512胀形成形工艺和模具(模具设计与制造)课件.ppt
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- 512 形成 工艺 模具 模具设计 制造 课件
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1、教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 5.1-2胀形成形工艺和模具(模具设计与制造)教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30本章要点o胀形成形工艺和模具;胀形成形工艺和模具;o翻边成形工艺和模具;翻边成形工艺和模具;o缩口成形工艺和模具。缩口成形工艺和模具。o拉深模的结构。拉深模的结构。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30本章难点o翻边成形工艺。
2、翻边成形工艺。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-3051 概述概述 在冲压生产中,除冲裁、弯在冲压生产中,除冲裁、弯曲和拉深工序以外,还有一些曲和拉深工序以外,还有一些是通过板料的局部变形来改变是通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的冲压成形毛坯的形状和尺寸的冲压成形工序,如胀形、翻边、缩口、工序,如胀形、翻边、缩口、旋压和校形等,这类冲压工序旋压和校形等,这类冲压工序统称为其他冲压成形工序。应统称为其他冲压成形工序。应用这些工序可以加工许多复杂用这些工序可以加工许多复杂零件,如图
3、零件,如图5.1所示的自行车所示的自行车多通接头,就是通过切管、胀多通接头,就是通过切管、胀形、制孔、圆孔翻边等工序加形、制孔、圆孔翻边等工序加工的。工的。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30 这些成形工序的共同特点是通过材料的局部变这些成形工序的共同特点是通过材料的局部变形来改变坯料或工序件的形状;但变形特点差异较形来改变坯料或工序件的形状;但变形特点差异较大,胀形和圆内孔翻孔属于伸长类成形,成形极限大,胀形和圆内孔翻孔属于伸长类成形,成形极限主要受变形区过大拉应力而破裂的限制;缩
4、口和外主要受变形区过大拉应力而破裂的限制;缩口和外缘翻凸边属于压缩类成形,成形极限主要受变形区缘翻凸边属于压缩类成形,成形极限主要受变形区过大压应力而失稳起皱的限制;校形时,由于变形过大压应力而失稳起皱的限制;校形时,由于变形量一般不大,不易产生开裂或起皱,但需解决弹性量一般不大,不易产生开裂或起皱,但需解决弹性恢复影响校形精确度等问题;至于旋压这种特殊的恢复影响校形精确度等问题;至于旋压这种特殊的成形方法,可能起皱,也可能破裂。所以在制定成成形方法,可能起皱,也可能破裂。所以在制定成形工艺和设计模具时,一定要根据不同的成形特点,形工艺和设计模具时,一定要根据不同的成形特点,合理设计。合理设计
5、。51 概述概述教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-3052 胀形成形工艺和模具胀形成形工艺和模具 在模具的作用下,迫使毛坯厚度减薄和表面积增在模具的作用下,迫使毛坯厚度减薄和表面积增大,以获取零件几何形状的冲压加工方法叫做胀形。大,以获取零件几何形状的冲压加工方法叫做胀形。胀形成形工艺包括:平板胀形、起伏成形、圆柱空胀形成形工艺包括:平板胀形、起伏成形、圆柱空心毛坯的胀形等。心毛坯的胀形等。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成
6、型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30521 胀形的变形特点胀形的变形特点 图图5.2所示为平板毛坯局部胀形(压窝坑)时坯料的所示为平板毛坯局部胀形(压窝坑)时坯料的变形情况,图中涂黑部分表示坯料的变形区。胀形采用变形情况,图中涂黑部分表示坯料的变形区。胀形采用的胀形模,在结构上可与首次拉深模完全相同,但变形的胀形模,在结构上可与首次拉深模完全相同,但变形特点却完全不同。当坯料外径与成形直径的比值特点却完全不同。当坯料外径与成形直径的比值Dd 3时,时,d与与D之间环形部分金属发生切向收缩所必需的径之间环形部分金属发生切向收缩所必需的径向拉应力很大,属于变形的强区,以至于环形部分
7、金属向拉应力很大,属于变形的强区,以至于环形部分金属根本不可能向凹模内流动。其成形完全依赖于直径为根本不可能向凹模内流动。其成形完全依赖于直径为d的圆周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大而成形。的圆周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大而成形。很显然,胀形变形区内金属处于切向和径向两向受拉的很显然,胀形变形区内金属处于切向和径向两向受拉的应力状态,其成形极限将受到拉裂的限制。材料的塑性应力状态,其成形极限将受到拉裂的限制。材料的塑性愈好,硬化指数愈好,硬化指数n值愈大,可能达到的极限变形程度就值愈大,可能达到的极限变形程度就愈大。愈大。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设
8、计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30521 胀形的变形特点胀形的变形特点 胀形时变形区的应力状态为双向受拉应力,即径胀形时变形区的应力状态为双向受拉应力,即径向应力向应力1 和切向应力和切向应力2 均为拉应力,而板厚方向应均为拉应力,而板厚方向应力可视为零。变形区的应变状态为双向受拉伸、一向力可视为零。变形区的应变状态为双向受拉伸、一向受压缩,即径向应变受压缩,即径向应变1 和切向应变和切向应变2 均为拉应变,而均为拉应变,而板厚方向应变板厚方向应变t为压应变。径向和切向的伸长变形引为压应变。径向和切向的伸长变形引起板厚的变薄,因此胀形属于伸
