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1、缩口和胀形缩口和胀形第一页，共41页。5-1 缩口和胀形缩口和胀形 缩口和胀形是属于二次加工的两个缩口和胀形是属于二次加工的两个(lin)(lin)成形工序，其毛料大多是成形工序，其毛料大多是管件或拉深件。缩口是把冲压件或管件管件或拉深件。缩口是把冲压件或管件的口部缩小，而胀形则是将毛料的某部的口部缩小，而胀形则是将毛料的某部分胀大。有时这两个分胀大。有时这两个(lin)(lin)工序工序也在同一零件中出现。也在同一零件中出现。第1页/共41页第二页，共41页。一、缩口一、缩口1.1.概念概念概念概念 缩口是使在空心缩口是使在空心缩口是使在空心缩口是使在空心(kng xn)(kng xn)件或
2、管子的开口处加压缩小的一件或管子的开口处加压缩小的一件或管子的开口处加压缩小的一件或管子的开口处加压缩小的一种冲压工序，缩口部分的材料受到由外向内的压力，产生压缩变种冲压工序，缩口部分的材料受到由外向内的压力，产生压缩变种冲压工序，缩口部分的材料受到由外向内的压力，产生压缩变种冲压工序，缩口部分的材料受到由外向内的压力，产生压缩变形。形。形。形。即 将管坯或预先拉深好的圆筒形件通过(tnggu)缩口模将其口部直径缩小的一种成形方法。常见常见(chn jin)的缩口件形式的缩口件形式有时用它来替代拉深工序加工某些零件，有时用它来替代拉深工序加工某些零件，减少成形工序减少成形工序第2页/共41页第
3、三页，共41页。2.2.2.2.缩口变形缩口变形缩口变形缩口变形(bin xng)(bin xng)(bin xng)(bin xng)的应力应变的应力应变的应力应变的应力应变在变形区内在变形区内在变形区内在变形区内应力应力应力应力(yngl)(yngl)状态：纬向状态：纬向状态：纬向状态：纬向和经向和经向和经向和经向都为负。都为负。都为负。都为负。书图5-2 缩口工序变形(bin xng)特点应变状态：应变状态：厚度方向t和经向为正；纬向为负。坯料变形区受两向压应力的作用第3页/共41页第四页，共41页。3.3.3.3.缩口系数缩口系数缩口系数缩口系数(xsh)m(xsh)m(xsh)m(x
4、sh)m 在缩口变形(bin xng)过程中，材料主要受切向压应力，使直径减小，壁厚增加。由于切向压应力的作用，缩口时毛料便容易失稳起皱。同时，在非变形(bin xng)区的筒壁，由于承受全部缩口压力，也易失稳产生变形(bin xng)。所以防止失稳是缩口工艺的主要问题，因而缩口的极限变形(bin xng)程度也主要是受失稳条件的限制。缩口的变形程度用缩口系数(xsh)表示缩口系数mm=d/Dd缩口后的直径；D缩口前的直径。第4页/共41页第五页，共41页。3.3.3.3.缩口系数缩口系数缩口系数缩口系数(xsh)m(xsh)m(xsh)m(xsh)m（续）（续）（续）（续）极限缩口系数的大小
5、主要与材料种类、厚度(hud)、模具形式和毛料表面质量有关。书表5-1是不同材料、不同厚度(hud)的平均缩口系数。第5页/共41页第六页，共41页。3.3.3.3.缩口系数缩口系数缩口系数缩口系数(xsh)m(xsh)m(xsh)m(xsh)m（续）（续）（续）（续）表5-2是不同(b tn)材料、不同(b tn)支承方式的允许缩口系数参考数值。从二个表数值可看出：材料塑性愈好，厚度愈大，或模具结构中对筒壁有支承作用的，许可从二个表数值可看出：材料塑性愈好，厚度愈大，或模具结构中对筒壁有支承作用的，许可(xk)缩口系数便较小。缩口系数便较小。缩口系数与模具的结构形式关系极大，还与材料的厚度、
6、种类及表面质量有关。第6页/共41页第七页，共41页。4.4.4.4.缩口模具的支承缩口模具的支承缩口模具的支承缩口模具的支承(zh chn)(zh chn)(zh chn)(zh chn)形式形式形式形式 缩口模具缩口模具(mj)(mj)的支承形式有三种：的支承形式有三种：（1）无支承）无支承(zh chn)缩口模缩口模（2）外支承缩口模外支承缩口模（3）内外支承形式内外支承形式5.5.各次缩口系数及缩口次数各次缩口系数及缩口次数首次缩口系数 m1=0.9m0再次缩口系数 m2=(1.051.10)m0式中：m0平均缩口系数，参看表5-1缩口次数：公式的由来：公式的由来：书中遗漏书中遗漏 第
