第5章局部成形工艺与模具设计
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冲压模具设计与制造
第一章 冲压模具设计与制造基础
内容简介：
本章讲述冲压模具设计与制造的基础知识。 涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压材料；模具材料种类、性能、选用原则及热处理方法；模具制造特点、模具零件加工方法及应用等 。
第一章 冲压模具设计与制造基础
一、冲压与冲模概念
1.基本概念（续）
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）。
第一章 冲压模具设计与制造基础
第一节 冲压成形与模具技术概述 冲压与冲模概念 基本概念（续） 合理的冲压工艺 先进的模具 高效的冲压设备 冲压生产的三要素
第一章 冲压模具设计与制造基础
多工位精密级进模
第一章 冲压模具设计与制造基础
冲压成形产品示例一——日常用品
第一章 冲压模具设计与制造基础
冲压成形产品示例二—— 高科技产品 汽车覆盖件 飞机蒙皮
第一章 冲压模具设计与制造基础
数控高速铣削加工
高效 、高精度 、高的表面质量 、可加工高硬材料
第一章 冲压模具设计与制造基础
五、冲压技术现状与发展方向（续）
第一节 冲压成形与模具技术概述
多品种、少批量，更新换代速度快
计算机技术、制造新技术
第一章 冲压模具设计与制造基础
(1)冲压成形理论及冲压工艺
加强理论研究，开展CAE技术应用。 开发和应用冲压新工艺。
2.冲压技术发展方向
满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求。
1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。 主要原因：①冲压基础理论与成形工艺落后； 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。
材料成型工艺教学大纲
材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。
本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。
通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。
为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。
二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。
2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。
3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。
第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。
2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。
3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。
第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。
3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。
《冲压模具设计与制造》课程教学大纲DOC
《冲压模具基础》课程教学大纲课程编号：课程英文译名：课内总学时:72学时学分：4。
5学分课程类别：必修课开课对象：汽车制造与装配技术专业执笔人：编写日期:一、课程性质、目的和任务《冲压模具设计与制造》是汽车制造及汽车整形专业的一门主干专业技术课，它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合，综合性和实践性较强的课程。
其目的是使学生了解冲压变形规律,认识冲压成形工艺方法，冲压模具结构，冲压模具制造方法与手段，掌握冲压模具设计与计算方法，掌握冲压工艺与模具设计方法，冲压模具制造工艺方法，能进行中等冲压零件的冲压工艺编制,冲模设计与冲模制造工艺编制，并培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生逻辑思维能力，为毕业设计及毕业以后从事专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求本课程是冲压模具设计与计算，冲压模具结构,模具制造工艺方法为重点。
学外本课程应达到以下基本要求：1、能应用冲压变形理论,分析中等复杂冲压件变形特点，制定合理冲压工艺规程的能力。
2、协调冲压设备与模具的关系，选择冲压设备的能力。
3、熟悉掌握冲模设计计算方法，具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力，所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配,技术经济性好。
4、具备正确选择冲压模具加工方法，制定中等复杂冲模制造工艺和装配工艺的能力.5、初步具备进行多工位级进模设计和制造的能力。
6、初步具备进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力。
三、教学内容及要求：第1章冲压模具设计与制造基础1.1 冲压成形与模具技术概述掌握冲压与冲模概念;冲压工序的分类；冲模的分类；冲模设计与制造的要求；了解冲压现状与发展方向。
1.2 冲压设备及选用了解常见冲压设备；掌握冲压设备的选用；模具的安装。
1.3 冲压变形理论基础掌握塑性变形的概念；理解塑性力学基础；掌握金属塑性变形的一些基本规律；冲压材料及其冲压成形性能.1.4 模具材料选用掌握冲压对模具材料的要求;冲模材料的选用原则;冲模常见材料及热处理要求。
第5章_局部成形工艺与模具设计-49页文档资料
径缩小的一种成形方法。缩口工艺在国防工业和民用工业中有广 泛应用，枪炮的弹壳、钢气瓶等。 一、变形特点
毛坯口部受切向压应力的 作用，口部产生压缩变形，直 径减小，厚度和高度增加。
二、变形程度 1. 缩口系数
Kd/D
平均缩口系数 K
不同支撑方式的缩口系数 K
(a)
(b)
(c)
不同支承方式的缩口
D0
或
K=1+
胀形前后尺寸的变化
3）胀形的坯料尺寸计算
DO
Dmax K
Ll[1(0.3~0.4)]b
4）胀形力的计算
F Ap
P——胀形单位压力； A——胀形面积
b
P1.15b
2t Dmin
——胀形变形区真实应力，(材料的抗拉强度MPa)；
Dmin ——胀形最小直径，mm； t ——材料原始厚度，mm。
伸长类翻边
