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冷冲压工艺及模具设计(绪论)页PPT文档
板料冲压。冷冲压和板料冲压的涵义差
不多，而冷冲压的涵义要广泛些，包括 了立体冲压。
图0－l 冲压过程
绪论
1.基本概念（续）
加工对象：主要是金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
冲压模具： 在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）
的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。
绪论
冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。
冲压成形产品示例一——日常用品 冲压成形产品示例二——高科技产品
绪论
二、冲压工序的分类
根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序
分离工序： 冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σ b，
使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离 工序主要有剪裁和冲裁等。
②模具标准化程度低； ③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； ④模具专业化水平低。
所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期
等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
绪论
三、冲压技术现状与发展方向（续）
2.冲压技术发展方向 产品市场变化： 多品种、少批量，更新换代速度快
技术发展： 计算机技术、制造新技术
④材料利用率高，一般为70％－85％。
绪论
⑤生产率高，冲床冲一次一般可得 一个零件，而冲床一分钟的行程少 则几次，多则几百次。同时，毛坯 和零件形状规则，便于实现机械化 和自动化。
⑥冲压零件的质量主要靠冲模保证， 所以操作方便，要求的工人技术等 级不高，便于组织生产。
⑦在大量生产的条件下，产品的成本低。
绪论
1.基本概念（续）
冲
压 合理的冲压工艺 生
不多，而冷冲压的涵义要广泛些，包括 了立体冲压。
图0－l 冲压过程
绪论
1.基本概念（续）
加工对象：主要是金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
冲压模具： 在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）
的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。
绪论
冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。
冲压成形产品示例一——日常用品 冲压成形产品示例二——高科技产品
绪论
二、冲压工序的分类
根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序
分离工序： 冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σ b，
使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离 工序主要有剪裁和冲裁等。
②模具标准化程度低； ③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； ④模具专业化水平低。
所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期
等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
绪论
三、冲压技术现状与发展方向（续）
2.冲压技术发展方向 产品市场变化： 多品种、少批量，更新换代速度快
技术发展： 计算机技术、制造新技术
④材料利用率高，一般为70％－85％。
绪论
