冲压模具设计与实践范建蓓教学单元六其它成形工艺与模具设计

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1、冲压工艺模具及设备第六章其它成形工艺与模具设计目录6.1任务引入6.2相关知识6.3任务实施思考与练习题其它成形工艺与模具设计6.1任务引入管坯缩口件和接触板的三维零件图，图a管坯缩口件为中批生产，材料20钢，料厚1mm；图b为接触板零件，在完成冲孔后，需进行内孔翻边和落料工序的加工。完成对冲压成形件的工艺分析、工艺计算及模具结构设计。这是本学习单元要讨论解决的内容。a)b)其它成形工艺与模具设计6.2相关知识胀形翻边缩口校形其它成形工艺与模具设计6.2.1胀形各种胀形制件其它成形工艺与模具设计1.胀形变形特点胀形变形情况图中涂黑部分是坯料的变形

2、区。其它成形工艺与模具设计2.平板坯料的胀形平板坯料的胀形又称起伏成形，经起伏的制件，由于惯性矩的改变和材料的加工硬化作用，有效地提高了制件的强度和刚度，而且外形美观。（1）压筋成形对于形状比较简单的压筋件，可按下式近似地确定其极限变形程度：式中l、l0—分别为材料变形前后的长度；[δ]—材料的断后伸长率。平板坯料胀形前后的长度其它成形工艺与模具设计若不能一次成形，可以先压制成半球形过渡形状，然后再压出工件所需形状，如图：深度较大的胀形方法压制加强筋时，所需冲压力可按下式估算：式中L——加强筋的周长（mm）；t——材料厚度（mm）；σb——材料的

3、抗拉强度（MPa）；K——系数，一般K＝0.7～1.0（加强筋形状窄而深时取大值，宽而浅时取小值）。其它成形工艺与模具设计名称简图RhD或Brα压筋（3～4）t（2～3）t（7～10）t（1～2）t－压凸－（1.5～2）t≥3h（0.5～1.5）t15°～30°简图D/mmL/mml/mm6.58.510.513151824313643485510131518222634445160687867.59111316202630354045加强筋的形式和尺寸其它成形工艺与模具设计（2）压凸包简图材料许用凸包成形高度h/mm软钢铝黄铜≤（0.15～0.

4、2）d≤（0.1～0.15）d≤（0.15～0.22）d平板坯料压凸包时的许用成形高度平板局部压凸包成形时，受材料性能、模具几何形状尺寸以及润滑条件的影响，凸包高度不能太大。通常有效坯料直径与凸包直径的比值D/d应大于4，以保证凸缘部分材料不致流入凹模口内，否则将成为拉深成形。其它成形工艺与模具设计3.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。（1）胀形方法2）软凸模胀形1）刚性凸模胀形刚性凸模胀形1－分瓣凸模2－锥形芯块3－工件4－顶杆5－拉簧软凸模胀形1－柱塞2－分块凹模3－橡胶4－斜楔5－液体加轴向压缩

5、的液体胀形1－上模2－轴头3－下模4－管坯其它成形工艺与模具设计（2）胀形系数空心坯料胀形时，材料切向受拉应力作用产生拉伸变形，其极限变形程度用胀形系数K表示：式中dmax——胀形后零件的最大直径（mm）；D——空心坯料的原始直径（mm）。胀形系数K和坯料切向拉伸伸长率δ的关系为或空心坯料胀形尺寸其它成形工艺与模具设计材料厚度t/mm极限胀形系数[K]铝合金LF21-M0.51.25纯铝1070A、1060、1050A、1035、1200、8A061.01.281.51.322.01.32黄铜H62、H680.5～1.01.351.5～2.01.

6、40低碳钢08F、10、200.51.201.01.24不锈钢1Cr18Ni9Ti0.51.261.01.28胀形方法极限胀形系数[K]胀形方法极限胀形系数[K]用橡胶的简单胀形1.2～1.25局部加热至200℃～250℃2.0～2.1用橡胶并对坯料轴向加压胀形1.6～1.7加热至380℃锥形凸模端部胀形～3.0常用材料的极限胀形系数[K]铝管坯料的试验极限胀形系数其它成形工艺与模具设计（3）胀形坯料的计算空心坯料一般采用管坯或拉深件。为便于材料的流动，减小变形区的变薄量，胀形时坯料端部一般不予固定，使其能自由收缩，因此坯料长度要考虑增加一个收缩

7、量并留出切边余量。坯料长度L为式中l——变形区的母线长度（mm）；δ——坯料切向拉伸的伸长率；b——切边余量，一般取b＝5～15mm。其它成形工艺与模具设计（4）胀形力的计算空心坯料胀形时，所需的胀形力F可按下式计算：式中p——胀形时所需的单位面积压力（MPa）；A——胀形面积（mm2）。胀形时所需的单位面积压力p可用下式近似计算：式中σb——材料抗拉强度（MPa）；dmax——胀形最大直径（mm）；t——材料原始厚度（mm）。其它成形工艺与模具设计4.胀形模的设计要点胀形模的凹模一般采用钢、铸铁、锌基合金、环氧树脂等材料制造，其结构有整体式和分

8、块式两类。整体式凹模在工作时要承受较大的压力，必须要有足够的强度。分块式胀形凹模必须根据胀形零件的形状合理选择分模面，分块数应尽量少。橡