a.伸长类平面翻边
b.伸长翻边的坯料
外缘翻边时材料的允许变形程度
2.压缩类翻边
压缩类翻边的变形程 度可用下式表示:
K b Rb
压缩类平面翻边：
①也要采用防皱的压料装置 ②也需修正坯料的展开形状
压缩类曲面翻边：
①凹模的曲面形状应修正
(a)
(b)
图6-17 压缩类翻边
a 、b平面压缩翻边
(a)
(b)
图6-6 用软凸模的胀形 1－凸模 2－分块凹模 3－橡胶 4－侧楔 5－液体
(a)胀形前
(b)胀形后
加轴向压缩的液体胀形
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯
2）胀形的变形程度 常用胀形系数 K 表示空心毛坯的变形程度：
K Dmax D0
毛坯口部受切向压应力的 作用，口部产生压缩变形，直 径减小，厚度和高度增加。
二、变形程度 1. 缩口系数
Kd/D
平均缩口系数 K
不同支撑方式的缩口系数 K
(a)
(b)
(c)
不同支承方式的缩口
D0
或
K=1+
胀形前后尺寸的变化
3）胀形的坯料尺寸计算
DO
Dmax K
Ll[1(0.3~0.4)]b
4）胀形力的计算
F Ap
P——胀形单位压力； A——胀形面积
b
P1.15b
2t Dmin
——胀形变形区真实应力，(材料的抗拉强度MPa)；
Dmin ——胀形最小直径，mm； t ——材料原始厚度，mm。
伸长类翻边
a.伸长类平面翻边
b.伸长翻边的坯料
外缘翻边时材料的允许变形程度
2.压缩类翻边
压缩类翻边的变形程 度可用下式表示:
K b Rb
压缩类平面翻边：
①也要采用防皱的压料装置 ②也需修正坯料的展开形状
压缩类曲面翻边：
①凹模的曲面形状应修正
(a)
(b)
图6-17 压缩类翻边
a 、b平面压缩翻边
(a)
(b)
图6-6 用软凸模的胀形 1－凸模 2－分块凹模 3－橡胶 4－侧楔 5－液体
(a)胀形前
(b)胀形后
加轴向压缩的液体胀形
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯
2）胀形的变形程度 常用胀形系数 K 表示空心毛坯的变形程度：
K Dmax D0
5.1-2胀形成形工艺和模具(模具设计与制造)
5．2．3 平板坯料的起伏成形
该成形方法的极限变形程度通常有两种确定方法， 即试验法和计算法。起伏成形的极限变形程度，主要 受到材料的性能、零件的几何形状、模具结构、胀形 的方法以及润滑等因素的影响。特别是复杂形状的零 件，应力应变的分布比较复杂，其危险部位和极限变 形程度，一般通过试验的方法确定。对于比较简单的 起伏成形零件，则可以按下式近似地确定其极限变形 程度：
模。工件形状为曲母线锥形筒，材料为不锈钢。工序 件为直母线锥形筒，由板料弯曲成形并焊接制成。
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5
为了防止胀形时工序件下滑，造成工件大端缺料， 胀形前先由压力机外滑块带动锥面压边圈2进行扩口 压边，将工序件大端的一段压紧到凹模3上口的锥面 上，工序件要相应留出工艺余量。然后压力机内滑 块带动凸模1下行完成胀形。由于工件的曲母线比较 平缓，成形后凸模能顺利从工件大端抽出，因此凸 模可以采取整体式的结构。
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5.1-2胀形成形工艺和模具(模具设计与制造)
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
本章要点
第5章 其它冲压成型工艺与模具
胀形成形工艺和模具； 翻边成形工艺和模具； 缩口成形工艺和模具。 拉深模的结构。
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
5．2．1 胀形的变形特点
胀形时变形区的应力状态为双向受拉应力，即径 向应力σ1 和切向应力σ2 均为拉应力，而板厚方向应 力可视为零。变形区的应变状态为双向受拉伸、一向 受压缩，即径向应变ε1 和切向应变ε2 均为拉应变，而 板厚方向应变εt为压应变。径向和切向的伸长变形引 起板厚的变薄，因此胀形属于伸长类成形。胀形过程 中不会产生失稳起皱现象，而且在胀形充分时工件表 面很光滑，这是由于材料硬化作用的结果。
第五章胀形工艺及模具设计
2024/3/17
2、胀形的变形程度
常用胀形系数Ｋp表示
Kp
dmax d0
Ｋp和坯料切向伸长率δθ的关系：
dmax d0
d0
Kp
1
3、胀形的坯料尺寸计算
坯料直径 d0 ：
d0
dmax Kp
坯料长度Ｌ0: L0 L [1 (0.3 ~ 0.4) ] h
变形区母 线长度
修边余量，可取10~20 mm
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六、胀形模设计举例
1、工艺分析 该罩盖工件（软钢）侧壁属空心毛坯
胀形，底部属起伏成形，具有代表性。
2、工艺计算
底部压凹坑的计算 查表5-2 得极限胀形深度 [hmax/d]= 0.15~0.2 而实际相对深度
hmax/d=2/15 =0.13，可以一次成形。
压凹坑所需成形力计算：
用球头凸模对低碳钢、软铝等胀形时，可达到的极限胀形高度 h 约等于 球头直径d 的1/3。用平头凸模胀形可能达到的极限高度取决于凸模的圆角半 径，其取值范围见表5-2。
❖ 压凸包成形力： F KAt2
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三、圆柱空心毛坯的胀形
俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，将空 心工序件或管状坯料向外扩张，胀出所需的凸 起曲面，如高压气瓶、球形容器、波纹管、自 行车三通接头、壶嘴、皮带轮等。
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胀形
起伏成形 圆柱形空心毛坯的凸肚成形 波纹管及平板毛坯张拉成形
一、胀形变形特点
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。
胀形的变形区及其应力应变示意图:
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➢ 胀形变形过程中，毛坯被带凸筋的压边圈压紧，外部材料无法流入， 变形被限制在凸筋或凹模圆角以内的局部区域。 ➢ 胀形变形服从材料的变形规律 ——当存在多种变形可能性时，实际的变形方式使得载荷最小。毛 坯的外径足够大，内孔较小时，拉深变形阻力和扩孔、翻边变形阻 力大于胀形变形阻力时，变形性质由胀形决定。
2、胀形的变形程度
常用胀形系数Ｋp表示
Kp
dmax d0
Ｋp和坯料切向伸长率δθ的关系：
dmax d0
d0
Kp
1
3、胀形的坯料尺寸计算
坯料直径 d0 ：
d0
dmax Kp