⑤生产率高，冲床冲一次一般可得 一个零件，而冲床一分钟的行程少 则几次，多则几百次。同时，毛坯 和零件形状规则，便于实现机械化 和自动化。
⑥冲压零件的质量主要靠冲模保证， 所以操作方便，要求的工人技术等 级不高，便于组织生产。
⑦在大量生产的条件下，产品的成本低。
绪论
1.基本概念（续）
冲
压 合理的冲压工艺 生
冷冲压工艺和模具设计教学课件下载-样章课件
2、什么叫胀形？胀形方法一般有哪几种？ 各有什么特点？
3、胀形模的主要结构特点是什么？
2020/5/18
5.2 翻边
学习目标： 能够掌握翻边的概念、成形特点及分类，掌
握翻边模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见翻边模的工作过程，能够根据模具
设计手册，进行翻边模的设计。
2020/5/18
翻边： 利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻成
2020/5/18
（3）非圆孔翻边 变形特点： I部分视为圆孔翻边； II视为弯曲 变形；III部分视为拉深。
最小圆角部分进行允许 变形程度的校核。 翻边系数：
Kf=(0.85~0.9)K0
预制孔：分别按弯曲，翻边，拉深展开；圆弧处 宽度比直线部分宽5～10%，再光滑连结。
2020/5/18
（4）翻边力的计算
2020/5/18
3.胀形力
软模胀形圆柱空心件的单位压力p
两端不固定
p
2t d max
b
两端固定
p
2b
t dmax
t 2R
钢模胀形所需压力的计算公式，可根据力的
平衡方程式推导得到，其表达式为：
式中：
tan F2Htb 122tan
F 所需胀形力t 材料厚度
H 胀形后高度
t 材料厚度
摩擦系数，一般 0.15 ~ 0.20
5.1.1 胀形成形的特点和分类 外部材料不进入变形区，变形区材料受双向
拉应力，产生拉伸变形，材料变薄。
当坯料外径与成形直径的比值Ｄ/ｄ＞３时， 其成形完全依赖于直径为ｄ的圆周以内金属厚度 的变薄实现表面积的增大而成形。
胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。
2020/5/18
3、胀形模的主要结构特点是什么？
2020/5/18
5.2 翻边
学习目标： 能够掌握翻边的概念、成形特点及分类，掌
握翻边模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见翻边模的工作过程，能够根据模具
设计手册，进行翻边模的设计。
2020/5/18
翻边： 利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻成
2020/5/18
（3）非圆孔翻边 变形特点： I部分视为圆孔翻边； II视为弯曲 变形；III部分视为拉深。
最小圆角部分进行允许 变形程度的校核。 翻边系数：
Kf=(0.85~0.9)K0
预制孔：分别按弯曲，翻边，拉深展开；圆弧处 宽度比直线部分宽5～10%，再光滑连结。
2020/5/18
（4）翻边力的计算
2020/5/18
3.胀形力
软模胀形圆柱空心件的单位压力p
两端不固定
p
2t d max
b
两端固定
p
2b
t dmax
t 2R
钢模胀形所需压力的计算公式，可根据力的
平衡方程式推导得到，其表达式为：
式中：
tan F2Htb 122tan
F 所需胀形力t 材料厚度
H 胀形后高度
t 材料厚度
摩擦系数，一般 0.15 ~ 0.20
5.1.1 胀形成形的特点和分类 外部材料不进入变形区，变形区材料受双向
拉应力，产生拉伸变形，材料变薄。
当坯料外径与成形直径的比值Ｄ/ｄ＞３时， 其成形完全依赖于直径为ｄ的圆周以内金属厚度 的变薄实现表面积的增大而成形。
胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。
2020/5/18
冷冲压工艺与模具设计教学课件
F KLt b
对在曲柄压力机上用薄料（t<1.5mm）对小 工件（面积 <2000mm2）压肋或压肋兼有校形工 序时的变形力按式计算。
F KAt2
K-系数，取0.7～1； L-加强肋长度（mm）； t-材料料厚（mm）； b —材料的抗拉强度（Mpa）； A-局部成形面积；
二、压凸包
D 4 dp
握胀形模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见胀形模的工作过程，能够根据模具
