冲压工艺与模具设计第五章.ppt

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冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件本章学习要求本章学习要求.胀形胀形.翻边翻边.缩口缩口冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件本章学习要求：

本章学习要求：

1.掌握胀形模、翻边模、缩口模的结构特点和设计方法；掌握胀形模、翻边模、缩口模的结构特点和设计方法；2.熟悉胀形、翻边、缩口等成形工序的变形特点。

熟悉胀形、翻边、缩口等成形工序的变形特点。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.1胀形胀形常用的胀形方法有刚模胀形和以液体、气体、橡胶等为常用的胀形方法有刚模胀形和以液体、气体、橡胶等为施力介质的软模胀形。

施力介质的软模胀形。

5.1.1胀形的变形特点与胀形极限变形程度胀形的变形特点与胀形极限变形程度1.胀形的变形特点胀形的变形特点（如图如图5.1.1）球头凸模胀形平板毛坯时的胀形变形区及其主应力和主球头凸模胀形平板毛坯时的胀形变形区及其主应力和主应变图。

图中涂黑部分表示胀形变形区。

应变图。

图中涂黑部分表示胀形变形区。

2.胀形的极限变形程度胀形的极限变形程度胀形极限变形程度主要取决于材料的塑性和变形的均匀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性。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.1.2平板毛坯的起伏成形平板毛坯的起伏成形（图图5.1.2）起伏成形的极限的变形程度多用胀形深度表示，也可以近似起伏成形的极限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，即：

地按单向拉伸变形处理，即：

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件欲提高胀形的极限变形程度欲提高胀形的极限变形程度,可采用可采用（如图如图5.1.4）所示所示两次两次胀形法。

胀形法。

1.压加强筋压加强筋

（1）用刚性凸模压制加强筋的变形力按式用刚性凸模压制加强筋的变形力按式计算计算:

（2）对在曲柄压力机上用薄料（对在曲柄压力机上用薄料（t1.5mm）对小工件（面积）对小工件（面积2000）压筋或压筋兼有校形工序时的变形力按式）压筋或压筋兼有校形工序时的变形力按式计算计算;（3）软模胀形的单位压力可按式软模胀形的单位压力可按式近似计算（不考近似计算（不考虑材料厚度变薄）。

虑材料厚度变薄）。

2.压凹坑压凹坑压凹坑时，成形极限常用极限胀形深度表示，如果是纯胀压凹坑时，成形极限常用极限胀形深度表示，如果是纯胀形，凹坑深度因受材料塑性限制不能太大形，凹坑深度因受材料塑性限制不能太大。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.1.4两次胀形示意图冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.1.3空心毛坯的胀形空心毛坯的胀形空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料胀出所需曲面空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料胀出所需曲面的一种加工方法。

用这种方法可以成形高压气瓶、球形的一种加工方法。

用这种方法可以成形高压气瓶、球形容器、波纹管、自行车三通接头（容器、波纹管、自行车三通接头（如图如图5.1.5）等产品或）等产品或零件。

零件。

刚模胀形刚模胀形（如图如图5.1.6）。

软模胀形软模胀形（如图如图5.1.7）。

圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态（如图如图5.1.8）。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.1.5自行车多通接头冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图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-下凹模冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.1.7自行车多通接头软模胀形1、4-凸模压柱；2-分块凹模；3-模套冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.1.8圆柱形空心毛坯胀形时的应力冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件1.胀形系数胀形系数空心毛坯胀形的变形程度用下式表示：

空心毛坯胀形的变形程度用下式表示：

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件2.胀形力胀形力刚模胀形所需压力的计算公式刚模胀形所需压力的计算公式,可根据力的平衡方程式可根据力的平衡方程式推导得到推导得到,其表达式为其表达式为:

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件3.胀形毛坯尺寸的计算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:

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.1.4胀形模设计举例胀形模设计举例（图图5.1.9）1.工艺分析工艺分析该工件侧壁属空心毛坯胀形，底部属起伏成形，具有代该工件侧壁属空心毛坯胀形，底部属起伏成形，具有代表性。

表性。

2.工艺计算工艺计算

（1）底部压凹坑的计算底部压凹坑的计算查教材表查教材表5.1.2得极限胀形深度得极限胀形深度h=0.15,d=2.25mm,此值大于此值大于工件工件底部凹坑的实际高度，可以一次成形。