坯料长度Ｌ0: L0 L [1 (0.3 ~ 0.4) ] h
变形区母 线长度
修边余量，可取10~20 mm
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六、胀形模设计举例
1、工艺分析 该罩盖工件（软钢）侧壁属空心毛坯
胀形，底部属起伏成形，具有代表性。
2、工艺计算
底部压凹坑的计算 查表5-2 得极限胀形深度 [hmax/d]= 0.15~0.2 而实际相对深度
hmax/d=2/15 =0.13，可以一次成形。
压凹坑所需成形力计算：
用球头凸模对低碳钢、软铝等胀形时，可达到的极限胀形高度 h 约等于 球头直径d 的1/3。用平头凸模胀形可能达到的极限高度取决于凸模的圆角半 径，其取值范围见表5-2。
❖ 压凸包成形力： F KAt2
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三、圆柱空心毛坯的胀形
俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，将空 心工序件或管状坯料向外扩张，胀出所需的凸 起曲面，如高压气瓶、球形容器、波纹管、自 行车三通接头、壶嘴、皮带轮等。
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胀形
起伏成形 圆柱形空心毛坯的凸肚成形 波纹管及平板毛坯张拉成形
一、胀形变形特点
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。
胀形的变形区及其应力应变示意图:
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➢ 胀形变形过程中，毛坯被带凸筋的压边圈压紧，外部材料无法流入， 变形被限制在凸筋或凹模圆角以内的局部区域。 ➢ 胀形变形服从材料的变形规律 ——当存在多种变形可能性时，实际的变形方式使得载荷最小。毛 坯的外径足够大，内孔较小时，拉深变形阻力和扩孔、翻边变形阻 力大于胀形变形阻力时，变形性质由胀形决定。
精品文档-模具设计与制造(第二版)(李集仁)-第5章
综上所述,缩口和胀形工序有以下特点: (1)缩口变形时工件主要是受切向压应力,而胀形时工件 则主要是受切向拉应力; (2)缩口成形中主要是防止工件失稳起皱,而胀形时则主 要是防止毛料受拉而胀裂; (3)缩口变形程度和胀形变形程度都采用变形前后工件的 直径比来表示,即
变形程度
变形后直径 变形前直径
其区别在于:胀形变形程度k＞1,缩口变形程度m＜1。
第5章 其它冲压工艺及模具设计 5.2 翻边与局部成形
5.2.1 翻边 翻边是将工件的孔边缘或外边缘在模具的作用下翻出竖立
或一定角度的直边。 翻边是冲压生产中常用的工序之一。根据制件边缘的性质
和应力状态的不同,翻边可分为内孔翻边和外缘翻边(见图5－ 10)
第5章 其它冲压工艺及模具设计
1.内孔翻边 1)内孔翻边的变形特点和翻边系数 内孔翻边时,主要是材料沿切线方向产生拉深变形,愈接近 口部,其变形愈大。因此,主要危险在于边沿被拉裂。破裂的条 件取决于变形程度的大小。变形程度以翻边前孔径d与翻边后 孔径D的比值m来表示。
第5章 其它冲压工艺及模具设计 图5－12 翻边工艺计算示意图
第5章 其它冲压工艺及模具设计
当在平板毛料上翻边时,其预冲孔直径d可按下式计算(见
图5－12):
d
D1
[
(r
t) 2
2h]
式中符号均表示于图5－12中。因为
(5－12)
D1=D+2r+t, h=H–r-t
以此代入式(5－12),并简化之,则翻边高度H的表达式如下:
m´= (0.85 ~ 0.95) m
第5章 其它冲压工艺及模具设计
图5－10 翻边示意图 (a)内孔翻边;(b)外缘翻边
第5章 其它冲压工艺及模具设计 图5－11 非圆孔内孔翻边
变形程度
变形后直径 变形前直径
其区别在于:胀形变形程度k＞1,缩口变形程度m＜1。
第5章 其它冲压工艺及模具设计 5.2 翻边与局部成形
5.2.1 翻边 翻边是将工件的孔边缘或外边缘在模具的作用下翻出竖立
或一定角度的直边。 翻边是冲压生产中常用的工序之一。根据制件边缘的性质
和应力状态的不同,翻边可分为内孔翻边和外缘翻边(见图5－ 10)
第5章 其它冲压工艺及模具设计
1.内孔翻边 1)内孔翻边的变形特点和翻边系数 内孔翻边时,主要是材料沿切线方向产生拉深变形,愈接近 口部,其变形愈大。因此,主要危险在于边沿被拉裂。破裂的条 件取决于变形程度的大小。变形程度以翻边前孔径d与翻边后 孔径D的比值m来表示。
第5章 其它冲压工艺及模具设计 图5－12 翻边工艺计算示意图
第5章 其它冲压工艺及模具设计
当在平板毛料上翻边时,其预冲孔直径d可按下式计算(见
图5－12):
d
D1
[
(r
t) 2
2h]
式中符号均表示于图5－12中。因为
(5－12)
D1=D+2r+t, h=H–r-t
以此代入式(5－12),并简化之,则翻边高度H的表达式如下:
m´= (0.85 ~ 0.95) m
第5章 其它冲压工艺及模具设计
图5－10 翻边示意图 (a)内孔翻边;(b)外缘翻边
第5章 其它冲压工艺及模具设计 图5－11 非圆孔内孔翻边
冲压工艺学-4-成形工序_胀形
p
t r
s
p
(
t r
t R
)
s
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第五章 胀形
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3）球体胀形
第五章 胀形
p
2t r
s
200立方米液化石油气储罐 （直径7.1米，材料16MnR，壁厚24毫米，三类容器）
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4）波纹管胀形
第五章 胀形
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第五章 胀形
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第五章 胀形
半球形凸模胀形法是用带拉伸筋的压边圈把试样的法兰部分压紧不使其向 凹模内流入，以刚性半球形凸模胀形使凹模内部毛坯变形，直至出现缩颈或破 裂。取此时变形值为极限变形值。应力比值的改变通过改变试样的宽度（用矩 形试样时）或缺口的大小（用缺口试样时）来实现。
这种试验方法，毛坯与凸模之间摩擦力较大，影响毛坯的变形状态，因此
第五章 胀形
5.1 胀形变形特点
利用模具迫使材料在处于双向受拉的应力状态下发生厚度减薄和表面 积增大，以获取零件几何形状的冲压成形方法。
胀形主要用于平板毛坯的局部胀形（压凸起，凹坑，加强筋，花纹， 图形及标记等）、圆柱空心毛坯胀形及拉形等。
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第五章 胀形