9、长类成形。胀形过程起板厚的变薄,因此胀形属于伸长类成形。胀形过程中不会产生失稳起皱现象,而且在胀形充分时工件表中不会产生失稳起皱现象,而且在胀形充分时工件表面很光滑,这是由于材料硬化作用的结果。面很光滑,这是由于材料硬化作用的结果。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30521 胀形的变形特点胀形的变形特点 胀形的这些变形特点在胀形的这些变形特点在一些板料的成形加工中很有一些板料的成形加工中很有用途,例如对于一个经多次用途,例如对于一个经多次拉深成形的工件,如果最后拉深成形的工件,如果最
10、后成形或整形时能带有一定的成形或整形时能带有一定的胀形变形,不仅可使工件表胀形变形,不仅可使工件表面光滑,而且可提高工件的面光滑,而且可提高工件的尺寸精度。又如在复杂曲面尺寸精度。又如在复杂曲面件的拉深成形时,必须附加件的拉深成形时,必须附加胀形变形,而且胀形要充分,胀形变形,而且胀形要充分,才能防止起皱才能防止起皱。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30522平板胀形平板胀形 在平板毛坯上进行胀形加工的通俗名称很多,例如在平板毛坯上进行胀形加工的通俗名称很多,例如压窝、压加强筋、打包
11、、凸起、起伏成形等,但它们压窝、压加强筋、打包、凸起、起伏成形等,但它们的变形力学特点是相同的,同属于胀形。的变形力学特点是相同的,同属于胀形。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-305 52 23 3 平板坯料的起伏成形平板坯料的起伏成形 起伏成形俗称局部胀形,可以压制加强筋、凸包、起伏成形俗称局部胀形,可以压制加强筋、凸包、凹坑、花纹图案及标记等。图凹坑、花纹图案及标记等。图5.4是起伏成形的一些是起伏成形的一些例子。经过起伏成形后的冲压件,由于零件惯性矩例子。经过起伏成形后的冲压件
12、,由于零件惯性矩的改变和材料加工硬化,能够有效地提高零件的刚的改变和材料加工硬化,能够有效地提高零件的刚度和强度。度和强度。加强筋的形式和尺寸可参考表加强筋的形式和尺寸可参考表5.2 当在坯料边缘当在坯料边缘局部胀形时(图局部胀形时(图5.2.2 b、图、图5.2.2 d),由于边缘),由于边缘材料要收缩,因此应预先留出切边余量,成形再切材料要收缩,因此应预先留出切边余量,成形再切除。除。教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-305 52 23 3 平板坯料的起伏成形平板坯料的起伏成形教育
13、部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-305 52 23 3 平板坯料的起伏成形平板坯料的起伏成形教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-305 52 23 3 平板坯料的起伏成形平板坯料的起伏成形 该成形方法的极限变形程度通常有两种确定方法,该成形方法的极限变形程度通常有两种确定方法,即试验法和计算法。起伏成形的极限变形程度,主要即试验法和计算法。起伏成形的极限变形程度,主要受到材料的性能
14、、零件的几何形状、模具结构、胀形受到材料的性能、零件的几何形状、模具结构、胀形的方法以及润滑等因素的影响。特别是复杂形状的零的方法以及润滑等因素的影响。特别是复杂形状的零件,应力应变的分布比较复杂,其危险部位和极限变件,应力应变的分布比较复杂,其危险部位和极限变形程度,一般通过试验的方法确定。对于比较简单的形程度,一般通过试验的方法确定。对于比较简单的起伏成形零件,则可以按下式近似地确定其极限变形起伏成形零件,则可以按下式近似地确定其极限变形程度:程度:(5 4)75.07.0(00lll 教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与
15、模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30 式中:式中:l0、l 起伏成形前、后材料的长度(图起伏成形前、后材料的长度(图5.5););材料的延伸率。材料的延伸率。系数系数0.7 0.75视加强筋的形状而定,球形筋取视加强筋的形状而定,球形筋取大值,梯形筋取小值。大值,梯形筋取小值。5 52 23 3 平板坯料的起伏成形平板坯料的起伏成形教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-305 52 23 3 平板坯料的起伏成形平板坯料的起伏成形教育部十一五规划教材教育部十一五规划教材模具设计与制造
16、模具设计与制造 第第5 5章章 其它冲压成型工艺与模具其它冲压成型工艺与模具2023-1-30o 如果零件要求的加强筋超过极限变形程度时,可以如果零件要求的加强筋超过极限变形程度时,可以采用图采用图5.6所示的方法,第一道工序用大直径的球形所示的方法,第一道工序用大直径的球形凸模胀形,达到在较大范围内聚料和均匀变形的目的,凸模胀形,达到在较大范围内聚料和均匀变形的目的,用第二道工序成形得到零件所要求的尺寸。用第二道工序成形得到零件所要求的尺寸。o 压制加强筋所需的冲压力,可用下式近似计算:压制加强筋所需的冲压力,可用下式近似计算:oF=K L t b (55)o 式中:式中:K系数,一般系数,
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