工件工件底部凹坑的实际高度，可以一次成形。

压凹所需成形力计算：

压凹所需成形力计算：

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.1.9罩盖胀形1下模板2螺栓3压凹坑凸模4压凹坑凹模5胀形下模6胀形上模7聚氨脂橡胶8拉杆9上固定板10上模板11螺栓12模柄13弹簧14螺母15拉杆螺栓16导柱17导套冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件

（2）侧壁胀形计算：

侧壁胀形计算：

侧壁成形力近似按两端不固定形式计算：

侧壁成形力近似按两端不固定形式计算：

（3）总成形力的计算总成形力的计算3.模具结构设计模具结构设计冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.2翻边翻边（如图如图5.2.1）按变形的性质，翻边分为伸长类翻边和压缩类翻边。

按变形的性质，翻边分为伸长类翻边和压缩类翻边。

5.2.1内孔翻边内孔翻边1.内孔翻边的变形特点内孔翻边的变形特点圆孔翻边及其应力应变分布圆孔翻边及其应力应变分布（如图如图5.2.2）。

对非圆孔的内孔翻边对非圆孔的内孔翻边（如图如图5.2.3）。

2.圆孔翻边的极限变形程度圆孔翻边的极限变形程度影响极限翻边系数的因素：

影响极限翻边系数的因素：

（1）材料的塑性材料的塑性;

（2）孔的加工方法孔的加工方法;（3）预制孔的相对直径预制孔的相对直径;（4）凸模的形状。

凸模的形状。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.2.1内孔与外缘翻边零件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件.内孔翻边的工艺设计内孔翻边的工艺设计

（1）预制孔直径预制孔直径d0和翻边高度和翻边高度Ha.一次翻边成形一次翻边成形（如图如图5.2.4）所示所示是在平板毛坯上一次翻孔的图。

是在平板毛坯上一次翻孔的图。

d0与与H按下式计算按下式计算:

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件b.拉深后再翻边（拉深后再翻边（如图如图5.2.5）应先确定翻边高度应先确定翻边高度h,再根据翻边高度确定预制孔直径再根据翻边高度确定预制孔直径d0和和高度高度h1。

由计算公式：

由计算公式：

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.2.5拉深件底部冲孔后翻边冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件

（2）凸、凹模的形状及尺寸凸、凹模的形状及尺寸翻边凸模的形状有平底形、曲面形（球形、抛物线形等）和翻边凸模的形状有平底形、曲面形（球形、抛物线形等）和锥形，几种常见的翻边凸模的结构形状锥形，几种常见的翻边凸模的结构形状（如图如图5.2.6）。

（3）凸、凹模的间隙凸、凹模的间隙（4）翻边力与压边力翻边力与压边力在所有凸模中，圆柱形平底凸模的翻边力最大。

在所有凸模中，圆柱形平底凸模的翻边力最大。

其公式为：

其公式为：

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.2.2平面外缘翻边平面外缘翻边1.平面外缘翻边的变形特点平面外缘翻边的变形特点平面外缘翻边可分为内凹外缘翻边和外凸外缘翻边平面外缘翻边可分为内凹外缘翻边和外凸外缘翻边（如如图图5.2.7）。

2.极限变形程度极限变形程度内凹外缘翻边的变形程度用翻边系数内凹外缘翻边的变形程度用翻边系数Es表示：

表示：

外凸外缘翻边的变形程度用翻边系数外凸外缘翻边的变形程度用翻边系数Ec表示：

表示：

3.平面外缘翻边的毛坯尺寸平面外缘翻边的毛坯尺寸冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.2.3变薄翻边变薄翻边变薄翻边的变形程度用变薄系数表示，其表达式为：

变薄翻边的变形程度用变薄系数表示，其表达式为：

式中式中k为变薄系数，为变薄系数，k.；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。

为毛坯厚度。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件5.2.4翻边模的结构设计及举例翻边模的结构设计及举例内孔翻边模如内孔翻边模如图图5.2.8。

落料、拉深、冲孔、翻边复合模如落料、拉深、冲孔、翻边复合模如图图5.2.9。

内外缘翻边复合模如内外缘翻边复合模如图图5.2.10。

冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图图5.2.8内孔翻边模内孔翻边模冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件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；卸料板；10垫片图5.2.9落料、拉深、冲孔、翻边复合模冲压工艺及模具设计第第5章章其他成形工艺及模具设计其他成形工艺及模具设计冲压工艺与模具设计助学课件图5.2.