根据模具类型，胀形可分为刚模胀形和软模胀形（气体、液体、橡胶 等）以及非接触胀形（磁脉冲胀形、电液胀形等）
变获得。
应变计算：
14
1
ln
R1 R0
2
ln
R2 R0
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第五章 胀形
冲压工艺与模具设计章节自测题原题(修改)
第一章冲压变形的基本原理一. 填空题1、塑性变形的物体体积保持，其表达式可写成。
2、冲压工艺中采用加热成形方法，以增加材料能达到变形程度的要求。
3、压应力的数目及数值愈，拉应力数目及数值愈，金属的塑性。
4、在材料的应力状态中，压应力的成分，拉应力的成分，愈有利于材料塑性的发挥。
5、一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均，硬度也，塑性指标，这种现象称为加工硬化。
6、硬化指数n 值大，硬化效应就大，这对于变形来说就是有利的。
7、当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是，故称这种变形为变形。
8、材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的。
9、材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的和大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）1、变形抗力小的软金属，其塑性一定好。
（）2、物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。
（）3、物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。
（）4、材料的塑性是物质一种不变的性质。
（）5、当坯料受三向拉应力作用，而且时，在最大拉应力方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力方向上的变形一定是压缩变形。
（）三、问答题1、影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？影响金属塑性的因素有如下几个方面：2、请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。
3、什么是材料的机械性能？材料的机械性能主要有哪些？4、什么是板厚方向性系数？它对冲压工艺有何影响？5、什么是板平面各向异性指数Δ r ？它对冲压工艺有何影响？第二章冲裁工艺及冲裁模设计一、填空题1、从广义来说，利用冲模使材料叫冲裁。
它包括、、、、等工序但一般来说，冲裁工艺主要是指和工序。
2、冲裁根据变形机理的不同，可分为和。
3、冲裁变形过程大致可分为、、三个阶段。
4、冲裁件的切断面由、、、四个部分组成。
5、冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现时形成的。
塑料成型工艺与模具设计概述
流动性好：PA、PE、PP、PS、CA 流动性中等：改性PS、ABS、AS、PMMA、POM 流动性差：PC、硬PVC、PPO、PSU
2. 收缩性
塑料在成型及冷却过程中发生的体积收缩性 质称为收缩性，塑料在熔融状态下的体积总比 其固态下的体积大。
影响塑料收缩性的因素有：塑料的组成及结 构、成型工艺方法、工艺条件、塑件几何形状 及金属镶件的数量、模具结构及浇口形状与尺 寸等。
三、塑料特性与应用 （一）热塑性塑料
热塑性塑料
主要性能
酸性
主要应用
PE聚乙烯
耐化学腐蚀、电绝 缘、吸水性小
小载荷齿轮、容器、轴承、阀件、 涂层、化工管道
PP聚丙烯
密度最小、耐腐蚀、 吸水性小、耐热
PVC聚氯乙烯 PS聚苯乙烯
耐腐蚀、电绝缘、 耐燃
电绝缘、透光、吸 湿低、硬度高、易
燃
ABS丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯
（1）热收缩 （2）结构变化引起的收缩 （3）弹性恢复 （4）塑性变形
影响热固性塑料收缩率的原因还有：原材料、 模具结构、成型方法及成型工艺条件等。
2．流动性
热固性塑料的流动 性通常以拉西格流动性 来表示。
影响热固性塑料流 动性的主要因素有： （1）塑料原料 （2）模具及工艺条件的 影响
3．水分及挥发物含量 一是来自生产、运输和储存，二是来自化
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2020.10.2017: 02:0517:02:05October 20, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月20 日下午5 时2分2 0.10.20 20.10.2 0
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月20日星期 二下午5时2分5秒17:02:0520.10.20
2. 收缩性
塑料在成型及冷却过程中发生的体积收缩性 质称为收缩性，塑料在熔融状态下的体积总比 其固态下的体积大。
影响塑料收缩性的因素有：塑料的组成及结 构、成型工艺方法、工艺条件、塑件几何形状 及金属镶件的数量、模具结构及浇口形状与尺 寸等。
三、塑料特性与应用 （一）热塑性塑料
热塑性塑料
主要性能
酸性
主要应用
PE聚乙烯
耐化学腐蚀、电绝 缘、吸水性小
小载荷齿轮、容器、轴承、阀件、 涂层、化工管道
PP聚丙烯
密度最小、耐腐蚀、 吸水性小、耐热
PVC聚氯乙烯 PS聚苯乙烯
耐腐蚀、电绝缘、 耐燃
电绝缘、透光、吸 湿低、硬度高、易
燃
ABS丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯
（1）热收缩 （2）结构变化引起的收缩 （3）弹性恢复 （4）塑性变形
影响热固性塑料收缩率的原因还有：原材料、 模具结构、成型方法及成型工艺条件等。
2．流动性
热固性塑料的流动 性通常以拉西格流动性 来表示。
影响热固性塑料流 动性的主要因素有： （1）塑料原料 （2）模具及工艺条件的 影响
3．水分及挥发物含量 一是来自生产、运输和储存，二是来自化
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2020.10.2017: 02:0517:02:05October 20, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月20 日下午5 时2分2 0.10.20 20.10.2 0
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月20日星期 二下午5时2分5秒17:02:0520.10.20
翻边的预冲孔如何计算
