缩口成形工艺与模具设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：5.3缩口成形工艺与模具设计缩口（necking）是指将预先拉深成形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典型案例工件名称：气瓶生产批量：中批量材料：08钢料厚：1mm工件简图：如图5-27所示5.3.2缩口成形的特点与变形程度1.缩口成形的特点图5-28为同形件缩口成形示意图。缩口时缩口端的材料在凹模的压力下向凹模内滑动直径减小壁厚和高度增加。制件壁厚不大时可以近似地认为变形区处于两向(切向和径向)受压的平面应力状态以切向压力为主。应变以径向压缩应变为最大应变而厚度和长度方向为伸长变形且厚度方向的变形量大于长度方向的变形量。由于切向压应力的作用在缩口时坯料易于失稳起皱；同时非变形区的筒壁由于承受全部缩口压力也易失稳产生变形所以防止失稳是缩口工艺的主要问题。2缩口成形的变形程度缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制缩口变形程度用总缩口系数ms表示。ms=dD式中ms-总缩口系数d-缩口后直径（mm）；D-缩口前直径（mm）。缩口系数的大小与材料的力学性能、料厚、模具形式与表面质量、制件缩口端边缘情况及润滑条件等有关。表5-9所示为各种材料的缩口系数。当工件需要进行多次缩口时其各次缩口系数的计算为：首次缩口系数m1=0.9m均以后各次缩口系数mn=(1.05~1.10)m均式中m均-平均缩口系数；m均=m1+m2+m3+···+mnn案例工艺分析；气瓶为带底的筒形缩口工件可采用拉深工艺制成圆筒形件再进行缩口成形。缩口系数计算；表5-9各种材料的缩口系数材料平均缩口系数m均支承形式材料厚度无支承外支承内外支承≤0.5>0.5~1>1铝---0.68~0.720.53~0.570.27~0.32硬铝（退火）---0.73~0.800.60~0.630.35~0.40硬铝（淬火）---0.75~0.800.63~0.720.40~0.43钢0.850.750.7~0.650.70~0.750.55~0.600.30~0.35由图5-27可知d=35mmD=49mm则缩口系数m=dD=3549=0.71因该工件为有底缩口件所以只能采用外支承方式的缩口模具查表5-9得许用缩口系数为0.6则该工件可一次缩口成形。5.3.3缩口工艺计算1.毛坯高度计算缩口后工件高度发生变化缩口毛坯高度按下式计算式中符号如图5-29所示。图5-29a形式：H=1.05h1+D2-d28Dsinα1+Dd5-25图2-29b形式：H=1.05h1+hdD+D2-d28Dsinα1+Dd5-26图5-29c形式：h=h1+141+DdD2-d25-27由图5-27可知h=79mm则毛坯高度为H=1.05h1+D2-d28Dsinα1+Dd=1.05×79+502-3528×50×sin15°×1+5035mm=111.3mm取H=111.3mm缩口前毛坯如图5-30所示。2.缩口凹模的半锥角a缩口凹模的半锥角a在缩口成形中起着重要作用。一般使用a<45最好使a在30以内当a较为合理时允许的极限缩口系数m可比平均缩口系数m均小10%~15%.3缩口力计算在无内支承进行时缩口力F可用下式进行计算。是中t0-缩口前料厚；D-缩口前直径；d-工件