7、7页/共41页第八页，共41页。缩口后，工件缩口后，工件(gngjin)(gngjin)端部（颈口部）壁厚略为变端部（颈口部）壁厚略为变大，一般忽略不计。大，一般忽略不计。精确计算时，缩口前后厚度变化精确计算时，缩口前后厚度变化 ：tn-1缩口前厚度(hud)；tn缩口后厚度(hud)。第8页/共41页第九页，共41页。6.6.6.6.缩口毛料缩口毛料缩口毛料缩口毛料(molio)(molio)(molio)(molio)高度高度高度高度H H H H（毛料（毛料（毛料（毛料(molio)(molio)(molio)(molio)计计计计算）算）算）算）可根据变形前后体积不变的原则可根据变形前
8、后体积不变的原则(yunz)(yunz)进行计算。进行计算。下图三种形式的缩口下图三种形式的缩口第9页/共41页第十页，共41页。6.6.6.6.缩口毛料缩口毛料缩口毛料缩口毛料(molio)(molio)(molio)(molio)高度高度高度高度H H H H（毛料（毛料（毛料（毛料(molio)(molio)(molio)(molio)计算）（续）计算）（续）计算）（续）计算）（续）图（b）型式(xn sh)图（图（a a）型式）型式(xn sh)(xn sh)第10页/共41页第十一页，共41页。图（图（c c）型式）型式(xn sh)(xn sh)6.6.缩口毛料缩口毛料缩口毛料缩口
9、毛料(molio)(molio)高度高度高度高度H H（毛料（毛料（毛料（毛料(molio)(molio)计算）（续）计算）（续）计算）（续）计算）（续）第11页/共41页第十二页，共41页。7.缩口模结构缩口模结构(jigu)缩口模工作(gngzu)部分的尺寸根据缩口部分的尺寸来确定，并考虑缩口制件将产生比缩口模实际尺寸大0.5%0.8%的弹性恢复量，以减少试冲后模具的修正量。缩口凹模的半锥角对缩口成形很重要，小些对缩口变形有利，一般450，最好300。当值合理时，极限缩口系数可比平均缩口系数小10%15%。第12页/共41页第十三页，共41页。缩口模原理图缩口模原理图缩口模原理图缩口模原理
10、图（图（图（图（图5-5 5-5）由活动模块）由活动模块）由活动模块）由活动模块1 1、夹、夹、夹、夹紧器紧器紧器紧器(扩涨套扩涨套扩涨套扩涨套)2)2、驱动、驱动、驱动、驱动(q(q dn)dn)套套套套3 3、芯杆、芯杆、芯杆、芯杆4 4等件组成。等件组成。等件组成。等件组成。7.7.缩口模结构缩口模结构缩口模结构缩口模结构(jigu)(jigu)（续）（续）（续）（续）1活动模块(m kui)2扩张套（夹紧器）3驱动套4芯杆1234第13页/共41页第十四页，共41页。7.7.缩口模结构缩口模结构缩口模结构缩口模结构(jigu)(jigu)（续）（续）（续）（续）资料资料1515图图7-
11、347-34所示为所示为外支承管子外支承管子(gun zi)(gun zi)缩缩口模，适用于管子口模，适用于管子(gun(gun zi)zi)的锥形缩口。的锥形缩口。1-导正销 2-凹模 3-固定(gdng)座 4-外支承 5-顶件板图7-34 外支撑管子缩口模 第14页/共41页第十五页，共41页。7.7.缩口模缩口模缩口模缩口模（续）（续）资料资料1515图图7-357-35无无支承衬套缩口模，支承衬套缩口模，适用适用(shyng)(shyng)于于管子高度不大、带管子高度不大、带底制件的锥形缩口。底制件的锥形缩口。1-卸料板 2-凹模 3-定位(dngwi)座图7-35 无支撑衬套缩口模
12、 第15页/共41页第十六页，共41页。7.7.缩口模缩口模缩口模缩口模（续）（续）1-1-顶杆顶杆2-2-下模板下模板 3.14-3.14-螺栓螺栓 4.11-4.11-销钉销钉 5-5-下下 固固 定定(gdng)(gdng)板板 6-6-垫板垫板 7-7-外支承套外支承套 资料资料(zlio)17图图5-32气瓶缩口模气瓶缩口模(外支承外支承)8-缩口凹模 9-项出器10-上模板(mbn)12-打料杆 13-模柄 15-导柱 16-导套 第16页/共41页第十七页，共41页。二、胀形（圆柱形空心二、胀形（圆柱形空心(kng xn)毛毛坯的胀形）坯的胀形）胀形,俗称凸肚,是通过(tnggu
