成形工艺与成形模.ppt

模块五成形工艺与成形模概述学习项目一胀形一、变形特点
变形区位置：胀形凸模下方材料。
变形特点：变形区大部分材料受
双向拉应力作用而变形，其厚度变薄、
表面积增大，形成一个凸起。
应力分析：径向和切向受双向拉
应力作用。
主要破坏形式：胀裂。二、起伏成形
平板坯料在模具的作用下，产生局部凸起的冲压方法称为
起伏成形。1.压加强筋
由于压筋后零件惯性矩的改变和材料加工后的硬化，能够
有效地提高零件的刚度和强度，压加强筋的工艺在生产中应用
广泛。
（1）极限变形程度的表示方法

式中—分别为起伏成形前后的材料长度。
—材料的伸长率。
（2）冲压加强筋的变形力计算

式中F—变形力（N）；
K—系数，K=0.7~1（加强筋形状窄而深时取大值，宽
而浅时取小值）；
L—加强筋的周长（mm）；
—材料厚度（mm）；
—材料的抗拉强度（MPa）。2.压凸包
压凸包时，有效坯料直径与凸模直径的比值应大于4。此时
坯料外区是相对的强区，不会向里收缩。变形属于局部胀形，
否则便成为拉深。
冲压凸包的高度因受材料塑性的限制不能太大，平板坯料
压凸包时的许用成形高度可由书中表查得。
如果零件凸包高度超出极限
值，则可采用右图所示的方法，
第一道工序用大直径的球形凸模
胀形，达到在较大范围内聚料和
均匀变形的目的，用第二道工序
最后成形得到所要求的尺寸。三、空心坯料的胀形
空心坯料胀形是迫使材料沿径向伸展，胀出所需的凸起曲
面，可用于制造许多形状较为复杂的零件。
1.胀形方法
刚性凸模胀形：模具结构复杂，成本高，零件精度差。
软凸模胀形：模具结构简单，坯料变形均匀，能成形复杂
形状的零件。
液压胀形：可加工大型零件，且液体的传力均匀，零件表
面质量好。2.胀形的变形程度
胀形系数：

式中—胀形处最大直径；
D—空心坯料原来的直径。
胀形系数K和材料伸长率的关系为3.胀形的坯料计算
为便于材料的流动，减少变形区材料的变薄率，在胀形时
坯料端头一般不予固定，使其能自由收缩，因此坯料高度要考
虑增加一个必缩量并留有切边余量。
坯料直径：

坯料长度：
—变形区母线长度（mm）；
—坯料切向拉伸的切向伸长率（%）；
b—切边余量，一般取5~15mm；
0.3~0.4为切向伸长伸长而引起的高度减小所需的系数。5.胀形模的结构
结构可分为整体式和分块式两大类。
整体式凹模必须有足够的强度，因为工作压力都由它承
受。受力较大的胀形凹模，可带有铸造加强筋或预应力圈。
分块式胀形凹模必须根据零件合理选择分模面，分块数应
尽量减少。在闭合状态下，分模面应紧密贴合，形成完整的凹
模型腔，在对缝处不应有间隙和不平。分模块用整体模套固
紧。
橡胶胀形凸模的结构尺寸需设计合理。由于橡胶凸模是主
要的承力和传力件，所以必须采用具有一定强度、硬度和弹性
的橡胶。1-下模板
2-螺栓
3-压包凸模
4-压包凹模
5-胀形下模
6-胀形上模
7-橡胶
8-拉杆
9-上固定板
10-上模板
11-螺钉
12-模柄
13-弹簧
14-螺母
15-拉杆螺钉
16-导柱
17-导套成形工序成形的零件用刚性凸模的胀形
1-凹模2-分瓣凸模3-拉簧4-锥形芯块5-零件软模胀形
1-凹模2-零件3-橡胶凸模4-下凹模5-软垫块液体胀形加轴向压缩的液体胀形
1-上模2-轴头3-下模4-管坯5-零件学习项目二翻边一、圆孔翻边
1.圆孔翻边的变形特点与翻边系数
变形区：内径为d、外径为D的环形
部分。
变形特点：
切向：
材料伸长厚度减薄易裂；
径向：
同心圆之间的间距基本不变径向变形很小
翻边系数：
翻边系数的影响因素：
（1）材料的力学性能：塑性好的零件，极限翻边一系数可
以小些。
（2）孔的边缘状况：翻边前孔边表面质量高（无撕裂，无
毛刺）时就有利于翻边成形，极限翻边系数可小些。
（3）翻边的孔径d和材料厚度的比值越小，即相对坯料厚
度大时，在断裂前材料的绝对伸长可以大些。因此，较厚材料
的极限翻边系数可以小些。
（4）凸模的形状：球形（抛物线
或锥形）凸模较平底凸模对翻边有利，
因为前者在翻边时，孔边圆滑地逐渐
张开，所以极限翻边系数可以小些。
2.圆孔翻边的工艺计算
（1）平板坯料翻边的工艺计算
预冲孔直径:

又有：

带入后整理得：（2）先拉深后冲孔在翻边的工艺计算
在拉深件底部冲孔翻边时，应
先决定翻边所能达到的最大高度h，
然后根据翻边高度h及工件高度H来
确定拉深高度。
翻边所能达到的高度

翻边所能达到的极限高度二、外缘翻边
1.变形程度
2.坯料计算
外缘翻边可根据翻边形式来计算，对于外凸的外缘翻边，
坯料形状按浅拉深件坯料的计算方法；对于内凹的外缘翻边，
坯料形状按一般孔的翻边方法计算。
3.翻边模
（1）内孔翻边模
（2）落料、拉深、冲孔、翻孔复合模
（3）翻边