设计手册，进行胀形模的设计。
胀形：利用模具使坯料局部塑性变形，材料变薄， 表面积增大的冲压方法。
5.1.1 胀形成形的特点和分类 外部材料不进入变形区，变形区材料受双向
拉应力，产生拉伸变形，材料变薄。
当坯料外径与成形直径的比值Ｄ/ｄ＞３时， 其成形完全依赖于直径为ｄ的圆周以内金属厚度 的变薄实现表面积的增大而成形。
（4）翻边力的计算
翻边力一般不大，非圆孔翻边力比圆孔翻边力小
圆柱形凸模：
F=1.1 (D-d0 )ts
圆锥形（球形）凸模：
F=1.2 tDms
(m=0.05～0.25)
5.2.2 外缘翻边 沿毛坯的曲边，使材料的拉伸或压缩，形成
高度不大的竖边。
1.分类 （1）外凸外缘翻边：属压缩类翻边，近似于局
课后思考
1、胀形的变形特点怎样？为什么采用胀形 工序加工的零件表面质量好？
2、什么叫胀形？胀形方法一般有哪几种？ 各有什么特点？
3、胀形模的主要结构特点是什么？
5.2 翻边
学习目标： 能够掌握翻边的概念、成形特点及分类，掌
握翻边模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见翻边模的工作过程，能够根据模具
胀形和液压胀形。
冷冲压工艺与模具设计经典课件()第1章
冷冲压工艺与模具设计经典课件（）第1章鑫盛教导员第1章冷冲压基础冲压模具教学课件深圳德力田科技有限公司深圳德力田科技有限公司www。
DLT 168.0第1章？冷冲压基础本章内容:？冲压工艺、冲压术语、冲压模具标准和塑性变形的基本知识；常用冲压设备、工作原理和选择原则；冲压成形的基本原则和规则；常用冲压材料等。
深圳市德利天科技有限公司第一章学习目的和要求:冷冲压基础1。
掌握冲压和冲压模具的概念、冲压工艺和冲压模具分类；2.理解常用模具术语和模具标准；3.掌握冲压的基本规律，如屈服准则、塑性变形时的应力应变关系、体积不变性条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律、反向载荷软化现象、最小阻力规律等。
4.了解冲压成形性能与机械性能的关系，了解常用冲压材料；5.了解常用冲压设备，掌握选择原则等。
深圳市德利天科技有限公司。
第1章重点:冷冲压基础冲压成形基本概念、冲压设备与选择、冲压成形基本规则与应用、冲压成形性能与机械性能、冲压模具术语与标准难点:冲压成形基本规则，冲压成形性能与力学性能的关系深圳市德利天科技有限公司。
第1章冷冲压基础1.1冷冲压基本工艺和冷冲压模具1.1.1冷冲压基本工艺根据材料的变形特性分为:分离工艺和成形工艺分离过程:指冲压过程完成后，材料变形部分的应力达到材料失效应力ζb的值，导致材料断裂和分离。
例如冲压、冲裁、切割和修整深圳市德利天科技有限公司。
第1章变形过程:冷冲压基础是指冲压过程完成后，材料变形部分的应力超过材料的屈服应力ζs值，但未达到破坏应力ζb值，从而导致材料塑性变形，改变材料的原始形状和尺寸如弯曲、拉伸、翻边、胀形等工艺深圳市德利天科技有限公司。
第1章冷冲压基础1.1.2冷冲压模具1 .模具术语:关注常用术语2.模具分类:(1)按工艺属性分类:冲裁模、弯曲模、拉伸模、成型模等。
(2)按工艺组合程度分类:单工艺模具、复合模具、级进模深圳德力天科技有限公司www。
第1章冷冲压基础1。
冷冲压工艺与模具设计培训课程(ppt 155页)
金属受外力作用就会发生变形，表现为形状、尺寸、 体积等的变化。变形力去除后，能恢复原状的变形称为弹 性变形；不能恢复原状的永久变形称为塑性变形。除脆性 材料外，大部分固体材料变形时都呈现出明显的弹性变形 阶段和塑性变形阶段。
弹性变形时，金属内原子的位置发生变化，表现为原 子间距有微小的改变，从而引起了体积的变化。此时，原 子的稳定平衡状态遭到破坏，作用在物体上的外力和企图 使原子恢复到最小势能位置的原子间反作用力相平衡，这 种反作用力称为内力，单位面积上的内力就称为应力。
分离工序是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓进行断裂分 离加工，以获得所需要的零件形状和尺寸，又称为冲裁工 序。
分离工序种类：落料、冲孔、切断、切边、剖切、切
舌等。
1.1.2.2 成形工序 成形工序是在材料不发生破坏的前提下使毛坯发生塑
性变形，以获得所需要的零件形状和尺寸。 成形工序种类：弯曲、拉深、翻边、胀形、起伏成形