13、)模具使空心件或管状毛料向外扩张,胀出所需的凸起曲面。胀形工艺胀形工艺(gngy)方法方法胀形变形特点及胀形系数胀形变形特点及胀形系数胀形件的毛坯计算胀形件的毛坯计算缩口和胀形工序特点比较缩口和胀形工序特点比较胀形模结构胀形模结构第17页/共41页第十八页，共41页。1.1.胀形工艺胀形工艺(gngy)(gngy)方法方法 空心毛坯的胀形可以采取不同的工艺空心毛坯的胀形可以采取不同的工艺(gngy)(gngy)方法来实现，一般有机械胀形，软模（橡皮）胀方法来实现，一般有机械胀形，软模（橡皮）胀形和液压胀形等三种形和液压胀形等三种（1）机械）机械(jxi)胀形胀形（2）软模胀形软模胀形（3）液压
14、胀形液压胀形第18页/共41页第十九页，共41页。2.2.2.2.胀形变形特点胀形变形特点胀形变形特点胀形变形特点(tdin)(tdin)(tdin)(tdin)及胀形系数及胀形系数及胀形系数及胀形系数 变形特点主要是材料受切向和母线方向变形特点主要是材料受切向和母线方向(fngxing)(fngxing)的拉伸。的拉伸。胀形加工时的变形程度常用(chn yn)胀形系数k表示：式中：dmax胀形后的最大直径，见书 图59；d0坯料原始直径。胀形变形程度受材料的极限延伸率限制。胀形系数k与坯料切向的许用延伸率的关系:表535为一些金属材料的极限胀形系数和切向许用延伸率的试验值，供参考使用。第19
15、页/共41页第二十页，共41页。3.3.3.3.胀形件的毛坯胀形件的毛坯胀形件的毛坯胀形件的毛坯(mop)(mop)(mop)(mop)计算计算计算计算 圆柱形空心毛坯圆柱形空心毛坯(mop)(mop)时，时，为了便于材料流动，减小变形区材为了便于材料流动，减小变形区材料的变薄量，毛皮两端一般不加固料的变薄量，毛皮两端一般不加固定，使其自有收缩。定，使其自有收缩。毛料(molio)直径：L0=L1+(0.30.4)+b L零件的母线长度；工件切向最大延伸率；b切边留量，一般取1020mm因此毛坯原始高度按下式近似计算：毛料长度：第20页/共41页第二十一页，共41页。4.4.4.4.缩口和胀形
16、工序缩口和胀形工序缩口和胀形工序缩口和胀形工序(gngx)(gngx)(gngx)(gngx)特点比较特点比较特点比较特点比较（1 1）缩口变形时工件主要）缩口变形时工件主要(zhyo)(zhyo)是受切向压应力，而胀是受切向压应力，而胀形时工件则主要形时工件则主要(zhyo)(zhyo)是受切向拉应力；是受切向拉应力；（2 2）缩口主要）缩口主要(zhyo)(zhyo)是防止工件失稳起皱，而胀形则主是防止工件失稳起皱，而胀形则主要要(zhyo)(zhyo)是防止毛料受拉而胀裂；是防止毛料受拉而胀裂；（3 3）缩口和胀形变形程度都采用变形前后工件的直径比来）缩口和胀形变形程度都采用变形前后工件
17、的直径比来表示，即表示，即 变形程度变形程度=变形后直径变形后直径/变形前直径变形前直径其区别在于：胀形变形程度其区别在于：胀形变形程度k1k1 缩口变形程度缩口变形程度m1m1第21页/共41页第二十二页，共41页。5.胀形模结构胀形模结构(jigu)胀形零件图【8】3-202胀形模 杯形工序(gngx)件压凸腰部 第22页/共41页第二十三页，共41页。图【图【8 8】3-2023-202胀形模胀形模 1 1、2-2-凹模凹模3-3-卸件器卸件器4-4-顶出器顶出器 工序件放在凹模工序件放在凹模2 2上，当压力机滑块下行上，当压力机滑块下行时，由凹模时，由凹模1 1和和2 2将工序将工序件
18、压凸成形。当压力机件压凸成形。当压力机滑块上行时，由卸件器滑块上行时，由卸件器3 3和顶出器和顶出器4 4将制件将制件(zhjin)(zhjin)从凹模从凹模1 1和和2 2内退出。内退出。第23页/共41页第二十四页，共41页。图图【8 8】3-2033-203胀形、墩压模胀形、墩压模 1-凸模；2-顶件块；3-活动(hu dng)凹模；4-螺塞；5-凹模 筒形毛坯扣在活动凹模3上,活动凹模3平时被弹顶器顶起,凹模内还装有弹簧顶件块2。冲压时,凸模1压住毛坯，先将顶件块压下，继续将活动凹模3压下,等到(dngdo)毛坯接触凹模5的台阶后，便开始在上部胀形，最后镦压成形。冲压完毕,由弹顶器及顶
