胀形 翻边 缩口(一)

d0
2、胀形毛坯尺寸的计算
毛坯长度可按下式近似计算: 毛坯长度可按下式近似计算
L0 = L[1+ (0.3 ~ 0.4 δ ] + ∆h ） 式 中： L − −工件 母线 的 长度 mm) （
δ − −工件的切向延伸率
∆h − −修边 余量 ，约 5 ~ 20mm 为
5.1.5 张拉成形
张拉成形与拉弯成形相似， 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 模曲面，同时对毛坯附加张拉力F 贴合。 贴合。 采用张拉成形，一方面可以增大材料的变形程度； 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， 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： 张拉成形用拉形系数表示变形程度：
影响极限翻边系数的主要因素： 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。 越大，Kl越小，成形极限越大。 越小
材料相对厚度t 材料相对厚度越大， 2) 材料相对厚度t0/d1：材料相对厚度越大，
成形极限越大。 成形极限越大。
孔边缘状态：孔缘无毛刺和硬化时， Kl小 3) 孔边缘状态：孔缘无毛刺和硬化时， Kl小，
1、内曲翻边
用模具把毛坯上内凹的边缘，翻成竖边的冲压加工 用模具把毛坯上内凹的边缘， 方法 内曲翻边属于伸长类翻边 内曲外缘翻边的变形程度用翻边系数Es表示： 内曲外缘翻边的变形程度用翻边系数 表示： 表示
b ES = R −b
2、外曲外缘翻边
用模具把毛坯上外凸的边缘， 用模具把毛坯上外凸的边缘，翻成竖边的冲压方法叫 做外曲翻边 外曲翻边应力应变状况类似于浅拉深，属压缩类翻边。 外曲翻边应力应变状况类似于浅拉深，属压缩类翻边。 外曲外缘翻边的变形程度用翻边系数Ec表示： 外曲外缘翻边的变形程度用翻边系数 表示： 表示
成形极限大。 成形极限大。 如图５ ２ ６ 球形、 4) 凸模形状（如图５.２.６） ：球形、锥形和 抛物线形凸模翻边时，比用平底凸模的成形极限大。 抛物线形凸模翻边时，比用平底凸模的成形极限大。
3.工艺计算 3.工艺计算
1）翻边高度较小时，可先在毛坯上预冲孔，然后直接翻边。 ）翻边高度较小时，可先在毛坯上预冲孔，然后直接翻边。 t d 0 = D1 − π (r + ) + 2h 2 将D1 = D + 2r + t , H = h − r − t代入上式，得：
b Ec = R+b
5.2.3 变薄翻边
翻边高度较高而且允许变薄时， 翻边高度较高而且允许变薄时，可采用变薄翻边 的方法。 的方法。 变薄翻边的变形程度用变薄系数表示， 变薄翻边的变形程度用变薄系数表示，其表达式 为：
t1 K= t0
式中k为变薄系数， ＝ ４ 式中 为变薄系数， k＝０.４～０.５； 为变薄系数 ５ t1 — 为工件翻边后竖边的厚度； 为工件翻边后竖边的厚度； t0 — 为毛坯厚度
5.1.1 胀形的变形特点 胀形的变形特点
1）毛坯的塑性变形局限于一个固定的变形区范围内， 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。 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 变形区材料受双向拉应力作用， 材料受双向拉应力作用 伸长变形，板厚变薄，属伸长类变形， 伸长变形，板厚变薄，属伸长类变形，其主要破坏形式 是胀裂。 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 胀形时变形区材料由于受双向拉应力作用， 压应力，而且拉应力沿厚度方向分布均匀， 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。 稳起皱，回弹小，尺寸精度高，表面质量好。
5.2.1圆孔翻边 如图５ ２ ２ 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 翻边变形区限制在凹模圆角以内， 要变形区。 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 变形区受双向拉应力作用， 变形区受双向拉应力作用 最大，径向应力在孔边缘处为零。 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 变形区材料在双向拉应力作用下，切向伸长， 向略有缩短，材料厚度减薄，孔边缘处减薄最严重。 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。 属伸长类成形，变形程度受内边缘拉裂的限制。
翻边系数（ 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 圆孔翻边时，变形程度用翻边系数K
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K = d0 / dm
孔边缘变薄最严重， 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， 可见，翻边系数越小，孔边缘变薄越严重，容易发 生破裂。 生破裂。 孔边缘濒于拉裂时的翻边系数称为极限翻边系数K 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。 可用它反映圆孔翻边成形极限。