2、模具设计制造现代化 大力开展模具CAD/CAM技术的研究和应用，已有许多成熟的模 具CAD/CAM一体化软件应用于模具的设计及制造，使设计者尽 可能将时间和精力用于创新开发。
3、冷冲压生产的机械化和自动化 大力推进冲压工艺中的送料、冲压、取件甚至装配等生产环
节的机械化和自动化研究和应用，使生产率得到极大的提高。
3、操纵系统 由空气分配系统、制动器、离合器和电气控制 箱等组成。压力机的工作是通过操纵机构进行控制的。
4、支承部件 包括床身、工作台、拉紧螺栓等部分。床身是 压力机的基础，保证设备所要求的精度、强度和刚度。床 身上固定有工作台，用于安装冲模的下模。
5、辅助系统 包括气路系统和润滑系统。
6、附属装置 包括过载保护、气垫、滑块平衡装置、移动工 作台、快速换模和监控装置等。
弹性变形时，金属内原子的位置发生变化，表现为原 子间距有微小的改变，从而引起了体积的变化。此时，原 子的稳定平衡状态遭到破坏，作用在物体上的外力和企图 使原子恢复到最小势能位置的原子间反作用力相平衡，这 种反作用力称为内力，单位面积上的内力就称为应力。
分离工序是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓进行断裂分 离加工，以获得所需要的零件形状和尺寸，又称为冲裁工 序。
分离工序种类：落料、冲孔、切断、切边、剖切、切
舌等。
1.1.2.2 成形工序 成形工序是在材料不发生破坏的前提下使毛坯发生塑
性变形，以获得所需要的零件形状和尺寸。 成形工序种类：弯曲、拉深、翻边、胀形、起伏成形
2、模具设计制造现代化 大力开展模具CAD/CAM技术的研究和应用，已有许多成熟的模 具CAD/CAM一体化软件应用于模具的设计及制造，使设计者尽 可能将时间和精力用于创新开发。
3、冷冲压生产的机械化和自动化 大力推进冲压工艺中的送料、冲压、取件甚至装配等生产环
节的机械化和自动化研究和应用，使生产率得到极大的提高。
3、操纵系统 由空气分配系统、制动器、离合器和电气控制 箱等组成。压力机的工作是通过操纵机构进行控制的。
4、支承部件 包括床身、工作台、拉紧螺栓等部分。床身是 压力机的基础，保证设备所要求的精度、强度和刚度。床 身上固定有工作台，用于安装冲模的下模。
5、辅助系统 包括气路系统和润滑系统。
6、附属装置 包括过载保护、气垫、滑块平衡装置、移动工 作台、快速换模和监控装置等。
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t d D 1.14(r ) 2h 2
式中 D—翻边直径； r—翻边件半径； t—材料厚度。
（3）非圆孔翻边
变形特点： I部分视为圆孔翻边； II视为弯曲 变形；III部分视为拉深。 最小圆角部分进行允许 变形程度的校核。 翻边系数：
Kf =(0.85~0.9)K0
预制孔：分别按弯曲，翻边，拉深展开；圆弧处 宽度比直线部分宽5～10%，再光滑连结。
F KAt 2
K-系数，取0.7～1； L-加强肋长度（mm）； t-材料料厚（mm）； b —材料的抗拉强度（Mpa）； A-局部成形面积；
二、压凸包
D—拉深件凸缘直径； dp—拉深件筒身外径；
D 4 dp
当局部鼓凸的变形量较大时，应先成形加强 鼓凸肚部分，后成形其他周围部分。 如果工件要求的鼓凸深度超过许用成形高度， 则需先预成形球形到一定深度后，再冲压凸包到 设计深度。
整形模一般成形模具结构相似，但对模具工 作部分的定形尺寸精度、粗糙度要求更高，圆角 半径和间隙较小。
１.弯曲件的整形 弯曲件的整形方法主要有压校和镦校两种形式。 镦校整形效果好，但带大孔的零件或宽度不 等的弯曲件都不能用镦校的方法。
弯曲件的整形 ａ）压校 ｂ&ｃ）镦校
２.无凸缘拉深件的整形： 通常取整形模间隙等于(0.9～0.95)ｔ，即 采用变薄拉深的方法进行整形。可把整形工序与 最后一道拉深工序结合成一道工序完成。
Dd H 0.43r 0.72t 2
内孔的翻边极限高度：
H max D (1 K min ) 0.43r 0.72t 2
（2）在拉深件的底部冲孔翻边
允许的翻边高度： h D (1 K 0 ) 0.57(r t )
2 2
拉深高度： h` H h r 预孔直径： d K0 D 或
校平和整形工序的工艺特点： 1）允许的变形量很小，坯料的形状与尺寸与制 件非常接近； 2）对模具的成形部分的精度要求比较高； 3）通常在专用的精压机进行校平和整形，若用 机械压力机，机床应有较好的刚度，并需要 装有过载保护装置。