19、件块2将工件顶起。结束结束(jish)第24页/共41页第二十五页，共41页。起伏(qf)成形第25页/共41页第二十六页，共41页。缩口工件(gngjin)第26页/共41页第二十七页，共41页。其它(qt)成形件第27页/共41页第二十八页，共41页。常见常见(chn jin)(chn jin)的缩口件形式如资料的缩口件形式如资料33图图第28页/共41页第二十九页，共41页。可以用缩口可以用缩口来代替拉深工来代替拉深工序来加工某些序来加工某些零件，可减少零件，可减少成形工序数。成形工序数。图图3-6-3623-6-362图图5-115-11所示所示的工件。的工件。用拉深工艺用拉深工艺(g
20、ngy)(gngy)再在再在底部冲孔需底部冲孔需5 5道工序。改用道工序。改用管子缩口工艺管子缩口工艺(gngy)(gngy)只需只需3 3道工序。道工序。第29页/共41页第三十页，共41页。书图 第30页/共41页第三十一页，共41页。此类模具结构简单此类模具结构简单(jindn)(jindn)，但坯料筒壁，但坯料筒壁的稳定性差。的稳定性差。无支承无支承(zh chn)缩口模缩口模模具由1活动模块2定心套 组成。活动模块用螺钉(ludng)固定在上模座上，定心套固定在底板上。12第31页/共41页第三十二页，共41页。资料资料33图图532c 532c 11活动块；活动块；22支承座；支承
21、座；33导向套；导向套；44支承杆。支承杆。模具结构较无支承缩口模模具结构较无支承缩口模复杂，但缩口过程复杂，但缩口过程(guchng)(guchng)中毛料稳定性较好，许可缩口中毛料稳定性较好，许可缩口系数也可小些。系数也可小些。外支承外支承(zh chn)缩口模缩口模 该模具导向套3是活动的，它由活动模块1驱动，其下端支承在支承杆4上，而支承杆4受机床(jchung)气垫的作用。所以材料是随着零件的移动而变形的。第32页/共41页第三十三页，共41页。资料资料33图图532d532d1-1-活动模块；活动模块；2-2-组合组合(zh)(zh)芯杆芯杆3-3-活动导向套；活动导向套；4-4-
22、支承杆支承杆 模具结构最为复杂，但稳定性最模具结构最为复杂，但稳定性最好，许可的缩口系数也是三者中最好，许可的缩口系数也是三者中最小的。小的。内外支承内外支承(zh chn)形式形式 活动模块1驱动活动导向套3下移，芯杆2支撑控制材料变形。用这种模具(mj)成形的零件精度最高。第33页/共41页第三十四页，共41页。公式公式(gngsh)的来由：的来由：每一次平均(pngjn)缩口系数：d1，d2，dn分别(fnbi)为第1次，第2次第n次的缩口口径。则 m0n D=dn 取对数得 则 第34页/共41页第三十五页，共41页。机械机械(jxi)胀形胀形 又称刚性凸模胀形。又称刚性凸模胀形。它是
23、利用分块的凸模，它是利用分块的凸模，由锥形心块将其顶开，由锥形心块将其顶开，以使毛坯以使毛坯(mop)(mop)胀胀出所需形状。出所需形状。1凹模2分瓣凸模3拉簧4锥形芯块 用刚性用刚性(n xn)(n xn)凸模的胀形凸模的胀形第35页/共41页第三十六页，共41页。软模胀形软模胀形软模胀形软模胀形 软模胀形是利用软模胀形是利用(lyng)(lyng)橡胶、聚氨橡胶、聚氨酯橡胶以及酯橡胶以及PVCPVC塑料塑料等作凸模，在压力作等作凸模，在压力作用下通过软模介质变用下通过软模介质变形而使工件沿凹模内形而使工件沿凹模内腔胀形而获得所需形腔胀形而获得所需形状。状。55图图5-14 5-14 橡胶橡胶(xingjio)(xingjio)凸模胀形凸模胀形 1-凸模2-凹模3-毛料(molio)4-橡胶5-外套 第36页/共41页第三十七页，共41页。液压胀形液压胀形液压胀形液压胀形 液压胀形的优点是传力均匀(jnyn)，生产成本低，零件表面质量好。图图5-16 液压胀形液压胀形（a）倾注液体）倾注液体(yt)法（法（b）充液橡胶囊法）充液橡胶囊法第37页/共41页第三十八页，共41页。书图书图5-9 胀形零件胀形零件(ln jin)的尺寸的尺寸 第38页/共41页第三十九页，共41页。55第39页/共41页第四十页，共41页。第40页/共41页第四十一页，共41页。