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1、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 本章学习本章学习(xux)要求要求.胀形胀形.翻边翻边.缩口缩口第一页，共45页。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、缩口模的结构掌握胀形模、翻边模、缩口模的结构(jigu)特点和设计方法；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熟悉胀形、翻边、缩口等成形工序的变形特点。点。第二页，共45页。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
2、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、常用的胀形方法有刚模胀形和以液体、气体、橡胶等为施力介质橡胶等为施力介质(jizh)的软模胀形。的软模胀形。1.胀形的变形特点胀形的变形特点()球头凸模胀形平板毛坯时的胀形变形区及其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主应力和主应变图。图中涂黑部分表示胀形变形区。区。胀形极限变形程度主要取决于材料的塑性和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变形的均匀性。第三页，共45页。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
3、工艺与模具设计助学课件第四页，共45页。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（图平板毛坯的起伏成形（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可以近似地按单向拉伸(l shn)变形处理，即：变形处理，即：第五页，共45页。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第六页，共45页。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
4、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()所示两次胀形法。所示两次胀形法。(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（）对小工件（面积对在曲柄压力机上用薄料（）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（不考虑近似计算（不考虑(kol)材料厚度变薄）。材料厚度变薄）。压凹坑时，成形极限常用极限胀形深度表示，如果是纯胀形，压凹坑时，成形极限常用极限胀形深度表
5、示，如果是纯胀形，凹坑深度因受材料塑性限制不能太大凹坑深度因受材料塑性限制不能太大。第七页，共45页。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 第八页，共45页。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 空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料胀出所需曲面(qmin)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（）等产品或零件。刚模胀形()。软模胀形()。圆柱形空心毛坯胀形时的应力状态()。第九页，共45页。冲压工艺及模具设
6、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(ji tu)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(mop)；6-顶杆；7-下凹模图5.1.7 自行车多通接头(ji tu)软模胀形 1、4-凸模压柱；2-分块凹模；3-模套第十页，共45页。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(mop)胀形时的应力第十一页，共45页。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
7、具设计助学课件 空心毛坯(mop)胀形的变形程度用下式表示：第十二页，共45页。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,可根据可根据(gnj)力的平衡力的平衡方程式推导得到方程式推导得到,其表达式为其表达式为:第十三页，共45页。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 毛坯(mop)长度可按下式近似计算:第十四页，共45页。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
8、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)该工件侧壁属空心毛坯胀形，底部属起伏成形，具有该工件侧壁属空心毛坯胀形，底部属起伏成形，具有代表性。代表性。(1)底部压凹坑的计算底部压凹坑的计算h=0.15,dmm,此值大于工件工件底部凹坑的实际高度此值大于工件工件底部凹坑的实际高度(god)，可以一次成形。，可以一次成形。压凹所需成形力计算：压凹所需成形力计算：第十五页，共45页。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(lushun)3压凹坑凸模 4压凹坑凹
9、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(lushun)12模柄 13弹簧 14螺母 15拉杆螺栓(lushun)16导柱 17导套第十六页，共45页。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侧壁成形力近似按两端不固定(gdng)形式计算：形式计算：(3)总成形力的计算总成形力的计算 第十七页，共45页。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 （如图（如图5.2.1）按变
10、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。圆孔翻边及其应力应变分布（）。圆孔翻边及其应力应变分布（）。对非圆孔的内孔翻边（）。对非圆孔的内孔翻边（）。影响影响(yngxing)极限翻边系数的因素：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。第十八页，共45页。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(wi yun)翻边零件第十九页，共45页。冲压工艺及模具设计第
11、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第二十页，共45页。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第二十一页，共45页。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)预制孔直径 d0 和翻边高度H a.一次翻边成形 ()所示是在平板毛坯(mop)上一次翻孔的图。d0与H 按下式计算:第二十二页，共45页。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第二十三页，共45页。冲压工艺