5.4.1 校平 平面校平模：用于薄料，表面不允许有压痕的工 件（有回弹）。主要用于平直度要求不高，由软 金属（如铝、软钢、铜等）制成的小型零件。
（4）翻边力的计算
翻边力一般不大，非圆孔翻边力比圆孔翻边力小 圆柱形凸模：
F=1.1 (D-d0 )t s
F=1.2 tDm s
圆锥形（球形）凸模：
(m=0.05～0.25)
5.2.2 外缘翻边 沿毛坯的曲边，使材料的拉伸或压缩，形成 高度不大的竖边。
1.分类 （1）外凸外缘翻边：属压缩类翻边，近似于局 部浅拉深，易起皱。 （2）内凹外缘翻边：属伸长类翻边，近似于局 部孔翻边，易开裂。
３.带凸缘拉深件需整形的部位：
１）凸缘平面 ２）侧壁 ３）底平面 ４）底部圆角半径 ５）凸缘圆角半径
课后思考
1、平板冲件的校平模有哪两种形式？各有 何特点？适用范围怎样？
本章小结
本章主要介绍了四种成型工艺，分析 其成型特点，介绍其成型模的基本结构和 工作过程。由于课时的限制，本章没有安 排冲压大作业，但在课程设计中安排成型 工艺及模具的设计。
三、缩口工艺计算 １）缩口形式
a)斜口形式b)直口形式c)球面形式
２）缩口毛坯高度
斜口形式：
D2 d 2 H 1 ~ 1.05[h1 (1 D / d )] 8D sin
直口形式：
H 1 ~ 1.05[h1 h2 D2 d 2 D/d (1 D / d )] 8D sin
K-材料的胀形系数； Dmax–胀形后所能达到的最大直径； d–胀形前毛坯的直径；
2.胀形毛坯的计算
L0 = L [1+(0.3~0.4) ]+h
—制件切向最大伸长率； L —制件母线长度。
h—修边余量，一般取ｂ＝10～20ｍｍ；
3.胀形力 软模胀形圆柱空心件的单位压力p 2t 两端不固定 p b
5.1.3 圆柱形空心毛坯胀形 将空心件或管状坯料径向向外扩张，胀出所 需凸起曲面的冲压方法。 根据模具的不同，可分为钢性胀形、橡胶模 胀形和液压胀形。
1—凸模 2—凹模 3—毛坯 4—软体介质 5—外套
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯 加轴向压缩的液体胀形Leabharlann 1.胀形变形程度 胀形系数
K=dmax /d0
４）常见缩口模结构
无支承模具结构简单，有支承的模具增加 了坯料的稳定性，提高变形程度。缩口内设有 芯棒时，可提高缩口部分内径尺寸精度。
a-无支承
b-外支承
c-内外支承
实例：气瓶缩口模 刚制气瓶缩口模，成形材料为1mm的08钢
课后思考
1、什么叫缩口？缩口方法一般有哪几种？ 各有什么特点？ 2、缩口的变形特点怎样？ 3、胀形、翻孔（边）及缩口变形的共同特 点是什么？
胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。
5.1.2 起伏成形 通过材料局部拉深变形，形成凹进或凸起， 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。
a）加强肋 b）凸包
一、加强肋 1.变形部位受双向拉应力，其极限变形程度
极 式中 一起伏成形的极限变形程度 l，l1一材料单向拉伸的延伸率 k 一胀形变形区变形前后截面的长度 一形状系数，加强肋在0.7～0.75 （半圆肋取最大值，梯形肋取最小）
内孔翻边模
内、外缘翻边模
3.凸模结构类型 带导正销的圆柱形凸模、圆锥形（球形、抛 物线形）凸模、带整形台阶凸模等。
有预制孔的小孔翻边
小孔用穿孔翻边凸模
冲孔翻边复合模
课后思考
1、什么是内孔翻边？什么是外缘翻边？其 变形特点是什么？ 2、什么叫极限翻边系数，影响极限翻边系 数的主要因素有哪些？ 3、翻边常见的废品是什么？如何防止？
二、缩口变形程度 １）总缩口系数：
式中
d ms D
ms-总缩口系数； d-缩口后直径； D-缩口前直径。
当工件需要多次进行缩口 ２）多次缩口 lg ms lg d lg D 缩口次数： n
lg m均 lg m均
m1 0.9m均 首次缩口系数： 以后各次缩口系数： mn (1.05 ~ 1.10)m均
光面校平模 ａ-上模浮动式 ｂ-下模浮动式
齿面校平模：用于厚料，平直度要求高的，且表 面上容许有细痕的工件工件（校平效果好）。
齿形校平模 ａ）尖齿齿形 ｂ）平齿齿形
