本章學(xué)習(xí)要求５.１脹形５.２翻邊５.３縮口

本章學(xué)習(xí)要求：

1.掌握脹形模、翻邊模、縮口模的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計方法；2.熟悉脹形、翻邊、縮口等成形工序的變形特點。

5.1脹形

常用的脹形方法有剛模脹形和以液體、氣體、橡膠等為施力介質(zhì)的軟模脹形。5.1.1脹形的變形特點與脹形極限變形程度1.脹形的變形特點(如圖5.1.1)球頭凸模脹形平板毛坯時的脹形變形區(qū)及其主應(yīng)力和主應(yīng)變圖。圖中涂黑部分表示脹形變形區(qū)。

2.脹形的極限變形程度脹形極限變形程度主要取決于材料的塑性和變形的均勻性。

5.1.2平板毛坯的起伏成形（圖5.1.2）

起伏成形的極限的變形程度多用脹形深度表示，也可以近似地按單向拉伸變形處理，即：

欲提高脹形的極限變形程度,可采用(如圖5.1.4)所示兩次脹形法。1.壓加強筋(1)用剛性凸模壓制加強筋的變形力按式計算:(2)對在曲柄壓力機上用薄料（t<1.5mm）對小工件（面積<2000）壓筋或壓筋兼有校形工序時的變形力按式計算;(3)軟模脹形的單位壓力可按式近似計算（不考慮材料厚度變?。?。2.壓凹坑壓凹坑時，成形極限常用極限脹形深度表示，如果是純脹形，凹坑深度因受材料塑性限制不能太大。圖5.1.4兩次脹形示意圖

5.1.3空心毛坯的脹形空心毛坯脹形是將空心件或管狀坯料脹出所需曲面的一種加工方法。用這種方法可以成形高壓氣瓶、球形容器、波紋管、自行車三通接頭（如圖5.1.5）等產(chǎn)品或零件。剛模脹形(如圖5.1.6)。軟模脹形(如圖5.1.7)。