刚性模具胀形 软模胀形 轴向压缩和高压液体联合作用的胀形
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7
第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
2.胀形的变形程度 常用胀形系数Ｋ表示 K dmax D
Ｋ和坯料伸长率的关系为 dmaxDK1
D
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8
第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
1）平板坯料翻边的工艺计算
预冲孔直径d
d D 2 (H 0 .4r 3 0 .7t)2
竖边高度H H Dd 0.43r 0.72t
或
2 H D(1K)0.43r 0.72t
2
极限高度 H ma xD 2(1K m)i n0.4r3 0.7t2
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12
第五章 其它成形工艺与模具设计
一、内孔翻边（续）
整理版ppt
1
第五章 其它成形工艺与模具设计
内容简介：
在掌握冲裁、弯曲、拉深成形工艺与模具设计的基础 之上，本章介绍其它成形工艺特点和模具结构特点。涉及 胀形、翻边、缩口、校形等成形工序的变形特点、工艺与 模具设计特点。
学习目的与要求：
1． 了解胀形、翻边、缩口、校形等工序的变形特点； 2． 了解胀形模、翻边模、缩口模、校形模的结构特点。
重点：
胀形、翻边工序的变形特点、工艺计算和模具结构特点。
难点：
翻边工序的变形特点、工艺计算。
整理版ppt
2
第五章 其它成形工艺与模具设计
本章目录
第一节 概述 第二节 胀形 第三节 翻边 第四节 缩口 第五节 旋压 第六节 校形
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3
第五章 其它成形工艺与模具设计
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第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
2.胀形的变形程度 常用胀形系数Ｋ表示 K dmax D
Ｋ和坯料伸长率的关系为 dmaxDK1
D
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第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
1）平板坯料翻边的工艺计算
预冲孔直径d
d D 2 (H 0 .4r 3 0 .7t)2
竖边高度H H Dd 0.43r 0.72t
或
2 H D(1K)0.43r 0.72t
2
极限高度 H ma xD 2(1K m)i n0.4r3 0.7t2
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第五章 其它成形工艺与模具设计
一、内孔翻边（续）
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第五章 其它成形工艺与模具设计
内容简介：
在掌握冲裁、弯曲、拉深成形工艺与模具设计的基础 之上，本章介绍其它成形工艺特点和模具结构特点。涉及 胀形、翻边、缩口、校形等成形工序的变形特点、工艺与 模具设计特点。
学习目的与要求：
1． 了解胀形、翻边、缩口、校形等工序的变形特点； 2． 了解胀形模、翻边模、缩口模、校形模的结构特点。
重点：
胀形、翻边工序的变形特点、工艺计算和模具结构特点。
难点：
翻边工序的变形特点、工艺计算。
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第五章 其它成形工艺与模具设计
本章目录
第一节 概述 第二节 胀形 第三节 翻边 第四节 缩口 第五节 旋压 第六节 校形
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第五章 其它成形工艺与模具设计
特种机械中杆类零件的局部成形工艺及模具设计
慨
Ｗ Ａ Ｎ Ｇ ａ Ｈ Ｕ Ｈ ｏ。 Ｚｈｉ， Ａ０ ａｏ ｙｕｎ Ｙｌ Ｚｈ —
（ ｈ ｎ ｑ ｎ ｉｎ ｈ ｎ ｕ ｔ ｙ Ｇｒ ｕ ） ｏ ， ｄ Ｃ ｏ ｇ ｉ ｇ Ｊ ａ ｓ ｅ Ｉ ｄ ｓ ｒ （ ｏ ｐ Ｃ ． Ｌｔ ．，Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ０ ０ ４，Ｃｈ ｎ ） ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ５ ｉ ａ
减 少镦粗 时 材料 的初 始 镦 粗 比和 高径 比， ｈ值 和 即 Ｈ。Ｄ。比值 。 ／
ｏ 、 ＿ 一
图 ｌ 机 头 体 毛坯
Ｆｉ １ Ｆｏ ｇ ｎ ｒ ｗｉ ｇ ｇ． ｒ ｉｇ ｄ ａ ｎ
零 件 材 质 选 用 ２ Ｃ ２ ４ Ａ， 化 学 成 分 以 及 ５ ｒ ＮｉＷ 其 热 处 理 后 力 学 性 能 见 表 １ 表 ２ 、 。
１ 尺 寸 设 计 及 计 算
考虑 到该 工艺 异形 部 位 （ 部 ） 形 ， 坯设 计 局 成 毛
且 切 边后 锻件 沿 轴 向会 有 一 圈毛 刺 余 根 ， 部 的 圆 杆
度 无 法保 证 ， 加 了后 续 机 加 定 位 难 度 。在 生 产 该 增
收 稿 日 期 ：２ １ ８３ Ｏ ２０ Ｏ
［ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝Ｕ ＝＝＝ ＝＝＝ ＝ ＝＝＝＝＝
表 局部 成形 的工 艺 ， 过 工 艺 通 参数 摸索 和工装 、 具设 计 ， 功掌 握 了该工 艺加 工 模 成 方法 ， 现量产 并很 好 地 沿 用 到 其他 类 似 零 件 的 生 实
产上 。
效率高 、 成形 难度 低 ， 但是 该工 艺需 要考 虑较 多 的飞 边 预 留量 ， 于 细长 的异 形零 件来 说 ， 就使 材 料分 对 这 配 和模 具 型腔 设计 的难 度 增大 ， 料利 用率 不高 ， 材 并
第5章 热流道注射模具5.3 《塑料成型工艺与模具设计》课件
8—中心定位销 9—止转定位 销 10—开放式喷嘴 11--定模
板 12--注塑件 13—动模板
2．流道
❖ 流道的长度和直径及它的体积，在满足注射点的数目和分布 的情况下，还应注意以下两方面的问题。
❖ (1)流道中允许的压力降一般小于35MPa。流道中传输的熔 体应有合理的流动速率和剪切速率。
❖ (2)考虑塑料熔体在流道里允许驻留的时间。校核每次注射的 循环时间，检查型腔注射量与流道容量的比例。熔体在流道 中驻留的时间等于塑料降解时间的10％～20％。
3．流道板的密封和紧固