5.4.2 整形 弯曲回弹会使工件的弯曲角度改变；由于凹 模圆角半径的限制，拉深或翻边的工件也不能达 到较小的圆角半径。利用模具使弯曲或拉深后的 冲压件局部或整体产生少量塑性变形以得到较准 确的尺寸和形状，称为整形。整形常在弯曲、拉 深、成形工序之后。
5.3 缩口
学习目标： 能够掌握缩口的概念、成形特点及分类，掌 握缩口模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见缩口模的工作过程，能够根据模具 设计手册，进行缩口模的设计。
缩口： 将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过缩口 模将其口部缩小的一种成形工艺。
5.3.1 缩口成形的特点与变形程度 1.成形特点 缩口属于压缩类成形工序，缩口端材料在凹 模的压力下向凹模滑动，直径缩小，壁厚和高度 增加。 在缩口时，缩口端承受切向压力，筒壁坯料 承受全部缩口压力而易于失稳起皱，所以防止失 稳是缩口工艺的主要问题。
t t p 2 b d max 2 R
tan F 2 Ht b 1 2 2 tan
5.1.4
胀形模结构
1－凹模 ２－分瓣凸模 3－拉簧 4－锥形芯块 斜块胀形模
墩压胀形模 1-上模板；2-上凹模；3-下凹模； 4-下模板；5-凸轮；6-轴承钉；7-手把；8-凸模
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概述 5.1 胀形 5.2 翻边 5.3 缩口 5.4 校平与整形
成形工艺与模具设计
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概述 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。
l1 l 极 100% k l
若加强肋不能一次成形，则应先压制半球形 过渡形状，再压出工件所需形状。
如加强肋与边缘的距离小于（3~5t） 时，在 成形中由于边缘的收缩，需考虑增加切边余量。
2.压筋力
F KLt b
对在曲柄压力机上用薄料（t<1.5mm）对小 工件（面积 <2000mm2）压肋或压肋兼有校形工 序时的变形力按式计算。
5.4 校平与整形
学习目标： 能够掌握校平和整形的概念、成形特点及分 类，掌握校平模和整形模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握校平模和整形模的工作过程，能够根据 模具设计手册，进行校平模和整形模的设计。
校平与整形： 利用模具使坯料局部或整体产生不大的塑性 变形，以消除平面度误差，提高制件形状及尺寸 精度的冲压成形方法。
2.变形程度 内凹外缘翻边的变形程度用翻边系数Es表示：
b ES R b
外凸外缘翻边的变形程度用翻边系数Ec表示：
Ec b Rb
3.外缘翻边力
F 1.25Ltk b
k=0.2～0.3
5.2.3 翻边模结构
1.结构 与拉深模相似，但凸模圆角半径较大，常做 成球形或抛物面形。（以避免成为拉深）凹模圆 角半径影响不大，一般取工件圆角半径（但应大 于翻边圆角半径）。 2.凸、凹模间隙 Z≥t：—翻边力较小，精度不高； Z﹤t：—翻边竖壁垂直要求较高。
翻边： 利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻成 竖立直边的成形方法。
5.2.1 内孔翻边 1.变形特点及变形系数 坯料受切向和径向拉伸，接近预孔边缘变形 大，易拉裂。
式中 D—翻边直径； r—翻边件半径； t—材料厚度。
（3）非圆孔翻边
变形特点： I部分视为圆孔翻边； II视为弯曲 变形；III部分视为拉深。 最小圆角部分进行允许 变形程度的校核。 翻边系数：
Kf =(0.85~0.9)K0
预制孔：分别按弯曲，翻边，拉深展开；圆弧处 宽度比直线部分宽5～10%，再光滑连结。
F KAt 2
K-系数，取0.7～1； L-加强肋长度（mm）； t-材料料厚（mm）； b —材料的抗拉强度（Mpa）； A-局部成形面积；
二、压凸包
D—拉深件凸缘直径； dp—拉深件筒身外径；
D 4 dp
当局部鼓凸的变形量较大时，应先成形加强 鼓凸肚部分，后成形其他周围部分。 如果工件要求的鼓凸深度超过许用成形高度， 则需先预成形球形到一定深度后，再冲压凸包到 设计深度。
整形模一般成形模具结构相似，但对模具工 作部分的定形尺寸精度、粗糙度要求更高，圆角 半径和间隙较小。
