冷冲压工艺与模具设计教学课件下载-样章(1)讲述

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1、冷冲压工艺与模具设计教学课件 下载-样章.ppt 成形工艺与模具设计 概述 5.1 胀形 5.2 翻边 5.3 缩口 5.4 校平与整形 返回目录返回目录 概述 成形：用不同性质的局部变形来改变毛坯或半 成品形状和尺寸的冲压工序。 伸长类成形：如胀形和内缘翻边，受拉应力而 产 生伸长变形，易被拉裂而破坏； 压缩类成形：如缩口和外缘翻边，受压应力而 产 生压缩变形，易起皱而破坏。 5.1 胀形 学习目标： 能够掌握胀形的概念、成形特点及分类， 掌 握胀形模的结构及工作原理。 教学要求： 掌握常见胀形模的工作过程，能够根据模 具 设计手册，进行胀形模的设计。 胀形：利用模具使坯料局部塑性变形，材料

2、变薄 ， 表面积增大的冲压方法。 5.1.1 胀形成形的特点和分类 外部材料不进入变形区，变形区材料受双向 拉应力，产生拉伸变形，材料变薄。 当坯料外径与成形直径的比值/时， 其成形完全依赖于直径为的圆周以内金属厚度 的变薄实现表面积的增大而成形。 胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。 5.1.2 起伏成形 通过材料局部拉深变形，形成凹进或凸起 ， 用于腹板类板料零件压制加强肋（加强工件刚 度）或压制凸包、凹坑、花纹图案及标记等。 a）加强肋 b）凸包 一、加强肋 1.变形部位受双向拉应力，其极限变形程度 式中 一起伏成形的极限变形程度 一材料单向拉伸的延伸率 一胀形变形区变形前后截面的长度

3、 一形状系数，加强肋在0.70.75 （半圆肋取最大值，梯形肋取最小） 若加强肋不能一次成形，则应先压制半球 形 过渡形状，再压出工件所需形状。 如加强肋与边缘的距离小于（35t） 时， 在 成形中由于边缘的收缩，需考虑增加切边余量 。 2.压筋力 对在曲柄压力机上用薄料（t1.5mm）对小 工件（面积 2000mm2）压肋或压肋兼有校形工 序时的变形力按式计算。 K-系数，取0.71； L-加强肋长度（mm）； t-材料料厚（mm）； 材料的抗拉强度（Mpa）； A-局部成形面积； 二、压凸包 D拉深件凸缘直径； dp拉深件筒身外径； 当局部鼓凸的变形量较大时，应先成形加强 鼓凸肚部分，后成

4、形其他周围部分。 如果工件要求的鼓凸深度超过许用成形高度 ， 则需先预成形球形到一定深度后，再冲压凸包到 设计深度。 5.1.3 圆柱形空心毛坯胀形 将空心件或管状坯料径向向外扩张，胀出所 需凸起曲面的冲压方法。 根据模具的不同，可分为钢性胀形、橡胶模 胀形和液压胀形。 1凸模 2凹模 3毛坯 4软体介质 5外套 1上模 2轴头 3下模 4管 坯 加轴向压缩的液体胀形 1.胀形变形程度 胀形系数 K-材料的胀形系数； Dmax胀形后所能达到的最大直径； d胀形前毛坯的直径； 2.胀形毛坯的计算 修边余量，一般取1020； 制件切向最大伸长率； L 制件母线长度。 3.胀形力 软模胀形圆柱空心件

5、的单位压力p 两端不固定 两端固定 钢模胀形所需压力的计算公式，可根据力 的 平衡方程式推导得到，其表达式为： 5.1.4 胀形模结构 1凹模 分瓣凸模 3拉簧 4锥形芯块 斜块胀 形模 墩压胀形模 1-上模板；2-上凹模；3-下凹模； 4-下模板；5-凸轮；6-轴承钉；7-手把；8-凸模 课后思考 1、胀形的变形特点怎样？为什么采用胀 形工序加工的零件表面质量好？ 2、什么叫胀形？胀形方法一般有哪几种 ？各有什么特点？ 3、胀形模的主要结构特点是什么？ 5.2 翻边 学习目标： 能够掌握翻边的概念、成形特点及分类， 掌 握翻边模的结构及工作原理。 教学要求： 掌握常见翻边模的工作过程，能够根

6、据模 具 设计手册，进行翻边模的设计。 翻边： 利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻 成 竖立直边的成形方法。 5.2.1 内孔翻边 1.变形特点及变形系数 坯料受切向和径向拉伸，接近预孔边缘变 形 大，易拉裂。 翻边系数 2.工艺计算与翻边力 （1）平板毛坯内孔翻边时预孔直径及翻边高度 内孔的翻边极限高度： （2）在拉深件的底部冲孔翻边 允许的翻边高度： 拉深高度： 预孔直径： 或 式中 D翻边直径； r翻边件半径； t材料厚度。 （3）非圆孔翻边 变形特点： I部分视为圆孔翻边； II视为弯曲 变形；III部分视为拉深。 最小圆角部分进行允许 变形程度的校核。 翻边系数： 预制孔：分别按弯

7、曲，翻边，拉深展开；圆弧 处 宽度比直线部分宽510%，再光滑连结。 （4）翻边力的计算 翻边力一般不大，非圆孔翻边力比圆孔翻边力 小 圆柱形凸模： 圆锥形（球形）凸模： (m=0.050.25) 5.2.2 外缘翻边 沿毛坯的曲边，使材料的拉伸或压缩，形 成 高度不大的竖边。 1.分类 （1）外凸外缘翻边：属压缩类翻边，近似于局 部浅拉深，易起皱。 （2）内凹外缘翻边：属伸长类翻边，近似于局 部孔翻边，易开裂。 2.变形程度 内凹外缘翻边的变形程度用翻边系数Es表示： 外凸外缘翻边的变形程度用翻边系数Ec表示： 3.外缘翻边力 k=0.20.3 5.2.3 翻边模结构 1.结构 与拉深模相似