圓柱形空心毛坯脹形時的應(yīng)力狀態(tài)(如圖5.1.8)。

圖5.1.5自行車多通接頭圖5.1.6鋼模脹脹形1-凹模；2-分瓣凸模模；3-錐形形芯軸4-拉簧；5-毛坯；6-頂桿；7-下凹模圖5.1.7自行車多多通接頭軟模模脹形1、4-凸模模壓柱；2-分塊凹模；；3-模套圖5.1.8圓柱形形空心毛坯脹脹形時的應(yīng)力力1.脹形系數(shù)數(shù)空心毛坯脹形形的變形程度度用下式表示示：2.脹形力力剛模脹形所需需壓力的計算算公式,可根根據(jù)力的平衡衡方程式推導(dǎo)導(dǎo)得到,其表表達式為:3.脹形毛坯坯尺寸的計算算毛坯長度可按按下式近似計計算:5.1.4脹脹形模設(shè)計計舉例(圖5.1.9)1.工藝分析析該工件側(cè)壁屬屬空心毛坯脹脹形，底部屬屬起伏成形，，具有代表性性。2.工藝計算算(1)底部壓壓凹坑的計算算查教材表5.1.2得極極限脹形深度度h=0.15,d=2.25mm,此值大于工工件工件底部部凹坑的實際際高度，可以以一次成形。。壓凹所需成形形力計算：圖5.1.9罩罩蓋脹形1—下模板2—螺栓3—壓凹坑坑凸模4——壓凹坑凹模模5—脹形形下模6——脹形上模7—聚氨脂脂橡膠8——拉桿9——上固定板10—上模模板11——螺栓12—模柄13—彈簧14—螺母母15—拉拉桿螺栓16—導(dǎo)柱17—導(dǎo)套套(2)側(cè)壁脹脹形計算：側(cè)壁成形力近近似按兩端不不固定形式計計算：(3)總成形形力的計算3.模具結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計5.2翻邊（如圖5.2.1））按變形的性質(zhì)質(zhì)，翻邊分為為伸長類翻邊邊和壓縮類翻翻邊。5.2.1內(nèi)內(nèi)孔翻邊1.內(nèi)孔翻邊邊的變形特點點圓孔翻邊及其其應(yīng)力應(yīng)變分分布（如圖5.2.2）。對非圓孔的內(nèi)內(nèi)孔翻邊（如圖5.2.3）。2.圓孔翻邊邊的極限變形形程度影響極限翻邊邊系數(shù)的因素素：(1)材料的的塑性;(2)孔的加加工方法;(3)預(yù)制孔孔的相對直徑徑;(4)凸模的的形狀。圖5.2.1內(nèi)內(nèi)孔孔與外緣翻邊邊零件３.內(nèi)孔翻邊邊的工藝設(shè)計計(1)預(yù)制孔孔直徑d0和翻邊高度Ha.一次翻翻邊成形(如圖5.2.4)所示是在平平板毛坯上一一次翻孔的圖圖。d0與H按下式計算:b.拉深后再再翻邊（如圖5.2.5）應(yīng)先確定翻邊邊高度h,再根據(jù)翻邊邊高度確定預(yù)預(yù)制孔直徑d0和高度h1。由計算公式：：圖5.2.5拉拉深件底底部沖孔后翻翻邊(2)凸、凹凹模的形狀及及尺寸翻邊凸模的形形狀有平底形形、曲面形（（球形、拋物物線形等）和和錐形，幾種種常見的翻邊邊凸模的結(jié)構(gòu)構(gòu)形狀（如圖5.2.6）。(3)凸、凹凹模的間隙(4)翻邊力力與壓邊力在所有凸模中中，圓柱形平平底凸模的翻翻邊力最大。。其公式為：5.2.2平平面外緣緣翻邊1.平面外緣緣翻邊的變形形特點平面外緣翻邊邊可分為內(nèi)凹凹外緣翻邊和和外凸外緣翻翻邊（如圖5.2.7）。2.極限變形形程度內(nèi)凹外緣翻邊邊的變形程度度用翻邊系數(shù)數(shù)Es表示：：外凸外外緣翻翻邊的的變形形程度度用翻翻邊系系數(shù)Ec表示：：3.平平面外外緣翻翻邊的的毛坯坯尺寸寸5.2.3變變薄翻翻邊變薄翻翻邊的的變形形程度度用變變薄系系數(shù)表表示，，其表表達式式為：：式中k為變薄薄系數(shù)數(shù)，k＝０.４～～０.５；；t1—為為工件件翻邊邊后豎豎邊的的厚度度；t0—為為毛坯坯厚度度。5.2.4翻邊邊模的的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計及舉舉例內(nèi)孔翻翻邊模模如圖5.2.8。落料、、拉深深、沖沖孔、、翻邊邊復(fù)合合模如如圖5.2.9。內(nèi)外緣緣翻邊邊復(fù)合合模如如圖5.2.10。圖5.2.8內(nèi)內(nèi)孔翻翻邊模模1、8-凸凸凹模模；2-沖沖孔凸凸模；；3-推件件塊；；4-落料料凹模模；5-頂頂件塊塊；6-頂頂桿；；7-固定定板；；卸料料板；；10墊片片圖圖5.2.9落落料、、拉深深、沖沖孔、、翻邊邊復(fù)合合模圖5.2.10內(nèi)內(nèi)外外緣翻翻邊復(fù)復(fù)合模模1-外外緣翻翻邊凸凸模；；2-凸凸模固固定板板；3-外外緣翻翻邊凹凹模；；4-內(nèi)緣緣翻邊邊凸模模；5-壓壓料板板；6-頂頂件塊塊；7-內(nèi)內(nèi)緣翻翻邊凹凹模；；8-推件件板5.3縮縮口口縮口是是將預(yù)預(yù)先成成形好好的圓圓筒件件或管管件坯坯料,通過過縮口口模具具將其其口部部縮小小的一一種成成形工工序。。縮口口與拉拉深工工序的的比較較（如圖5.3.1）。5.3.1縮縮口成成形的的特點點與變變形程程度1.縮縮口口成形形的變變形特特點（（如圖5.3.2）常見的的縮口口形式式有斜斜口式式、直直口式式和球球面式式(如圖5.3.3)。。變形區(qū)區(qū)由于于受到到較大大切向向壓應(yīng)應(yīng)力的的作用用易產(chǎn)產(chǎn)生切切向失失穩(wěn)而而起皺皺，起起傳力力作用用的筒筒壁區(qū)區(qū)由于于受到到軸向向壓應(yīng)應(yīng)力的的作用用易產(chǎn)產(chǎn)生軸軸向失失穩(wěn)而而起皺皺，所所以失失穩(wěn)起起皺是是縮口口工序序的主主要障障礙。。圖5.3.1縮縮口與與拉深深工序序的比比較圖5.3.2縮縮口成成形的的變形形特點點圖5.3.3縮縮口形形式)斜口口形式式)直口口形式式)球面面形式式2.縮縮口變變形程程度縮口變變形程程度用用縮口口系數(shù)數(shù)ms來表示示，其其表達達式：：式中d—縮口口后的的直徑徑；D—為縮縮口前前的直直徑。。5.3.2縮口口的工工藝計計算1.縮縮口次次數(shù)及及縮口口系數(shù)數(shù)的確確定縮口次次數(shù)由由下式式確定定：式中：：—總縮縮口系系數(shù)，，；；—平均均縮口口系數(shù)數(shù)，可可先取取。。n的計算算值一一般是是小數(shù)數(shù)，應(yīng)應(yīng)進位位成整整數(shù)。。2.毛毛坯坯尺寸寸的計計算斜口形形式：：直口形形式：：球面形形式：：３.縮縮口力力只有外外支承承的縮縮口壓壓力，，可按按下式式估算算：式中：：F—縮口口力（N)；k—速度度系數(shù)數(shù)，用用曲柄柄壓力力機時時k=1.15；—材料料的抗抗拉強強度（MPa)；—工件件與凹凹模接接觸的的摩擦擦系數(shù)數(shù)。5.3.3縮口口模具具結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計及舉舉例縮口模模具結(jié)結(jié)構(gòu)根根據(jù)支支承情情況分分為：：無支承承外支承承內(nèi)外支支承如圖5.3.4剛制氣氣瓶縮縮口模模（如如圖5.3.5）。擋環(huán)縮縮口擴擴口復(fù)復(fù)合模模（如如圖5.3.6）。圖5.3.4不不同支支承方方法的的模具具結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式a)無無支承承b)外支支承c)內(nèi)內(nèi)外支支承圖5.3.5氣氣瓶瓶縮口口模1-頂頂桿；；2-下模模板；；3、、14-螺螺栓；；4、11-銷釘釘；5-下下固定定板；；6-墊墊板；；7-外支支承套套；8-縮縮口凹凹模；；9-頂