1、第七章成形 主编第七章成形第一节胀形图7-1胀形件实例第七章成形一、胀形变形特点 图7 2所示为胀形时坯料的变形情况，由于坯料的外形尺寸较大，平面部分又被压料圈压住，所以坯料的变形区是图中的涂黑部分。在凸模的作用下，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。图7-2胀形变形情况第七章成形由于胀形变形区内金属处于双向受拉的应力状态，因而其成形极限受到拉裂的限制。材料的塑性越好，硬化指数n值越大，可能达到的极限变形程度就越大。在一般情况下，胀形变形区内金属不会产生失稳起皱，表面光滑、质量好。同时，由于变形区材料截面上拉应力沿厚度方向的分布比较均匀，所以卸载后的回
2、弹很小，容易得到尺寸精度较高的零件。第七章成形二、平板坯料的胀形平板坯料的胀形又称起伏成形，主要用于增加零件的刚度、强度和美观，如压制加强筋、凸包、凹坑、花纹图案及标记等。1.压筋成形2.压凸包第七章成形图7-3平板坯料胀形实例a)、b)平板坯料胀形件c)、d)空心坯料胀形件图7 3所示为平板坯料胀形的一些例子。第七章成形图7-4平板坯料胀形前后的长度平板坯料的胀形第七章成形图7-5深度较大的胀形方法深度较大的胀形方法第七章成形三、空心坯料的胀形 空心坯料的胀形俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，胀出所需的凸起曲面，如壶嘴、皮带轮、波纹管、各种接头等。1.胀形方法2.胀形变形程度3.胀形坯料的计算
3、4.胀形力的计算第七章成形图7-6刚性凸模胀形1分瓣凸模2锥形芯块3工件4顶杆5拉簧刚性凸模胀形第七章成形图7-7软凸模胀形1柱塞2分块凹模3橡胶4斜楔5液体软性凸模胀形第七章成形图7-8加轴向压缩的液体胀形1上模2轴头3下模4管坯加轴向压缩的液体胀形第七章成形图7-9空心坯料胀形尺寸空心坯料胀形第七章成形表7-3常用材料的极限胀形系数K第七章成形表7-4铝管坯料的试验极限胀形系数第七章成形图7-10分瓣式刚性凸模胀形模1上凹模2分瓣凸模3锥形芯块4拉簧5顶板6顶杆7下凹模四、胀形模结构与设计要点1.胀形模结构2.胀形模设计要点第七章成形图7-11橡胶软凸模胀形模1工序件2橡胶凸模3推件板4凹
4、模5托板6定位圈7气垫橡胶软凸模胀形模第七章成形图7-12自行车中接头橡胶胀形模1、4冲头2分块凹模3模套自行车中接头橡胶胀形模第七章成形图7-13圆柱形橡胶凸模的尺寸确定圆柱形橡胶凸模第七章成形五、胀形模设计实例 图7 14所示为罩盖胀形件，材料为10钢，料厚为05mm，中批量生产，试设计胀形模。图7-14罩盖胀形件第七章成形1.工艺分析2.胀形工艺计算(1)底部平板坯料胀形计算(2)侧壁胀形计算3.模具结构设计第七章成形图7-15罩盖胀形模1下模座2、11螺钉3压包凸模4压包凹模5胀形下凹模6胀形上凹模7聚氨脂橡胶8拉杆9上固定板10上模座12模柄13弹簧14螺母15阶形螺钉16导柱17导
5、套罩盖胀形模第七章成形图7-16翻孔与翻边零件实例a)、b)、c)、d)翻孔零件e)、f)翻边零件4.压力机的选用第二节翻孔与翻边第七章成形一、翻孔1.圆孔翻孔(1)翻孔的变形程度与变形特点如图7-17所示，设翻孔前坯料孔径为d，翻孔后的直径为D。图7-17圆孔翻孔时的应力与变形情况第七章成形表7-5低碳钢圆孔翻孔的极限翻孔系数K第七章成形图7-18平板坯料翻孔尺寸计算(2)翻孔的工艺计算第七章成形图7-19先拉深再翻孔的尺寸计算第七章成形图7-20非圆孔翻孔2.非圆孔翻孔第七章成形表7-6低碳钢非圆孔翻边的极限翻孔系数第七章成形表7-6低碳钢非圆孔翻边的极限翻孔系数第七章成形二、翻边1.变形
6、程度2.坯料形状与尺寸图7-21翻边a)伸长类翻边b)压缩类翻边第七章成形表7-7翻边允许的极限变形程度第七章成形图7-22翻孔模三、翻孔、翻边模结构与设计要点1.翻孔翻边模结构2.翻孔翻边模设计要点第七章成形图7-23翻孔、翻边复合模翻孔、翻边复合模第七章成形图7-24落料、拉深、冲孔、翻孔复合模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9卸料板10垫片落料、拉深、冲孔、翻孔复合模第七章成形图7-25翻孔凸模的形状和尺寸翻孔凸模的形状和尺寸第七章成形四、翻孔模设计实例1.工艺分析图7-26固定套翻孔件第七章成形图7-27翻孔前的工序件翻孔前的工序件第七章成形2.翻孔工艺计
