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1、冲压冲压(chngy)(chngy)工艺与模具设计工艺与模具设计第五章第五章 其他成形其他成形(chn xn)(chn xn)工工艺与模具设计艺与模具设计 第一页，共28页。第一节第一节 翻边翻边 翻边：利用模具，将工件上的孔边缘翻边：利用模具，将工件上的孔边缘(binyun)(binyun)或外缘边缘或外缘边缘(binyun)(binyun)（曲线边缘（曲线边缘(binyun)(binyun)）翻成竖立直边的冲压方法。）翻成竖立直边的冲压方法。5.1 5.1 翻边第二页，共28页。一一.内孔翻边内孔翻边(翻孔翻孔)1.1.变形变形(bin xng)(bin xng)特点特点 5.1 翻边第三
2、页，共28页。(1)毛坯外缘部分由于受到压边力的约束或由于外缘宽度与翻边孔直径之毛坯外缘部分由于受到压边力的约束或由于外缘宽度与翻边孔直径之比较大通常是不变形区，竖壁部分已经变形是传力区，带孔底部是变形区；比较大通常是不变形区，竖壁部分已经变形是传力区，带孔底部是变形区；(2)变形区处于双向拉应力变形区处于双向拉应力(yngl)状态，厚度变薄；状态，厚度变薄；(3)孔边缘孔边缘、达到最大，变薄最严重，是危险断面。达到最大，变薄最严重，是危险断面。5.1 翻边翻边第四页，共28页。5.1 翻边 非圆孔的内孔翻边，变形区沿翻边线其应力与应变分布是不均匀的。由于材料的连续性，曲线部分的变形将扩展(k
3、uzhn)到直线部位，使曲线部分的切向伸长变形得到一定程度的减轻。第五页，共28页。5.1 5.1 翻边翻边2.2.2.2.圆孔翻边变形圆孔翻边变形圆孔翻边变形圆孔翻边变形(bin xng)(bin xng)(bin xng)(bin xng)程度程度程度程度(1)(1)(1)(1)翻孔系数翻孔系数翻孔系数翻孔系数K K K K (2)(2)影响翻孔极限的因素影响翻孔极限的因素影响翻孔极限的因素影响翻孔极限的因素a.a.材料的塑性；材料的塑性；材料的塑性；材料的塑性；b.b.孔的加工方法孔的加工方法孔的加工方法孔的加工方法(fngf)(fngf)；c.c.预制孔的相对厚度预制孔的相对厚度预制孔
4、的相对厚度预制孔的相对厚度；d.d.凸模的形状凸模的形状凸模的形状凸模的形状第六页，共28页。5.1 翻边翻边二二二二.外缘外缘外缘外缘(wi yun)(wi yun)(wi yun)(wi yun)翻边翻边翻边翻边1.1.1.1.内曲翻边（内凹翻边）内曲翻边（内凹翻边）内曲翻边（内凹翻边）内曲翻边（内凹翻边）(1)(1)(1)(1)内曲翻边特点内曲翻边特点内曲翻边特点内曲翻边特点 在切向拉应力的作用下产生在切向拉应力的作用下产生在切向拉应力的作用下产生在切向拉应力的作用下产生切向伸长和厚度变薄变形。切向伸长和厚度变薄变形。切向伸长和厚度变薄变形。切向伸长和厚度变薄变形。(2)(2)(2)(2
5、)变形程度表示变形程度表示变形程度表示变形程度表示第七页，共28页。5.1 5.1 翻边翻边2.2.2.2.外曲翻边外曲翻边外曲翻边外曲翻边(外凸翻边外凸翻边外凸翻边外凸翻边)(1)(1)(1)(1)外曲翻边特点外曲翻边特点外曲翻边特点外曲翻边特点 在切向压应力的作用下产生切在切向压应力的作用下产生切在切向压应力的作用下产生切在切向压应力的作用下产生切向压缩和厚度增厚变形向压缩和厚度增厚变形向压缩和厚度增厚变形向压缩和厚度增厚变形(bin xng)(bin xng)(bin xng)(bin xng)。(2)(2)(2)(2)变形变形变形变形(bin xng)(bin xng)(bin xng
6、)(bin xng)程度表示程度表示程度表示程度表示第八页，共28页。三三三三.变薄翻边变薄翻边变薄翻边变薄翻边 凸模和凹模之间的间隙小于材料的厚度凸模和凹模之间的间隙小于材料的厚度凸模和凹模之间的间隙小于材料的厚度凸模和凹模之间的间隙小于材料的厚度(hud)(hud)(hud)(hud)，竖，竖，竖，竖边材料在小间隙内进一步塑性变形，竖边厚度边材料在小间隙内进一步塑性变形，竖边厚度边材料在小间隙内进一步塑性变形，竖边厚度边材料在小间隙内进一步塑性变形，竖边厚度(hud)(hud)(hud)(hud)减减减减薄，高度增加。薄，高度增加。薄，高度增加。薄，高度增加。5.1 5.1 翻边翻边变薄系