12、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（）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再根据翻边高度确定预制(y zh)孔直径孔直径d0 和高度和高度h1。由计算公式：由计算公式：第二十四页，共45页。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(chn kn)后翻边第二十五页，共45页。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
13、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）和锥形，几种常见的翻边凸模的结构形状（）。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（）。(3)凸、凹模的间隙凸、凹模的间隙(jin x)(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：第二十六页，共45页。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第二十七页，共45页。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
14、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 平面外缘翻边可分为内凹外缘翻边和外凸外缘平面外缘翻边可分为内凹外缘翻边和外凸外缘翻边（）。翻边（）。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(xsh)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(xsh)Ec表示：表示：第二十八页，共45页。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第二十九页，共45页。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
15、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，其表达变薄翻边的变形程度用变薄系数表示，其表达式为：式为：式中式中k为变薄系数，为变薄系数，k.；t1 为工件为工件(gngjin)翻边后竖边的厚度；翻边后竖边的厚度；t0 为毛坯厚度。为毛坯厚度。第三十页，共45页。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 内孔翻边模如图5.2.8。落料、拉深、冲孔(chn kn)、翻边复合模如。内外缘翻边复合模如图5.2.10。第三十一页，共45页。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
16、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 图5.2.9 落料、拉深、冲孔、翻边复合模 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(gdng)板；9-卸料板；10垫片第三十二页，共45页。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5.2.10 内外缘(wi yun)翻边复合模1-外缘(wi yun)翻边凸模；2-凸模固定板；3-外缘(wi yun)翻边凹模；4-内缘翻边凸模；5-压料板；6-顶件块；7-内缘翻边凹模；8-推件板第三十三页，共45页。冲压工艺及模具设计第第5章章
17、 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 5.3 缩口缩口 缩口是将预先成形缩口是将预先成形(chn xn)好的圆筒好的圆筒件或管件坯料件或管件坯料,通过缩口模具将其口部缩小的一通过缩口模具将其口部缩小的一种成形种成形(chn xn)工序。缩口与拉深工序的工序。缩口与拉深工序的比较（）。比较（）。5.3.1 缩口成形缩口成形(chn xn)的特点与变形程的特点与变形程度度 1.缩口成形缩口成形(chn xn)的变形特点（）的变形特点（）常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面式式()。变形区由于受到较大切向压应力的作用易变形区由于
18、受到较大切向压应力的作用易产生切向失稳而起皱，起传力作用的筒壁区由产生切向失稳而起皱，起传力作用的筒壁区由于受到轴向压应力的作用易产生轴向失稳而起于受到轴向压应力的作用易产生轴向失稳而起皱，所以失稳起皱是缩口工序的主要障碍。皱，所以失稳起皱是缩口工序的主要障碍。第三十四页，共45页。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5.3.1 缩口与拉深工序(gngx)的比较 第三十五页，共45页。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5.3.2 缩口成形的变形(bin xng)
19、特点 第三十六页，共45页。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5.3.3 缩口形式(xngsh)斜口形式(xngsh)直口形式(xngsh)球面形式第三十七页，共45页。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 缩口变形程度用缩口系数ms来表示(biosh)，其表达式：式中d缩口后的直径；D为缩口前的直径。第三十八页，共45页。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 缩口次数由下式确定：式中：总缩口系数，；
20、平均缩口系数，可先取 。n的计算(j sun)值一般是小数，应进位成整数。第三十九页，共45页。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.毛坯尺寸的计算毛坯尺寸的计算(j sun)斜口形式：斜口形式：直口形式：直口形式：球面形式：球面形式：第四十页，共45页。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 只有外支承的缩口压力，可按下式估算：式中：F缩口力（N)；k速度系数，用曲柄(qbng)压力机时k=1.15；材料的抗拉强度（MPa)；工件与凹模接触的摩擦系数。第四十一页，
21、共45页。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 缩口模具(mj)结构根据支承情况分为：无支承 外支承 内外支承 刚制气瓶缩口模（如）。挡环缩口扩口复合模（如）。第四十二页，共45页。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5.3.4 不同支承方法的模具结构(jigu)形式a)无支承 b)外支承 c)内外支承 第四十三页，共45页。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5.3.5 气瓶(q pn)缩口模 1-顶杆；2-下模板；3、14-螺栓；4、11-销钉；5-下固定板；6-垫板；7-外支承套；8-缩口凹模；9-顶出器；10-上模板；12-打料杆；13-模柄；15-导柱；16-导套第四十四页，共45页。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5.3.6 挡环缩口扩口复合(fh)模 第四十五页，共45页。