❖ 要保证流道板无塑料熔体的泄漏，必须考虑流道板的热膨胀 作用。高温的热流道系统，维持了熔体的可流动状态，并不 断地受到注射与保压的短时高压冲击。室温下装配紧固的热 流道系统，在高温下使用时会造成流道板的热变形；生产时 的温度控制不稳定和热变形不均匀；流道板的设计、装配和 加工工艺不当等，都会使流道板中的熔体泄漏。特别是注射 工艺的不当，如超高压的注射和过高的温度冲击。低黏度的 PE和PP等塑料熔体更容易发生泄漏。
2．浇口
❖ 浇口是流道的终点，也是热流道系统中关键功能区。它的形 式有两种，一种是与喷嘴做成
❖ 一个整体；另一种是开设在模具的零件上，再与喷嘴拼合在 一起。浇口调节塑料熔体对型腔的注射充模。浇口通过它的 开闭控制着对型腔内塑料的保压补缩时间，可采用热力闭合 或机械开闭两种方式。
3．喷嘴
❖ 热流道喷嘴是热流道系统的终端，它包括加热器、热电偶和 浇口。它将熔体输送到模具的型腔或冷流道。热流道喷嘴包 括主流道喷嘴和注射点的喷嘴。
❖ 第一，根据塑件结构和使用要求，确定浇口位置。只要塑件 结构允许，在定模镶块内喷嘴和喷嘴头不与成型结构干涉， 热流道系统的浇口可放置在塑件的任何位置上。具体设置方 位与冷流道模具注射成形的浇口位置选择原则相同。对于大 而复杂的异型塑件，注射成形的浇口位置可运用计算机辅助 分析(CAE)模拟熔融状塑料在型腔内的流动情况，分析模具 各部位的冷却效果，确定较合理的浇口位置。
板 12--注塑件 13—动模板
2．流道
❖ 流道的长度和直径及它的体积，在满足注射点的数目和分布 的情况下，还应注意以下两方面的问题。
❖ (1)流道中允许的压力降一般小于35MPa。流道中传输的熔 体应有合理的流动速率和剪切速率。
❖ (2)考虑塑料熔体在流道里允许驻留的时间。校核每次注射的 循环时间，检查型腔注射量与流道容量的比例。熔体在流道 中驻留的时间等于塑料降解时间的10％～20％。
3．流道板的密封和紧固
❖ 要保证流道板无塑料熔体的泄漏，必须考虑流道板的热膨胀 作用。高温的热流道系统，维持了熔体的可流动状态，并不 断地受到注射与保压的短时高压冲击。室温下装配紧固的热 流道系统，在高温下使用时会造成流道板的热变形；生产时 的温度控制不稳定和热变形不均匀；流道板的设计、装配和 加工工艺不当等，都会使流道板中的熔体泄漏。特别是注射 工艺的不当，如超高压的注射和过高的温度冲击。低黏度的 PE和PP等塑料熔体更容易发生泄漏。
2．浇口
❖ 浇口是流道的终点，也是热流道系统中关键功能区。它的形 式有两种，一种是与喷嘴做成
❖ 一个整体；另一种是开设在模具的零件上，再与喷嘴拼合在 一起。浇口调节塑料熔体对型腔的注射充模。浇口通过它的 开闭控制着对型腔内塑料的保压补缩时间，可采用热力闭合 或机械开闭两种方式。
3．喷嘴
❖ 热流道喷嘴是热流道系统的终端，它包括加热器、热电偶和 浇口。它将熔体输送到模具的型腔或冷流道。热流道喷嘴包 括主流道喷嘴和注射点的喷嘴。
❖ 第一，根据塑件结构和使用要求，确定浇口位置。只要塑件 结构允许，在定模镶块内喷嘴和喷嘴头不与成型结构干涉， 热流道系统的浇口可放置在塑件的任何位置上。具体设置方 位与冷流道模具注射成形的浇口位置选择原则相同。对于大 而复杂的异型塑件，注射成形的浇口位置可运用计算机辅助 分析(CAE)模拟熔融状塑料在型腔内的流动情况，分析模具 各部位的冷却效果，确定较合理的浇口位置。
翻边成型工艺和模具(模具设计与制造)
5．3 翻边成型工艺和模具
2020/7/24
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
5．3．1 翻孔
翻孔分为圆孔翻孔和非圆孔翻孔两类。 1．圆孔翻孔
（1）圆孔翻孔的变形特点与变形程度
2020/7/24
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
和变形特点都与翻孔件有较大的不同。 1）翻边件的翻边线都是非封闭的轮廓。 2）当翻边线为内凹弧时，变形特点与翻孔是相同
的，主要变形是切向受拉伸，因此称为伸长类翻边 （图5.16）。
3）而当翻边线为外凸孤时，变形特点与翻孔完全 不同，与拉深是相同的，主要变形是切向受压缩，因 此称为压缩类翻边（5.17）。
2020/7/24
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
5．3．2 翻边
2020/7/24
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
5．3．2 翻边
（2）压缩类平面翻边其变形类似于拉深，所以当 翻边高度较大时，模具上也要带有防止起皱的压料装 置；由于是沿不封闭曲线翻边，翻边线上切向压应力 和径向拉应力的分布是不均匀——中部最大，而在两 端最小。为了得到翻边后竖边的高度平齐而两端线垂 直的零件，必须修正坯料的展开形状，修正的方向恰 好和伸长类平面翻边相反，如图5.17 a虚线所示。
余下的问题便是进行拉深工艺计算。
2020/7/24
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
5．3．1 翻孔
2．非圆孔翻孔 （1）非圆孔翻孔的变形特点
2020/7/24
第五章整形旋压
1、普通旋压变形特点：
图5-20
旋压操作时应掌握好合理的过渡形状，先从毛坯的内缘(即靠近 芯模底部圆角半径)开始，由内向外赶辗，逐渐使毛坯转为浅锥 形，然后再由浅锥形向圆筒形过渡，如图5-20所示。 旋压时旋轮加的压力，一般凭操作者的经验控制，所加压力不得 太大(特别是坯料外缘)，否则易起皱。同时着力点必须逐渐转移， 使坯料变形均匀。
图5-20 旋压时合理的过渡形状
第五章 局部成形工艺及模具设计
§5-5 旋压
二、普通旋压(简称旋压)
2、普通旋压变形工艺参数
主要有转速、旋压件过渡形状、旋轮压力； 1）转速n：n太低，坯料将不稳定；
n太高，材料与旋轮接触次数太频繁，易过度辗薄。 n合理应根据被旋压材料性能、厚度以及芯模的直径确定。
第五章 局部成形工艺及模具设计
三、强力旋压
§5-5 旋压
2.强力旋压的特点:
图5-22
1）可一次旋压出相对深度较大的零件。
(与普通旋压比,∵强力旋压时毛坯凸缘不产生收缩变形,
则无凸缘起皱问题；也不受毛坯相对厚度的限制；∴)
2）变形力较冷挤压小得多。 (是局部变形,冷挤压是整体变形)
3）材料晶粒紧密细化,↑强度,↓Ra。
• 图5-18所示是弯曲件的整形模。
• 整形力可按校平力公式计算，式中以整形投影面积代替 校平投影面积即可。
图5-18
图5-18 弯曲件的整形模
第五章 局部成形工艺及模具设计
一、旋压
§5-5 旋压
1.旋压：将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，
在坯料随机床ห้องสมุดไป่ตู้轴转动的同时，
用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。