7、数(xsh)：第九页，共28页。5.2 5.2 缩口缩口第二节第二节 缩口缩口 缩口：将桶形空心件或管状毛坯缩口：将桶形空心件或管状毛坯(mop)(mop)的开口的开口端直径缩小的冲压方法。端直径缩小的冲压方法。第十页，共28页。5.2 5.2 缩口缩口一一.缩口成形缩口成形(chn xn)(chn xn)的应力应变的应力应变 第十一页，共28页。5.2 5.2 缩口缩口二二二二.缩口变形程度缩口变形程度缩口变形程度缩口变形程度(chngd)(chngd)(chngd)(chngd)1.1.1.1.缩口系数缩口系数缩口系数缩口系数2.2.2.2.影响缩口极限影响缩口极限影响缩口极限影响缩口极限
8、(jxin)(jxin)(jxin)(jxin)的因素的因素的因素的因素(1)(1)(1)(1)模具结构模具结构模具结构模具结构(2)(2)(2)(2)材料性能材料性能材料性能材料性能(3)(3)(3)(3)材料厚度材料厚度材料厚度材料厚度第十二页，共28页。5.2 5.2 缩口缩口三三.缩口模结构缩口模结构1.1.无支撑无支撑(zh chng)(zh chng)2.2.外支撑外支撑(zh chng)(zh chng)3.3.内外支撑内外支撑(zh chng)(zh chng)第十三页，共28页。5.2 5.2 缩口第十四页，共28页。5.3 5.3 旋压旋压第三节第三节 旋压旋压 旋压：采用
9、滚轮、赶棒等工具作进给运动，旋压：采用滚轮、赶棒等工具作进给运动，加压于随模芯一起加压于随模芯一起(yq)(yq)旋转的金属薄壁毛坯，旋转的金属薄壁毛坯，使金属产生连续局部塑性变形，成为所需空心回使金属产生连续局部塑性变形，成为所需空心回转体零件的加工方法。转体零件的加工方法。按照变形前后毛坯壁厚的变化，分普通旋压按照变形前后毛坯壁厚的变化，分普通旋压和变薄旋压。和变薄旋压。第十五页，共28页。5.3 5.3 旋压一一一一.普通旋压普通旋压普通旋压普通旋压1.1.1.1.普通旋压特点普通旋压特点普通旋压特点普通旋压特点(1)(1)(1)(1)旋压过程中，切向受压，径向受拉，产生局部凹陷和旋压过
10、程中，切向受压，径向受拉，产生局部凹陷和旋压过程中，切向受压，径向受拉，产生局部凹陷和旋压过程中，切向受压，径向受拉，产生局部凹陷和塑性流动，并沿旋压方向倒伏；塑性流动，并沿旋压方向倒伏；塑性流动，并沿旋压方向倒伏；塑性流动，并沿旋压方向倒伏；(2)(2)(2)(2)滚轮与毛坯是点接触，用较小的力就可加工；滚轮与毛坯是点接触，用较小的力就可加工；滚轮与毛坯是点接触，用较小的力就可加工；滚轮与毛坯是点接触，用较小的力就可加工；(3)(3)(3)(3)为防止起皱或过度变薄，选择合理的模芯转速、加力、为防止起皱或过度变薄，选择合理的模芯转速、加力、为防止起皱或过度变薄，选择合理的模芯转速、加力、为防
11、止起皱或过度变薄，选择合理的模芯转速、加力、过渡形状很重要。过渡形状很重要。过渡形状很重要。过渡形状很重要。2.2.2.2.旋压变形旋压变形旋压变形旋压变形(bin xng)(bin xng)(bin xng)(bin xng)程度程度程度程度第十六页，共28页。5.3 5.3 旋压旋压3.3.3.3.普通旋压成形普通旋压成形普通旋压成形普通旋压成形(chn xn)(chn xn)(chn xn)(chn xn)方法方法方法方法 第十七页，共28页。5.3 旋压旋压二二二二.变薄旋压变薄旋压变薄旋压变薄旋压1.1.变薄旋压特点变薄旋压特点变薄旋压特点变薄旋压特点(1)(1)毛坯在较高接触压力的
