《沖壓模具設(shè)計與制作》配套案例庫：案例11-罩蓋脹形模的設(shè)計

案例十一罩蓋脹形模的設(shè)計REF_Ref239736866\h圖5-5-1所示為一金屬罩蓋，材料為10鋼，料厚0.5mm。要求設(shè)計該零件的脹形模具。

圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC1罩蓋脹形模工藝分析脹形屬于伸長成形。脹形過程中不會產(chǎn)生失穩(wěn)起皺的現(xiàn)象，且在脹形充分時制件表面很光滑，這是由于材料硬化作用的結(jié)果。對空心毛坯的脹形，如REF_Ref239737396\h圖5-5-2所示，如果毛坯的長度不是很長，脹形時其長度就會縮短，這說明脹形區(qū)以外的材料向脹形區(qū)內(nèi)補充，使脹形區(qū)的徑向拉伸變形得到緩解，而使切向的拉伸變形為最主要的變形，脹形脹破就是切向拉力過大引起的，為了不脹破，需要限制切向最大拉應(yīng)變不超過材料的許用伸長率[]。又由產(chǎn)品圖可知，該制件側(cè)壁是由空心毛坯脹形而成，對壁厚變化沒有要求，尺寸精度不高的，故滿足脹形工序加工的要求。圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC2對空心毛坯的脹形罩蓋脹形模工藝計算1、脹形件毛坯尺寸的計算（1）計算毛坯直徑當(dāng)脹形件留有一段不變形時，毛坯的直徑等于不變形段的直徑，如REF_Ref239737381\h圖5-5-3（a）所示。當(dāng)脹形件全長參與脹形時，則脹形前毛坯的直徑應(yīng)小于制件小端直徑如REF_Ref239737381\h圖5-5-3（b）所示，依據(jù)10鋼的極限脹形系數(shù),,求出毛坯直徑.。可取41mm(a)局部脹形(b)全長脹形圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC3空心毛坯脹形工藝參數(shù)（2）計算側(cè)壁脹形的脹形系數(shù)，該脹形系數(shù)：該制件的脹形系數(shù)為1.16，小于極限脹形系數(shù)1.24。則側(cè)壁可一次脹形成型。（3）計算毛坯高度對于一個具體的脹形件，其高度往往是有限的，脹形時兩段一般不固定，任其自由收縮，可以縮小脹形區(qū)板厚的變薄程度，故脹形工序件的高度或長度應(yīng)比制件高度增加一收縮量。需切邊時還需要增加一修邊余量。式中：

——材料的極限脹形系數(shù)——脹形后工件的最大直徑——毛坯直徑．——毛坯的高度——坯料的伸長率，其值為——制件脹形區(qū)母線長。由幾何關(guān)系可以計算出

——修正余量，mm，一般取5～10，本例取為5。取為50，故脹形前毛坯外徑為41，高為50，如REF_Ref239737583\h圖5-5-4所示圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC4毛坯尺寸2、脹形力的計算：（1）計算單位脹形力單位壓力分為兩種情況計算。a.兩端不固定允許毛坯軸向自由收縮時，為b.兩端固定時毛坯軸向不能收縮時，為上式所用到的的計算公式均為軟模脹形空心毛坯制件時的單位壓力的計算公式。本例近似按兩端不固定的方式，因此計算（2）計算脹形力

式中：——脹形力N——脹形面積——單位脹形力.脹形模的裝配設(shè)計脹形模采用聚氨脂橡膠進(jìn)行硬模脹形，為了使制件在脹形后便于取出，將凹模分為上，下兩部分，脹形上下模間為絲口定位，單邊間隙為0.06mm。側(cè)壁靠橡膠的受壓脹開成型，當(dāng)模具閉合時被彈簧壓緊，然后脹形。模具的外形尺寸和閉合高度較大（255mm）,壓力嬌小（54kN）,以模具尺寸為依據(jù)，最后確定選用J23-63型開式雙柱可傾式壓力機(jī)。罩蓋脹形模的裝配圖如圖5-5-5所示。圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC5脹形模裝配圖1.導(dǎo)柱2.導(dǎo)套3.上模座4.凸模固定板5.螺釘6.橡膠凸模7.模柄8.防轉(zhuǎn)銷9.壓料螺釘

10.導(dǎo)向螺釘11.定位板12.凹模上部件13.凹模下部件14.凹模固定板15.銷釘16.下模座脹形模的零件設(shè)計該脹形模的主要零件如REF_Ref239740445圖5-5-6至REF_Ref239740456圖5-5-14所示。圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC6凹模上部件圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC7凹模下部件圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC8凸模固定板圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC9凹模固定板圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC10上模座圖5-5-SEQ圖5-5-\*ARABIC11下模座圖5-5