• 合理选择旋压主轴的转速、旋压件的过渡形状以及旋轮加压力的大小， 是拟制旋压工艺的三个重要问题。
图5-20
旋压操作时应掌握好合理的过渡形状，先从毛坯的内缘(即靠近 芯模底部圆角半径)开始，由内向外赶辗，逐渐使毛坯转为浅锥 形，然后再由浅锥形向圆筒形过渡，如图5-20所示。 旋压时旋轮加的压力，一般凭操作者的经验控制，所加压力不得 太大(特别是坯料外缘)，否则易起皱。同时着力点必须逐渐转移， 使坯料变形均匀。
图5-20 旋压时合理的过渡形状
第五章 局部成形工艺及模具设计
§5-5 旋压
二、普通旋压(简称旋压)
2、普通旋压变形工艺参数
主要有转速、旋压件过渡形状、旋轮压力； 1）转速n：n太低，坯料将不稳定；
n太高，材料与旋轮接触次数太频繁，易过度辗薄。 n合理应根据被旋压材料性能、厚度以及芯模的直径确定。
第五章 局部成形工艺及模具设计
三、强力旋压
§5-5 旋压
2.强力旋压的特点:
图5-22
1）可一次旋压出相对深度较大的零件。
(与普通旋压比,∵强力旋压时毛坯凸缘不产生收缩变形,
则无凸缘起皱问题；也不受毛坯相对厚度的限制；∴)
2）变形力较冷挤压小得多。 (是局部变形,冷挤压是整体变形)
3）材料晶粒紧密细化,↑强度,↓Ra。
• 图5-18所示是弯曲件的整形模。
• 整形力可按校平力公式计算，式中以整形投影面积代替 校平投影面积即可。
图5-18
图5-18 弯曲件的整形模
第五章 局部成形工艺及模具设计
一、旋压
§5-5 旋压
1.旋压：将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，
在坯料随机床ห้องสมุดไป่ตู้轴转动的同时，
用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。
• 合理选择旋压主轴的转速、旋压件的过渡形状以及旋轮加压力的大小， 是拟制旋压工艺的三个重要问题。
模具设计第五章 拉深工艺及拉深模
26627D
七、拉深模制造特点
4)由于拉深过程中材料厚度变化及回弹变形等原因，复杂拉深件 坯料形状和尺寸设计值与实际值往往存在误差，坯料形状和尺寸 最终是在试模后确定。 2.拉深模凸、凹模的加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-4 拉深凸模常用加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-5 拉深凹模常用加工方法
一、拉深变形分析
26627D
图5-3 拉深件的网格变化
二、拉深件的主要质量问题
1.起皱
26627D
图5-4 起皱破坏
二、拉深件的主要质量问题
(1)影响起皱的主要因素 1)坯料的相对厚度t/D。 2)拉深系数ｍ。 (2)起皱的判断 在分析拉深件的成形工艺时，必须判断该冲件 在拉深过程中是否会发生起皱，如果不起皱，则可以采用无压边 圈的模具；否则，应该采用带压边装置的模具，如图5-5所示。
26627D
图5-10 圆筒形件
三、圆筒形件的拉深
解 由于t=2mm>1mm，所以按中线尺寸计算。 1)确定修边余量。 2)计算坯料展开直径。 3)确定是否用压边圈。 4)确定拉深次数。 5)确定各次拉深直径。 6)求各工序件高度。 7)画出工序图，如图5-11所示。
26627D
四、拉深模的典型结构
26627D
图5-9 多次拉深时筒形件直径的变化
三、圆筒形件的拉深
2.拉深系数
表5-3 圆筒形件带压边圈时的极限拉深系数
3.拉深次数 4.圆筒形件拉深各次工序尺寸的计算
(1)工序件直径 从前面介绍中已知，各次工序件直径可根据各 次的拉深系数算出。
Hale Waihona Puke 26627D三、圆筒形件的拉深
七、拉深模制造特点
4)由于拉深过程中材料厚度变化及回弹变形等原因，复杂拉深件 坯料形状和尺寸设计值与实际值往往存在误差，坯料形状和尺寸 最终是在试模后确定。 2.拉深模凸、凹模的加工方法
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七、拉深模制造特点
表5-4 拉深凸模常用加工方法
26627D
七、拉深模制造特点
表5-5 拉深凹模常用加工方法
一、拉深变形分析
26627D
图5-3 拉深件的网格变化
二、拉深件的主要质量问题
1.起皱
26627D
图5-4 起皱破坏
二、拉深件的主要质量问题
(1)影响起皱的主要因素 1)坯料的相对厚度t/D。 2)拉深系数ｍ。 (2)起皱的判断 在分析拉深件的成形工艺时，必须判断该冲件 在拉深过程中是否会发生起皱，如果不起皱，则可以采用无压边 圈的模具；否则，应该采用带压边装置的模具，如图5-5所示。
26627D
图5-10 圆筒形件
三、圆筒形件的拉深
解 由于t=2mm>1mm，所以按中线尺寸计算。 1)确定修边余量。 2)计算坯料展开直径。 3)确定是否用压边圈。 4)确定拉深次数。 5)确定各次拉深直径。 6)求各工序件高度。 7)画出工序图，如图5-11所示。
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四、拉深模的典型结构
26627D
图5-9 多次拉深时筒形件直径的变化
三、圆筒形件的拉深
2.拉深系数
表5-3 圆筒形件带压边圈时的极限拉深系数
3.拉深次数 4.圆筒形件拉深各次工序尺寸的计算
(1)工序件直径 从前面介绍中已知，各次工序件直径可根据各 次的拉深系数算出。
Hale Waihona Puke 26627D三、圆筒形件的拉深
压制成型工艺与模具设计
21
§15-3 压制模成型零部件设计
一、型腔总体设计 二、成型零件设计 三、凸模与凹模配合形式及尺寸
2024/1/10
22
2024/1/10
18
4. 模压时间——塑料从充模加压到完全固化 为止。
主要与塑料固化速度有关。
固化速度→塑料种类。
此外，与制品形状、厚度、模压温度和压力以 及是否预热、预压等有关
2024/1/10
19
2024/1/10
20
§15-2 压制模设计基础
一、压制模的结构组成 二、压制模的类型
2024/1/10
2024/1/10
10
9．脱模冷却
脱模——通常靠顶出杆来完成。
对形状较复杂的或薄壁件应放在与模型相仿 的型面上的加压冷却，以防翘曲。
10．制品后处理
提高制品的外观及内在质量→修整，热处理 修整——去掉溢料产生的毛边 热处理——固化更趋完全，减少、消除内应力， 减少水分及挥发物等
2024/1/10
11
压力↑→成形及制品性能有利，但压力过大 →模具寿命↓，制品内应力↑
（见下左图）
2024/1/10
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预热可提高流动性，降低压力；但预热温度过高或时
间过长→部分固化→更高压力充型（下右图）
2024/1/10