8、，但凸模圆角半径较大，常 做 成球形或抛物面形。（以避免成为拉深）凹模 圆 角半径影响不大，一般取工件圆角半径（但应 大 于翻边圆角半径）。 2.凸、凹模间隙 Zt：翻边力较小，精度不高； Z t：翻边竖壁垂直要求较高。 内孔翻边模 内、外缘翻边模 3.凸模结构类型 带导正销的圆柱形凸模、圆锥形（球形、 抛 物线形）凸模、带整形台阶凸模等。 有预制孔的小孔翻边 小孔用穿孔翻边凸模 冲孔翻边复合模 课后思考 1、什么是内孔翻边？什么是外缘翻边？ 其变形特点是什么？ 2、什么叫极限翻边系数，影响极限翻边 系数的主要因素有哪些？ 3、翻边常见的废品是什么？如何防止？ 5.3 缩口 学习目标： 能够掌

9、握缩口的概念、成形特点及分类， 掌 握缩口模的结构及工作原理。 教学要求： 掌握常见缩口模的工作过程，能够根据模 具 设计手册，进行缩口模的设计。 缩口： 将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过缩 口 模将其口部缩小的一种成形工艺。 5.3.1 缩口成形的特点与变形程度 1.成形特点 缩口属于压缩类成形工序，缩口端材料在 凹 模的压力下向凹模滑动，直径缩小，壁厚和高 度 增加。 在缩口时，缩口端承受切向压力，筒壁坯 料 承受全部缩口压力而易于失稳起皱，所以防止 失 稳是缩口工艺的主要问题。 二、缩口变形程度 ）总缩口系数： 式中 ms-总缩口系数； d-缩口后直径； D-缩口前直径。 当工件需要多

10、次进行缩口 ）多次缩口 缩口次数： 首次缩口系数： 以后各次缩口系数： 三、缩口工艺计算 ）缩口形式 a)斜口形式b)直口形式c)球面形式 ）缩口毛坯高度 斜口形式： 直口形式： 球面形式： ）缩口力计算(与缩口形状有关） 在无内支承缩口模上进行缩口时，其缩口 力 可用下式计算： 式中： F缩口力（N)； K速度系数，用曲柄压力机时k=1.15； 材料的抗拉强度（MPa)； 工件与凹模接触的摩擦系数。 ）常见缩口模结构 a-无支承 b-外支承 c-内外支承 无支承模具结构简单，有支承的模具增 加 了坯料的稳定性，提高变形程度。缩口内设 有 芯棒时，可提高缩口部分内径尺寸精度。 实例：气瓶缩口模

11、 刚制气瓶缩口模，成形材料为1mm的08钢 课后思考 1、什么叫缩口？缩口方法一般有哪几种 ？各有什么特点？ 2、缩口的变形特点怎样？ 3、胀形、翻孔（边）及缩口变形的共同 特点是什么？ 5.4 校平与整形 学习目标： 能够掌握校平和整形的概念、成形特点及 分 类，掌握校平模和整形模的结构及工作原理。 教学要求： 掌握校平模和整形模的工作过程，能够根 据 模具设计手册，进行校平模和整形模的设计。 校平与整形： 利用模具使坯料局部或整体产生不大的塑 性 变形，以消除平面度误差，提高制件形状及尺 寸 精度的冲压成形方法。 校平和整形工序的工艺特点： 1）允许的变形量很小，坯料的形状与尺寸与 制 件

12、非常接近； 2）对模具的成形部分的精度要求比较高； 3）通常在专用的精压机进行校平和整形，若 用 机械压力机，机床应有较好的刚度，并需 要 装有过载保护装置。 5.4.1 校平 平面校平模：用于薄料，表面不允许有压痕的 工 件（有回弹）。主要用于平直度要求不高，由 软 金属（如铝、软钢、铜等）制成的小型零件。 光面校平模 -上模浮动式 -下模浮动式 齿面校平模：用于厚料，平直度要求高的，且 表 面上容许有细痕的工件工件（校平效果好）。 齿形校平模 ）尖齿齿形 ）平齿齿形 5.4.2 整形 弯曲回弹会使工件的弯曲角度改变；由于 凹 模圆角半径的限制，拉深或翻边的工件也不能 达 到较小的圆角半径。

13、利用模具使弯曲或拉深后 的 冲压件局部或整体产生少量塑性变形以得到较 准 确的尺寸和形状，称为整形。整形常在弯曲、 拉 深、成形工序之后。 整形模一般成形模具结构相似，但对模具 工 作部分的定形尺寸精度、粗糙度要求更高，圆 角 半径和间隙较小。 .弯曲件的整形 弯曲件的整形 ）压校 &）镦校 弯曲件的整形方法主要有压校和镦校两种形式。 镦校整形效果好，但带大孔的零件或宽度不 等的弯曲件都不能用镦校的方法。 .无凸缘拉深件的整形： 通常取整形模间隙等于(0.90.95)，即 采用变薄拉深的方法进行整形。可把整形工序 与 最后一道拉深工序结合成一道工序完成。 .带凸缘拉深件需整形的部位： ）凸缘平面 ）侧壁 ）底平面 ）底部圆角半径 ）凸缘圆角半径 课后思考 1、平板冲件的校平模有哪两种形式？各 有何特点？适用范围怎样？ 本章小结 本章主要介绍了四种成型工艺，分析 其成型特点，介绍其成型模的基本结构和 工作过程。由于课时的限制，本章没有安 排冲压大作业，但在课程设计中安排成型 工艺及模具的设计。