１.弯曲件的整形 弯曲件的整形方法主要有压校和镦校两种形式。 镦校整形效果好，但带大孔的零件或宽度不 等的弯曲件都不能用镦校的方法。
弯曲件的整形 ａ）压校 ｂ&ｃ）镦校
２.无凸缘拉深件的整形： 通常取整形模间隙等于(0.9～0.95)ｔ，即 采用变薄拉深的方法进行整形。可把整形工序与 最后一道拉深工序结合成一道工序完成。
Dd H 0.43r 0.72t 2
内孔的翻边极限高度：
H max D (1 K min ) 0.43r 0.72t 2
（2）在拉深件的底部冲孔翻边
允许的翻边高度： h D (1 K 0 ) 0.57(r t )
2 2
拉深高度： h` H h r 预孔直径： d K0 D 或
校平和整形工序的工艺特点： 1）允许的变形量很小，坯料的形状与尺寸与制 件非常接近； 2）对模具的成形部分的精度要求比较高； 3）通常在专用的精压机进行校平和整形，若用 机械压力机，机床应有较好的刚度，并需要 装有过载保护装置。
5.4.1 校平 平面校平模：用于薄料，表面不允许有压痕的工 件（有回弹）。主要用于平直度要求不高，由软 金属（如铝、软钢、铜等）制成的小型零件。
（4）翻边力的计算
翻边力一般不大，非圆孔翻边力比圆孔翻边力小 圆柱形凸模：
F=1.1 (D-d0 )t s
F=1.2 tDm s
圆锥形（球形）凸模：
(m=0.05～0.25)
5.2.2 外缘翻边 沿毛坯的曲边，使材料的拉伸或压缩，形成 高度不大的竖边。
1.分类 （1）外凸外缘翻边：属压缩类翻边，近似于局 部浅拉深，易起皱。 （2）内凹外缘翻边：属伸长类翻边，近似于局 部孔翻边，易开裂。
３.带凸缘拉深件需整形的部位：
１）凸缘平面 ２）侧壁 ３）底平面 ４）底部圆角半径 ５）凸缘圆角半径
课后思考
1、平板冲件的校平模有哪两种形式？各有 何特点？适用范围怎样？
本章小结
本章主要介绍了四种成型工艺，分析 其成型特点，介绍其成型模的基本结构和 工作过程。由于课时的限制，本章没有安 排冲压大作业，但在课程设计中安排成型 工艺及模具的设计。
三、缩口工艺计算 １）缩口形式
a)斜口形式b)直口形式c)球面形式
２）缩口毛坯高度
斜口形式：
D2 d 2 H 1 ~ 1.05[h1 (1 D / d )] 8D sin
直口形式：
H 1 ~ 1.05[h1 h2 D2 d 2 D/d (1 D / d )] 8D sin
K-材料的胀形系数； Dmax–胀形后所能达到的最大直径； d–胀形前毛坯的直径；
2.胀形毛坯的计算
L0 = L [1+(0.3~0.4) ]+h
—制件切向最大伸长率； L —制件母线长度。
h—修边余量，一般取ｂ＝10～20ｍｍ；
3.胀形力 软模胀形圆柱空心件的单位压力p 2t 两端不固定 p b
5.1.3 圆柱形空心毛坯胀形 将空心件或管状坯料径向向外扩张，胀出所 需凸起曲面的冲压方法。 根据模具的不同，可分为钢性胀形、橡胶模 胀形和液压胀形。
1—凸模 2—凹模 3—毛坯 4—软体介质 5—外套
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯 加轴向压缩的液体胀形Leabharlann 1.胀形变形程度 胀形系数
K=dmax /d0
４）常见缩口模结构
无支承模具结构简单，有支承的模具增加 了坯料的稳定性，提高变形程度。缩口内设有 芯棒时，可提高缩口部分内径尺寸精度。
a-无支承
b-外支承
c-内外支承
实例：气瓶缩口模 刚制气瓶缩口模，成形材料为1mm的08钢
课后思考
1、什么叫缩口？缩口方法一般有哪几种？ 各有什么特点？ 2、缩口的变形特点怎样？ 3、胀形、翻孔（边）及缩口变形的共同特 点是什么？
胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。
5.1.2 起伏成形 通过材料局部拉深变形，形成凹进或凸起， 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。
a）加强肋 b）凸包
一、加强肋 1.变形部位受双向拉应力，其极限变形程度
极 式中 一起伏成形的极限变形程度 l，l1一材料单向拉伸的延伸率 k 一胀形变形区变形前后截面的长度 一形状系数，加强肋在0.7～0.75 （半圆肋取最大值，梯形肋取最小）
内孔翻边模
内、外缘翻边模
3.凸模结构类型 带导正销的圆柱形凸模、圆锥形（球形、抛 物线形）凸模、带整形台阶凸模等。