12、作用下，厚度毛坯在较高接触压力的作用下，厚度毛坯在较高接触压力的作用下，厚度毛坯在较高接触压力的作用下，厚度(hud)(hud)减薄而直径减薄而直径减薄而直径减薄而直径无明显变化无明显变化无明显变化无明显变化第十八页，共28页。5.3 5.3 旋压(2)毛坯只有轴向的剪切滑移，而无其他任何毛坯只有轴向的剪切滑移，而无其他任何(rnh)变形。变形。(3)加工过程中坯料凸缘不产生收缩变形，因此没有加工过程中坯料凸缘不产生收缩变形，因此没有(miyu)凸缘起凸缘起皱问题，也不受坯料相对厚度的限制，可以一次旋压出相对深度较皱问题，也不受坯料相对厚度的限制，可以一次旋压出相对深度较大的零件。大的零件。第
13、十九页，共28页。5.3 旋压(4)变薄旋压是局部变形，因此变形力比冷挤压小得多。变薄旋压是局部变形，因此变形力比冷挤压小得多。(5)旋压后，材料晶粒紧密细化，提高了强度，表面旋压后，材料晶粒紧密细化，提高了强度，表面(biomin)质量也比较质量也比较好，表面好，表面(biomin)粗糙度粗糙度Ra可达。可达。2.旋压变形程度旋压变形程度第二十页，共28页。第四节第四节 胀形胀形一一.胀形变形过程胀形变形过程 胀形：利用模具，迫使板料厚度减薄和胀形：利用模具，迫使板料厚度减薄和表面积增大表面积增大(zn d)(zn d)的冲压工艺。的冲压工艺。(1)(1)弯曲弯曲(2)(2)局部胀形局部胀形
14、(3)(3)加工硬化，贴模面积增大加工硬化，贴模面积增大(zn d)(zn d)5.4 5.4 胀形胀形第二十一页，共28页。二二.胀形变形特点胀形变形特点(1)(1)当当 d/D 3 d/D 3 时，环形部分金属不可能向凹模内时，环形部分金属不可能向凹模内流动流动(lidng)(lidng)，其成形完全依赖于直径为，其成形完全依赖于直径为 d d 的圆的圆周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大。周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大。(2)(2)胀形变形区的径向和切向均为伸长变形，因此胀形变形区的径向和切向均为伸长变形，因此变形区毛坯不会产生失稳起皱现象；变形区毛坯不会产生失稳起皱现象；(3)(
15、3)胀形变形时拉应力沿截面方向的变化很小，因胀形变形时拉应力沿截面方向的变化很小，因此回弹小，尺寸精度容易保证。此回弹小，尺寸精度容易保证。5.4 5.4 胀形胀形第二十二页，共28页。三三.影响影响(yngxing)(yngxing)胀形成形极限的因素胀形成形极限的因素(1)(1)材料的硬化指数材料的硬化指数 (2)(2)均匀伸长率均匀伸长率 (3)(3)材料的厚度材料的厚度 (4)(4)工件的形状与尺寸工件的形状与尺寸(5)(5)良好的润滑良好的润滑 5.4 胀形胀形第二十三页，共28页。四四.平板毛坯上的局部平板毛坯上的局部(jb)胀形胀形 起伏成形：平板毛坯产生局部起伏成形：平板毛坯产
16、生局部(jb)凹下或凸起的凹下或凸起的冲压方法，主要是由凸模接触区内的材料在双向拉应力冲压方法，主要是由凸模接触区内的材料在双向拉应力作用下的变薄来实现的。作用下的变薄来实现的。5.4 5.4 胀形第二十四页，共28页。欲提高胀形极限变形(bin xng)程度，可以采用两次胀形法。5.4 5.4 胀形胀形第二十五页，共28页。5.4 胀形五五五五.圆柱空心毛坯上的胀形圆柱空心毛坯上的胀形圆柱空心毛坯上的胀形圆柱空心毛坯上的胀形 圆柱空心毛坯胀形：将圆柱形空心毛坯在半径圆柱空心毛坯胀形：将圆柱形空心毛坯在半径圆柱空心毛坯胀形：将圆柱形空心毛坯在半径圆柱空心毛坯胀形：将圆柱形空心毛坯在半径(bnjng)(bnjng)(bnjng)(bnjng)方向向外扩张的冲压成形方法。方向向外扩张的冲压成形方法。方向向外扩张的冲压成形方法。方向向外扩张的冲压成形方法。第二十六页，共28页。5.4 5.4 胀形胀形1.1.1.1.分类分类分类分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)(1)(1)(1)(1)刚性凸模胀形刚性凸模胀形刚性凸模胀形刚性凸模胀形第二十七页，共28页。5.4 胀形胀形(2)(2)软体凸模胀形软体凸模胀形软体凸模胀形软体凸模胀形a.a.橡皮橡皮橡皮橡皮(xingp)(xingp)(或石蜡或石蜡或石蜡或石蜡)凸模胀形凸模胀形凸模胀形凸模胀形第二十八页，共28页。