第五章 胀形与翻边解剖
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《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
5.1.2胀形的极限变形程度
胀形成形极限是以零件是否发生破裂来判别的。由于 胀形方法不同，成形极限的表示方法也不同。
胀形破裂总是发生在材料厚度减薄最大的部位。 胀形极限变形程度主要取决于材料的塑性和变形的 均匀性 。 胀形成形极限的影响因素： 1）材料：塑性、延伸率和应变硬化指数n 2）变形区的应变分布：主要与零件的形状和尺寸有关。 应变分布越均匀，成形极限越大。 3）润滑条件、变形速度（主要针对刚性凸模胀形）
１.胀形系数 空心毛坯胀形的变形程度
K dmax
d0
p K p 1
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
2、胀形毛坯尺寸的计算
毛坯长度可按下式近似计算:
L0 L[1 (0.3 ~ 0.4） ] h
式中： L 工件的母线长度（mm)
工件的切向延伸率
h 修边余量，约为5 ~ 20mm
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺 《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
图5.1.6 钢模胀形 1-凹模；2-分瓣凸模；3-锥形芯轴 4-拉簧；5-毛坯；6-顶杆；7-下凹模
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺 《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯 加轴向压缩的液体胀形
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺Βιβλιοθήκη Baidu
5.1 胀形
定义：利用模具迫使板料厚度减薄表面积增 大，以获取零件几何尺寸的冲压加工方法称为胀 形。
胀形主要用于平板毛坯的局部胀形（压突起， 凹坑，加强筋，花纹，图形及标记等）、圆柱空 心毛坯胀形及张拉成形等。
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
5.1.1 胀形的变形特点
孔边缘变薄最严重，其值为
t t0 K
可见，翻边系数越小，孔边缘变薄越严重，容易发 生破裂。
孔边缘濒于拉裂时的翻边系数称为极限翻边系数Kl。 可用它反映圆孔翻边成形极限。
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
影响极限翻边系数的主要因素： 1) 材料机械性能：应变硬化指数和材料延伸率越
大，Kl越小，成形极限越大。
最大，径向应力在孔边缘处为零。 3) 变形区材料在双向拉应力作用下，切向伸长，径
向略有缩短，材料厚度减薄，孔边缘处减薄最严重。 4) 属伸长类成形，变形程度受内边缘拉裂的限制。
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
2. 翻边系数（图5.2.4）及其影响因素
圆孔翻边时，变形程度用翻边系数K表示
K d0 / dm
平板毛坯的变形程度多用胀形深度表示，也可以近似
地按单向拉伸变形处理，即平板毛坯能够一次成形的条件：
p
l
l0 l0
(0.70
~
0.75)
若计算结果不满足上述条件,则应增加工序，先压制 半球形过渡形状，再压出工件所需形状。(如图5.1.3)所示。
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第5章 其他冲压成形工艺
5.1.4 圆柱空心毛坯的胀形
Kl
lmax l0
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5.2 翻边（如图5.2.1）
➢翻边是利用模具把板材上的孔缘或外缘翻成竖边的 冲压加工方法。 ➢按工艺特点，可分为：内孔（圆孔和非圆孔）翻边、 外缘（外曲和内曲）翻边和变薄翻边。 ➢按变形性质，可分为伸长类翻边、压缩类翻边及变 薄翻边。
第5章 其他冲压成形工艺
成形工艺与模具设计
5.1 胀形 5.2 翻边 5.3 缩口 5.4 校平与整形
《冲压工艺学》
第5章 其他冲压成形工艺
成形：用不同性质的局部变形来改变毛坯或半成 品形状和尺寸的冲压工序。