5.1.2胀形的极限变形程度 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。 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。 于胀形方法不同，成形极限的表示方法也不同。 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： 胀形成形极限的影响因素： 材料：塑性、延伸率和应变硬化指数n 1）材料：塑性、延伸率和应变硬化指数n 变形区的应变分布： 2）变形区的应变分布：胀形破裂总是发生在材料厚度 减薄最大的部位 润滑条件、变形速度（主要针对刚性凸模胀形） 3）润滑条件、变形速度（主要针对刚性凸模胀形）
d 0 = D − 2( H − 0.43r − 0.72t )
D d0 D H = (1 − ) + 0.43r + 0.72t = (1 − K ) + 0.43r + 0.72t 2 D 2
2）拉深－冲孔－翻边工艺 拉深－冲孔－ 应先决定翻边所能达到的最大高度， 应先决定翻边所能达到的最大高度，然后根据翻边高度 及制件高度来确定拉深高度和孔的直径。 及制件高度来确定拉深高度和孔的直径。 可达到的最大翻边高度为： 可达到的最大翻边高度为：
5.1.3 平板毛坯的局部成形（图5.1.2） 平板毛坯的局部成形（ ）
用刚性凸模冲压平板毛坯， D>3d时 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， 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。 域内，此时即为平板毛坯的局部胀形。 平板毛坯的变形程度多用胀形深度表示， 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， 地按单向拉伸变形处理，即平板毛坯能够一次成形的条 件： l − l0 εp = ≤ (0.70 ~ 0.75)δ l0 若计算结果不满足上述条件,则应增加工序， 如图 若计算结果不满足上述条件 则应增加工序，(如图 则应增加工序 5.1.3)所示。 所示。 所示
5.1.4 圆柱空心毛坯的胀形
将圆柱形空心毛坯（管状或桶状） 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。 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。 压气瓶、球形容器、波纹管、自行车三通接头。
1）刚模胀形(如图 ）刚模胀形 如图 如图5.1.4)：模具结构复杂，模具与毛坯 ：模具结构复杂， 间有较大摩擦力， 间有较大摩擦力，零件精度低 2）软模胀形 如图 如图5.1.5)：利用弹性体或流体作为凸 ）软模胀形(如图 ： 模或凹模。 模或凹模。 圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态。 如图 如图5.1.6) 圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态。(如图 １.胀形系数 胀形系数 dmax δθp = Kp −1 空心毛坯胀形的变形程度 K =
lmax Kl = l0
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 凹模； 分瓣凸模 分瓣凸模； 锥形芯轴 拉簧 拉簧； 毛坯 毛坯； 顶杆 顶杆； 下凹模 凹模
翻边（如图5.2.1） 5.2 翻边（如图 ）
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。 冲压加工方法。 按工艺特点，可分为：内孔（圆孔和非圆孔）翻边、 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。 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、 按变形性质，可分为伸长类翻边、压缩类翻边及变 薄翻边。 薄翻边。 伸长类翻边在变形区引起切向伸长变形，厚度变薄， 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， 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。 度增厚，易起皱。
h1max
d1 = (1− Kl ) + 0.57r 2
此时，预冲孔直径为： 此时，预冲孔直径为：
d0 = d1 +1.14r − 2h1max
拉深高度为： 拉深高度为：
h`= H − h1max + r + t
5.2.2 平面外缘翻边
平面外缘翻边可分为内曲外缘翻边和外曲外缘翻边 如图5.2.7） （如图 ）
５.１ 胀形 ５.２ 翻边 ５.３ 缩口
5.1 胀形
定义： 定义：利用模具强迫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， 胀形主要用于平板毛坯的局部胀形（压突起， 平板毛坯的局部胀形 凹坑，加强筋，花纹，图形及标记等）、 ）、圆柱空 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 心毛坯胀形及张拉成形等。