：

第十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝（２）翻邊的工藝計(jì)算1）平板坯料翻邊的工藝計(jì)算預(yù)沖孔直徑d豎邊高度H或極限高度第十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝2）先拉深后沖底孔再翻邊的工藝計(jì)算

先拉深后翻邊的高度h預(yù)制孔直徑或翻邊的極限高度拉深高度第二十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝（３）翻邊力的計(jì)算用圓柱形平底凸模翻邊時(shí)，可按下式計(jì)算：用錐形或球形凸模翻邊的力略小于上式計(jì)算值。第二十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日2．非圓孔翻邊第五章其它成形工藝變形區(qū)分類非圓孔的極限翻邊系數(shù)，可根據(jù)各圓弧段的圓心角ａ大小，

第二十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日伸長類翻邊1.伸長類翻邊第五章其它成形工藝二、外緣翻邊變形程度應(yīng)在坯料的兩端對坯料的輪廓線做必要的修正

按變形的性質(zhì)分壓縮類翻邊ａ）伸長類平面翻邊ｂ）伸長類曲面翻邊

第二十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日1.伸長類翻邊第五章其它成形工藝伸長類曲面翻邊：①采用較強(qiáng)的壓料裝置

②凸模的曲面形狀應(yīng)修正③沖壓方向的選取ａ）伸長類平面翻邊ｂ）伸長類曲面翻邊第二十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日2.壓縮類翻邊第五章其它成形工藝變形程度①也要采用防皺的壓料裝置

①凹模的曲面形狀應(yīng)修正②沖壓方向的選取原則與伸長類曲面翻邊時(shí)相同

②也需修正坯料的展開形狀壓縮類平面翻邊：壓縮類曲面翻邊：ａ）壓縮類平面翻邊ｂ）壓縮類曲面翻邊第二十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日變薄翻邊對生產(chǎn)豎邊較高的零件，既可提高生產(chǎn)率,又能節(jié)約材料。

變薄系數(shù)第五章其它成形工藝三、變薄翻邊豎邊的高度應(yīng)按體積不變定律進(jìn)行計(jì)算。

沖制Ｍ５以下的小螺孔第二十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝其它成形件第二十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝脹形變形區(qū)第二十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝起伏成形第二十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝起伏成形前后材料的長度第三十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝深度較大的局部脹形法ａ）預(yù)成形ｂ）最后成形第三十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝用剛性凸模的脹形1－凹模２－分瓣凸模3－拉簧4－錐形芯塊

第三十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝用軟凸模的脹形1－凸模2－分塊凹模3－橡膠4－側(cè)楔5－液體第三十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝加軸向壓縮的液體脹形1－上模2－軸頭3－下模4－管坯第三十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝圓孔翻邊時(shí)的應(yīng)力與變形情況第三十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝圓孔翻邊凸模的形狀和尺寸第三十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝非圓孔翻孔第三十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝伸長類曲面翻邊凸模形狀的修正1－凹模2－頂料板3－凸模第三十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝曲面翻邊時(shí)的沖壓方向第三十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝壓縮類曲面翻邊凹模形狀的修正1－凹模2－壓料板3－凸模第四十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝用階梯形凸模變薄翻邊ａ）零件ｂ）凸模第四十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝內(nèi)孔翻邊模第四十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝內(nèi)、外緣翻邊模第四十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章其它成形工藝落料、拉深、沖孔、翻孔復(fù)合