伸长类成形：如胀形和内缘翻边，受拉应力而产 生伸长变形，易被拉裂而破坏；
压缩类成形：如缩口和外缘翻边，受压应力而产 生压缩变形，易起皱而破坏。
将圆柱形空心毛坯（管状或桶状）向外扩张成曲面
空心零件的冲压加工方法称为圆柱形空心毛坯胀形。高
压气瓶、球形容器、波纹管、自行车三通接头。
1）刚模胀形(如图5.1.4)：模具结构复杂，模具与毛 坯间有较大摩擦力，零件精度低
2）软模胀形(如图5.1.5)：利用弹性体或流体作为凸 模或凹模。
圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态。(如图5.1.6)
1）毛坯的塑性变形局限于一个固定的变形区范围内， 板料不向变形区外转移，也不从外部进入变形区。 2）变形区材料受双向拉应力作用，沿径向和切向产生 伸长变形，板厚变薄，属伸长类变形，其主要破坏形式 是胀裂。 3）胀形时变形区材料由于受双向拉应力作用，不存在 压应力，而且拉应力沿厚度方向分布均匀，因此不易失 稳起皱，回弹小，尺寸精度高，表面质量好。
2) 材料相对厚度t0/d1：材料相对厚度越大，成
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5.1.3 平板毛坯的局部成形（图5.1.2）
用刚性凸模冲压平板毛坯，当D>3d时，凸缘部分不可 能产生切向收缩变形，变形只发生在与凸模接触的区域内， 此时即为平板毛坯的局部胀形。
用于腹板类板料零件压制加强肋（加强工件刚度）或 压制凸包、凹坑、花纹图案及标记等。
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5.1.5 张拉成形
张拉成形与拉弯成形相似，将毛坯成形区紧靠凸
模曲面，同时对毛坯附加张拉力F，使毛坯和模具逐渐
贴合。
采用张拉成形，一方面可以增大材料的变形程度；
另一方面能够减小甚至消除弯曲时材料内部的压应力
成分，从而到达到减小零件回弹，增强零件刚度的目
的。
张拉成形用拉形系数表示变形程度：
伸长类翻边在变形区引起切向伸长变形，厚度变 薄，易破裂；压缩类翻边在变形区引起切向压缩变形， 厚度增厚，易起皱。
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5.2.1圆孔翻边（如图５.２.２）
1. 变形特点 1) 翻边变形区限制在凹模圆角以内，凸模底部为主
要变形区。 2)变形区受双向拉应力作用，切向应力在孔边缘处
第5章 其他冲压成形工艺
5.1.2胀形的极限变形程度
胀形成形极限是以零件是否发生破裂来判别的。由于 胀形方法不同，成形极限的表示方法也不同。
胀形破裂总是发生在材料厚度减薄最大的部位。 胀形极限变形程度主要取决于材料的塑性和变形的 均匀性 。 胀形成形极限的影响因素： 1）材料：塑性、延伸率和应变硬化指数n 2）变形区的应变分布：主要与零件的形状和尺寸有关。 应变分布越均匀，成形极限越大。 3）润滑条件、变形速度（主要针对刚性凸模胀形）
１.胀形系数 空心毛坯胀形的变形程度
K dmax
d0
p K p 1
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2、胀形毛坯尺寸的计算
毛坯长度可按下式近似计算:
L0 L[1 (0.3 ~ 0.4） ] h
式中： L 工件的母线长度（mm)
工件的切向延伸率
h 修边余量，约为5 ~ 20mm
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图5.1.6 钢模胀形 1-凹模；2-分瓣凸模；3-锥形芯轴 4-拉簧；5-毛坯；6-顶杆；7-下凹模
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1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯 加轴向压缩的液体胀形
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5.1 胀形
定义：利用模具迫使板料厚度减薄表面积增 大，以获取零件几何尺寸的冲压加工方法称为胀 形。
胀形主要用于平板毛坯的局部胀形（压突起， 凹坑，加强筋，花纹，图形及标记等）、圆柱空 心毛坯胀形及张拉成形等。
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5.1.1 胀形的变形特点
孔边缘变薄最严重，其值为
t t0 K
可见，翻边系数越小，孔边缘变薄越严重，容易发 生破裂。