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3. 模压温度——成形时所规定的模具温度
对塑料熔融、流动和树脂的交联反应速度→决 定性影响
二、模压成形的工艺特性和影响因素
从模具外部加热和加压的结果→ 模具内则同时进行复杂的物理、化 学变化，模具内物料的压力、温度 和体积也随之变化。
2024/1/10
12
（下图）为无支承面（无凸肩）和有支承面（有凸肩） 模具中压力——体积——温度的相互关系。 实线——无支承面 虚线——有支承面（与实线稍有不同）
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翻边模结构
图6-19 内凹外缘翻边模 1-凸模2-导向板3-凹模4-顶件板
5-顶杆6-定位防滑销
１、８－凸凹模 ２－冲孔凸模 ３－推件块4－落料凹模
５－顶件块 ６－顶杆 7－固定 板 ９－卸料板 10－垫片
落料、拉深、冲孔、翻孔复合模
5.4 缩 口
缩口：是将管坯或预先拉深述
在冲压生产中，通过板料的局部变形来改变毛坯或工序件
的形状和尺寸的冲压成形工序。
应用这些工序可以加工许多复杂零件。
压筋零件
翻边零件
拉长成形：
包括圆孔翻边、内凹外缘翻边、起伏、胀形、扩口等。受 拉应力而产生伸长变形，易被拉裂而破坏；
压缩成形：
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。
首次缩口系数：m1 0.9mm 以后各次缩口系数：mn (1.05 1.1)mm
当d / D 值小于极限缩口系数时，需多次缩口，缩口次数ｎ
二、缩口工艺计算
n ln d ln D ln mn
1. 颈口直径
d1 m1D d 2 mn d1 m1mn D
d3 mn d 2 m1mn D :
径缩小的一种成形方法。缩口工艺在国防工业和民用工业中有广 泛应用，枪炮的弹壳、钢气瓶等。 一、变形特点
毛坯口部受切向压应力的 作用，口部产生压缩变形，直 径减小，厚度和高度增加。
二、变形程度 1. 缩口系数
K d/D 平均缩口系数 K
不同支撑方式的缩口系数 K
(a)
(b)
(c)
不同支承方式的缩口
伸长类翻边
a.伸长类平面翻边
b.伸长翻边的坯料
外缘翻边时材料的允许变形程度
2.压缩类翻边
压缩类翻边的变形程 度可用下式表示:
K b Rb
压缩类平面翻边：
①也要采用防皱的压料装置 ②也需修正坯料的展开形状
压缩类曲面翻边：
①凹模的曲面形状应修正
(a)
(b)
图6-17 压缩类翻边
a 、b平面压缩翻边
②冲压方向的选取原则与伸长类曲面翻边时相同
（2)由于胀形时坯料处于双向受拉的应力状态，厚度方向处于 收缩的应变状态。整个变形属于拉深变形。
（3) 变形区的材料不会产生失稳起皱现象，因此成形后零件的 表面光滑，质量好。不易发生形状回弹。
σ σθ
ε
εθ
图6-1 胀形变形区
二、胀形的种类
1.平板坯料的起伏成形
起伏成形俗称局部胀形，可以压制加强筋、凸包、凹坑、花
翻边的单边间隙见表5-6。
翻边凸、凹模的尺寸按下式计算：
D P (D0 0 p )
Dd
(DP
2Z
)d 0
2、变薄翻边
变薄翻边因数用 Kb 表示：
k t1 t
t1
——变薄翻边后工作 竖边的厚度，mm；
t ——变薄翻边前材料
的厚度，mm；
变薄翻边
（a）变薄翻边零件 （b）变薄翻边凸模
3、非圆孔翻边
2)压凸包
图6-4 压凸包
表6-2 平板局部冲压凸包的成形极限
2.空心坯料的胀形 空心坯料的胀形:
俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，将空心工序件或管状坯
料向外扩张，胀出所需的凸起曲面，如壶嘴、皮带轮、波纹管等。
1）几种主要胀形方法
刚性模具胀形 软模胀形 轴向压缩和高压液体联合作用的胀形
图6-5 用刚性凸模的胀形
:
d n mn d n1 m1mnn1D
2.坯料高度
缩口坯料高度，一般根据变形前后的体积不变的原则计算。
3. 缩口力
F
K[1.1Dt
b (1
d )(1 D
ctg )
1
非圆孔翻边极限变形系 数比相应圆孔翻边小10%～ 30%。
非圆孔的极限翻边系数，
可根据各圆弧段的圆心角 大小。
d
a
a
b a c ab
图6-15 非圆孔翻边
低碳钢非圆孔的极限翻边系数 K min
K min
二、外缘翻边 1. 伸长类翻边
伸长类翻边变形程度用下式表示
E伸=
b Rb
为了得到平齐一致的 翻边高度，应在坯料的两 端对坯料的轮廓线做必要 的修正。
(a)
(b)
图6-6 用软凸模的胀形 1－凸模 2－分块凹模 3－橡胶 4－侧楔 5－液体
(a)胀形前
(b)胀形后
加轴向压缩的液体胀形
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯
2）胀形的变形程度 常用胀形系数K 表示空心毛坯的变形程度：
K Dmax D0
胀形系数和坯料伸长率的关系为：
Dmax D0 K 1
纹图案及标记等。
（a）起伏件
（b）胀形件 各种胀形制件
（c）扩口件
1）压加强筋（形式） 简单的起伏成形零件，其极限变形程度可按下式近似确定：
L1 L (0.7 ~ 0.75) L 表5-1 加强筋的形式与尺寸
深度较大的局部胀形法 压制加强筋所需的冲压力，可用下式近似计算：
F K1l t b
5.3 翻 边
翻边：
在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边 的成形方法。
不变薄翻边 内孔翻边
变薄翻边
伸长类翻边
外曲翻边 外缘翻边
内曲翻边
压缩类翻边
内孔与外缘翻边零件
一、内孔翻边
1. 圆孔翻边：是把预先加工在平面上的圆孔周边翻起扩大， 成为
具有一定高度的直壁孔部，是一种拉延类平面翻边。
D0
或
K =1+
胀形前后尺寸的变化
3）胀形的坯料尺寸计算
DO
Dmax K
L l[1 (0.3 ~ 0.4) ] b
4）胀形力的计算
F Ap
P ——胀形单位压力； A ——胀形面积
b
P
1.15 b
2t Dmin
——胀形变形区真实应力，(材料的抗拉强度MPa)；
Dmin ——胀形最小直径，mm； t ——材料原始厚度，mm。
拉压成形：
包括变薄翻边、旋压等。
5.2 胀 形
胀形：就是在模具的作用下，迫使毛坯局部厚度减薄和表面积 增大，以获取零件形状和尺寸的冲压成形方法。
起伏胀形
刚性模胀形
空心材料胀形 常规室温状态胀形
半刚性模胀形 软模胀形
加热胀形 整体同时成形
局部渐进成形
普遍能源胀形 高能胀形
一、胀形成形特点
（1）胀形时，材料的塑性变形局限于变形区范围内，变形区外 的材料不向变形区内转移。
空心铆钉孔翻边 1-翻边件 2-连接件
1)圆孔翻边系数 变形程度： m d 0/ D 极限翻边系数： 见表5-3
低碳钢圆孔的极限翻边系数K
3）翻边力的计算 用普通圆柱形凸模翻边时所需压力，可按下面近似公式计算：
F 1.1t(d1 do ) b
4）翻边间隙和凸凹模尺寸
翻边单边间隙Z一般小于材料原有的厚度。