7、算(1)预孔直径d翻孔前的预孔直径根据式(7-14)计算。(2)判断可否一次翻孔成形(3)翻孔力3.模具结构设计4.压力机的选用第七章成形图7-28固定套翻孔模1阶形螺钉2顶杆3、16螺钉4、13销钉5下模座6凸模固定板7凸模8压料板9定位销10凹模11推件块12上模座14模柄15打杆17导套18导柱固定套翻孔模第七章成形第三节缩口 缩口是将管坯或预先拉深好的圆筒形件通过缩口模将其直径缩小的一种成形方法。缩口工艺在国防工业和民用工业中都有广泛应用。若用缩口代替拉深加工某些零件，可以减少成形工序。第七章成形图7-29缩口与拉深工艺比较a)拉深工艺b)缩口工艺如图7 29所示的工件，原来采用拉深和
8、冲底孔，共需五道工序，现改用管坯缩口工艺后只需三道工序。第七章成形一、缩口变形特点及变形程度 缩口时，在压力F作用下，缩口凹模压迫坯料口部，坯料口部则发生变形而成为变形区。在缩口过程中，变形区受两向压应力的作用，其中切向压应力是最大主应力，使坯料直径减小，高度和壁厚有所增加，因而切向可能产生失稳起皱。同时，在非变形区的筒壁，由于承受全部缩口压力F，也易产生轴向的失稳变形。故缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制，防止失稳是缩口工艺要解决的主要问题。第七章成形图7-30缩口的应力应变特点缩口的变形特点如图7 30所示。第七章成形图7-31不同支承方式的缩口a)无支承b)外支承c)内外支承不同支承
9、方式的缩口第七章成形表7-8平均缩口系数表7-9极限缩口系数m第七章成形二、缩口工艺计算1.缩口次数2.各次缩口直径3.坯料高度4.缩口力第七章成形图7-32缩口坯料高度计算缩口坯料第七章成形图7-33无支承方式的缩口模1推件块2缩口凹模3定位座无支承方式的缩口模第七章成形三、缩口模结构与设计要点1.缩口模结构2.缩口模设计要点图7-34倒装式缩口模1上模座2垫板3凸模4紧固套5导正圈6凹模7凹模套8下模座第七章成形四、缩口模设计实例1.工艺分析2.缩口工艺计算(1)缩口系数(2)缩口前的坯料高度(3)缩口力3.模具结构设计4.压力机的选用图7-35气瓶缩口件图7-36缩口前的坯料第七章成形图
10、7-37气瓶缩口模1顶杆2下模座3、14螺钉4、11圆柱销5固定板6垫块7外支承套8凹模9推件块10上模座12打杆13模柄15导柱16导套气瓶缩口模第七章成形第四节校平与整形 校平与整形是指冲件在经过各种冲压加工之后，因其平面度、圆角半径或某些形状尺寸还不能达到图样要求，通过校平与整形模使其产生局部的塑性变形，从而得到合格零件的冲压工序。这类工序关系到产品的质量及稳定性，因而应用也较广泛。1)只在工件的局部位置产生不大的塑性变形，以达到提高工件的形状与尺寸的目的，使工件符合零件图样的要求。第七章成形2)由于校平与整形后工件的精度比较高，因而模具的精度要求也相应较高。3)要求压力机的滑块到达下止
11、点时对工件施加校正力，因此所用的设备要有一定的刚性，最好使用精压机。第七章成形一、校平 把不平整的工件放入模具内压平的工序称为校平。校平主要用于提高平板零件(主要是冲裁件)的平面度。由于坯料不平或冲裁过程中材料的穹弯(尤其是斜刃冲裁和无压料的级进冲裁)，都会使冲裁件产生不平整的缺陷，当对零件的平面度要求较高时，必须在冲裁工序之后进行校平。第七章成形图7-38校平变形情况1上模板2工件3下模板校平第七章成形1.校平变形特点与校平力2.校平方式3.校平模表7-10校平与整形单位面积压力第七章成形图7-39光面校平模a)上模浮动式b)下模浮动式光面校平模第七章成形图7-40齿面校平模齿面校平模第七章
12、成形图7-41齿面校平模的齿形a)尖齿齿形b)平齿齿形齿面校平模的齿形第七章成形图7-42带自动弹出器的通用校平模1上模板2工件滑道3自动弹出器带自动弹出器的通用校平模第七章成形二、整形 整形一般安排在拉深、弯曲或其他成形工序之后，用整形的方法可以提高拉深件或弯曲件的尺寸和形状精度，减小圆角半径。整形模与相应工序件的成形模相似，只是工作部分的精度要求更高，表面粗糙度值要求更低，圆角半径和凸、凹模间隙取得更小，模具的强度和刚度要求也高。第七章成形图7-43弯曲件的压校1.弯曲件的整形(1)压校图7-43所示为弯曲件的压校，因在压校中坯料沿长度方向无约束，整形区的变形特点与该区弯曲时相似，坯料内部应力状态的性质变化不大，因而整形效果一般。第七章成形图7-44弯曲件的镦校(2)镦校图7-44所示为弯曲件的镦校，采用这种方法整形时，弯曲件除了在表面的垂直方向上受压应力外，在其长度方向上也承受压应力，使整个弯曲件处于三向受压的应力状态，因而整形效果好。第七章成形图7-45无凸缘拉深件的整形2.拉深件的整形(1)无凸缘拉深件的整形无凸缘拉深件一般采用小间隙拉深整形法，如图7-45所示。第七章成形图7-46带凸缘拉深件的整形(2)带凸缘拉深件的整形带凸缘拉深件的整形如图7-46所示，整形部位可以是凸缘平面、底部平面、筒壁及圆角。