孔边缘濒于拉裂时的翻边系数称为极限翻边系数Kl。 可用它反映圆孔翻边成形极限。
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影响极限翻边系数的主要因素： 1) 材料机械性能：应变硬化指数和材料延伸率越
大，Kl越小，成形极限越大。
最大，径向应力在孔边缘处为零。 3) 变形区材料在双向拉应力作用下，切向伸长，径
向略有缩短，材料厚度减薄，孔边缘处减薄最严重。 4) 属伸长类成形，变形程度受内边缘拉裂的限制。
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2. 翻边系数（图5.2.4）及其影响因素
圆孔翻边时，变形程度用翻边系数K表示
K d0 / dm
平板毛坯的变形程度多用胀形深度表示，也可以近似
地按单向拉伸变形处理，即平板毛坯能够一次成形的条件：
p
l
l0 l0
(0.70
~
0.75)
若计算结果不满足上述条件,则应增加工序，先压制 半球形过渡形状，再压出工件所需形状。(如图5.1.3)所示。
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5.1.4 圆柱空心毛坯的胀形
Kl
lmax l0
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5.2 翻边（如图5.2.1）
➢翻边是利用模具把板材上的孔缘或外缘翻成竖边的 冲压加工方法。 ➢按工艺特点，可分为：内孔（圆孔和非圆孔）翻边、 外缘（外曲和内曲）翻边和变薄翻边。 ➢按变形性质，可分为伸长类翻边、压缩类翻边及变 薄翻边。
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成形工艺与模具设计
5.1 胀形 5.2 翻边 5.3 缩口 5.4 校平与整形
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成形：用不同性质的局部变形来改变毛坯或半成 品形状和尺寸的冲压工序。
伸长类成形：如胀形和内缘翻边，受拉应力而产 生伸长变形，易被拉裂而破坏；
压缩类成形：如缩口和外缘翻边，受压应力而产 生压缩变形，易起皱而破坏。
将圆柱形空心毛坯（管状或桶状）向外扩张成曲面
空心零件的冲压加工方法称为圆柱形空心毛坯胀形。高
压气瓶、球形容器、波纹管、自行车三通接头。
1）刚模胀形(如图5.1.4)：模具结构复杂，模具与毛 坯间有较大摩擦力，零件精度低
2）软模胀形(如图5.1.5)：利用弹性体或流体作为凸 模或凹模。
圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态。(如图5.1.6)
1）毛坯的塑性变形局限于一个固定的变形区范围内， 板料不向变形区外转移，也不从外部进入变形区。 2）变形区材料受双向拉应力作用，沿径向和切向产生 伸长变形，板厚变薄，属伸长类变形，其主要破坏形式 是胀裂。 3）胀形时变形区材料由于受双向拉应力作用，不存在 压应力，而且拉应力沿厚度方向分布均匀，因此不易失 稳起皱，回弹小，尺寸精度高，表面质量好。
2) 材料相对厚度t0/d1：材料相对厚度越大，成
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第5章 其他冲压成形工艺
5.1.3 平板毛坯的局部成形（图5.1.2）
用刚性凸模冲压平板毛坯，当D>3d时，凸缘部分不可 能产生切向收缩变形，变形只发生在与凸模接触的区域内， 此时即为平板毛坯的局部胀形。
用于腹板类板料零件压制加强肋（加强工件刚度）或 压制凸包、凹坑、花纹图案及标记等。
第5章 其他冲压成形工艺
5.1.5 张拉成形
张拉成形与拉弯成形相似，将毛坯成形区紧靠凸
模曲面，同时对毛坯附加张拉力F，使毛坯和模具逐渐
贴合。
采用张拉成形，一方面可以增大材料的变形程度；
另一方面能够减小甚至消除弯曲时材料内部的压应力
成分，从而到达到减小零件回弹，增强零件刚度的目
的。
张拉成形用拉形系数表示变形程度：
伸长类翻边在变形区引起切向伸长变形，厚度变 薄，易破裂；压缩类翻边在变形区引起切向压缩变形， 厚度增厚，易起皱。
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第5章 其他冲压成形工艺
5.2.1圆孔翻边（如图５.２.２）
1. 变形特点 1) 翻边变形区限制在凹模圆角以内，凸模底部为主
要变形区。 2)变形区受双向拉应力作用，切向应力在孔边缘处