有预制孔的小孔翻边
小孔用穿孔翻边凸模
冲孔翻边复合模
课后思考
1、什么是内孔翻边？什么是外缘翻边？其 变形特点是什么？ 2、什么叫极限翻边系数，影响极限翻边系 数的主要因素有哪些？ 3、翻边常见的废品是什么？如何防止？
二、缩口变形程度 １）总缩口系数：
式中
d ms D
ms-总缩口系数； d-缩口后直径； D-缩口前直径。
当工件需要多次进行缩口 ２）多次缩口 lg ms lg d lg D 缩口次数： n
lg m均 lg m均
m1 0.9m均 首次缩口系数： 以后各次缩口系数： mn (1.05 ~ 1.10)m均
光面校平模 ａ-上模浮动式 ｂ-下模浮动式
齿面校平模：用于厚料，平直度要求高的，且表 面上容许有细痕的工件工件（校平效果好）。
齿形校平模 ａ）尖齿齿形 ｂ）平齿齿形
5.4.2 整形 弯曲回弹会使工件的弯曲角度改变；由于凹 模圆角半径的限制，拉深或翻边的工件也不能达 到较小的圆角半径。利用模具使弯曲或拉深后的 冲压件局部或整体产生少量塑性变形以得到较准 确的尺寸和形状，称为整形。整形常在弯曲、拉 深、成形工序之后。
5.3 缩口
学习目标： 能够掌握缩口的概念、成形特点及分类，掌 握缩口模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见缩口模的工作过程，能够根据模具 设计手册，进行缩口模的设计。
缩口： 将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过缩口 模将其口部缩小的一种成形工艺。
5.3.1 缩口成形的特点与变形程度 1.成形特点 缩口属于压缩类成形工序，缩口端材料在凹 模的压力下向凹模滑动，直径缩小，壁厚和高度 增加。 在缩口时，缩口端承受切向压力，筒壁坯料 承受全部缩口压力而易于失稳起皱，所以防止失 稳是缩口工艺的主要问题。
t t p 2 b d max 2 R
tan F 2 Ht b 1 2 2 tan
5.1.4
胀形模结构
1－凹模 ２－分瓣凸模 3－拉簧 4－锥形芯块 斜块胀形模
墩压胀形模 1-上模板；2-上凹模；3-下凹模； 4-下模板；5-凸轮；6-轴承钉；7-手把；8-凸模
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概述 5.1 胀形 5.2 翻边 5.3 缩口 5.4 校平与整形
成形工艺与模具设计
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概述 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。
l1 l 极 100% k l
若加强肋不能一次成形，则应先压制半球形 过渡形状，再压出工件所需形状。
如加强肋与边缘的距离小于（3~5t） 时，在 成形中由于边缘的收缩，需考虑增加切边余量。
2.压筋力
F KLt b
对在曲柄压力机上用薄料（t<1.5mm）对小 工件（面积 <2000mm2）压肋或压肋兼有校形工 序时的变形力按式计算。
5.4 校平与整形
学习目标： 能够掌握校平和整形的概念、成形特点及分 类，掌握校平模和整形模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握校平模和整形模的工作过程，能够根据 模具设计手册，进行校平模和整形模的设计。
校平与整形： 利用模具使坯料局部或整体产生不大的塑性 变形，以消除平面度误差，提高制件形状及尺寸 精度的冲压成形方法。
2.变形程度 内凹外缘翻边的变形程度用翻边系数Es表示：
b ES R b
外凸外缘翻边的变形程度用翻边系数Ec表示：
Ec b Rb
3.外缘翻边力
F 1.25Ltk b
k=0.2～0.3
5.2.3 翻边模结构
1.结构 与拉深模相似，但凸模圆角半径较大，常做 成球形或抛物面形。（以避免成为拉深）凹模圆 角半径影响不大，一般取工件圆角半径（但应大 于翻边圆角半径）。 2.凸、凹模间隙 Z≥t：—翻边力较小，精度不高； Z﹤t：—翻边竖壁垂直要求较高。
翻边： 利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻成 竖立直边的成形方法。
5.2.1 内孔翻边 1.变形特点及变形系数 坯料受切向和径向拉伸，接近预孔边缘变形 大，易拉裂。