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1、2019/5/25,第5章 其它冲压成型工艺与模具,2019/5/25,53 翻边成型工艺和模具,利用模具将工序件的孔边缘或外边缘翻成竖直的直边，统称为翻边。仔细地分类：翻孔是在预先制好孔的工序件上沿孔边缘翻起竖立直边的成形方法；翻边是在坯料的外边缘沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法。具体见图5.11。 利用翻孔和翻边可以加工各种具有良好刚度的立体零件（如自行车中接头、汽车门外板等），还能在冲压件上加工出与其他零件装配的部位（如铆钉孔、螺纹底孔和轴承座等）。因此，翻孔和翻边也是冲压生产中常用的工序之一。,2019/5/25,53 翻边成型工艺和模具,2019/5/25,531 翻孔,翻孔分为圆孔
2、翻孔和非圆孔翻孔两类。 1圆孔翻孔 （1）圆孔翻孔的变形特点与变形程度,2019/5/25,变形程度以翻孔前孔径d与翻孔后孔径D的比值K来表示即 K = d / D （56） K称为翻孔系数，K值愈小，则变形程度愈大。翻孔时孔边不破裂所能达到的最小K值，称为极限翻孔系数。表5.3所列的是低碳钢圆孔翻孔的极限翻孔系数。对于其他材料，按其塑性情况，可参考表列数值适当增减。从表中的数值可以看出，影响极限翻孔系数的因素很多，除材料塑性外，还有翻孔凸模的形式、孔的加工方法及预制的孔径与板料厚度的比值（体现工序件相对厚度的影响）,531 翻孔,2019/5/25,531 翻孔,2019/5/25,（2）圆
3、孔翻孔的工艺计算 1）平板冲底孔后翻孔 在平板或立体成形件的平面上冲底孔后进行翻孔，工艺计算有两方面内容：一是确定底孔直径d；二是核算翻孔高度H。,531 翻孔,2019/5/25,531 翻孔,2）拉深后冲底孔再翻孔 在拉深件底部冲底孔后再翻孔，如图5.14所示，工艺计算程序是先确定翻孔所能达到的最大高度，按图示几何关系， 用式（59）计算翻孔高度，底孔直径d可由（511）或（512）式求得，最大翻孔高度Hmax确定之后，便可按式（513）计算拉深工序件的高度h1。 余下的问题便是进行拉深工艺计算。,2019/5/25,531 翻孔,2非圆孔翻孔 （1）非圆孔翻孔的变形特点,2019/5/2
4、5,531 翻孔,（2）非圆孔翻孔系数 非圆孔翻孔与半径相同的圆孔翻孔相比较，允许采用较小的翻孔系数，两者之间的关系大致是： Kf = （0.85 0.95）K （514） 也可按表5.3查得。,2019/5/25,532 翻边,1翻边的类型 翻边是在板料边缘进行的翻边，工件的结构形式和变形特点都与翻孔件有较大的不同。 1）翻边件的翻边线都是非封闭的轮廓。 2）当翻边线为内凹弧时，变形特点与翻孔是相同的，主要变形是切向受拉伸，因此称为伸长类翻边（图5.16）。 3）而当翻边线为外凸孤时，变形特点与翻孔完全不同，与拉深是相同的，主要变形是切向受压缩，因此称为压缩类翻边（5.17）。,2019/5
5、/25,4）翻边前的工序件可以是平面件，也可以是曲面件因此，外缘翻边按变形特点可分为两类，即伸长类和压缩类，按结构形式可分为四种，即： 1）伸长类平面翻边； 2）伸长类曲面翻边； 3）压缩类平面翻边； 4）压缩类曲面翻边。 2翻边坯料形状,532 翻边,2019/5/25,532 翻边,1）伸长类外缘翻边时，其变形类似于内孔翻边，但由于是沿不封闭曲线翻边，坯料变形区内切向的拉应力和切向的伸长变形沿翻边线的分布是不均匀的，在中部最大，而两端为零。假如采用宽度b一致的坯料形状，则翻边后零件的高度就不是平齐的，而是两端高度大，中间高度小的竖边。另外，竖边的端线也不垂直，而是向内倾斜成一定的角度。为了
6、得到平齐一致的翻边高度，应在坯料的两端对坯料的轮廓线做必要的修正，采用如图5.16 a中虚边所示的形状，其修正值根据变形程度和的大小而不同。如果翻边的高度不大，而且翻边沿线的曲率半径很大时，则可以不做修正。,2019/5/25,532 翻边,2019/5/25,532 翻边,（2）压缩类平面翻边其变形类似于拉深，所以当翻边高度较大时，模具上也要带有防止起皱的压料装置；由于是沿不封闭曲线翻边，翻边线上切向压应力和径向拉应力的分布是不均匀中部最大，而在两端最小。为了得到翻边后竖边的高度平齐而两端线垂直的零件，必须修正坯料的展开形状，修正的方向恰好和伸长类平面翻边相反，如图5.17 a虚线所示。,2
7、019/5/25,532 翻边,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,1翻孔模结构类型 翻孔模的结构与拉深模相似，也有顺装与倒装、压边与不压边等区分。像拉深模那样，如果没有冲裁加工，翻孔模一般不需设置模架。图5.18所示为倒装式翻孔模，凹模2在上模，为倒装结构形式，以便于使用通用弹顶装置。该模具适于在平板毛坯上进行小孔翻边加工。利用凸模3导引段的端头对工序件底孔进行定位，压料板4上不另设定位件。翻边后工件将随上模上升，由打板1将工件从凹模内推出。,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,图5.19所示为顺装式翻
8、孔模。工序件4为带凸缘的拉深件，底部冲出翻边底孔，倒置于翻边凹模5上定位。翻边时工件由压料板3压住，可使工件较平整，在工作行程，由凸模1完成翻边。在回程，压料板使工件脱离凸模而留在凹模内。压料板的压力来自弹簧2。最后，由顶板6将工件从凹模内顶出。顶件力由冲床下面的弹顶装置提供，通过顶杆7传给顶板。,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,2平面伸长翻边模结构 平面伸长外缘翻边模在结构上与L形弯曲模很相似，翻边过程中不变形的平面部分应压紧不产生横向移动，有时可利用工艺孔定位，而翻边的变形区应能自由变形。但一侧翻边可能引起较大的侧向力，可考虑采用图5.20所示的模具，一次翻边对称成双
9、加工两件，成形后再剖切为两个工件。该模具工作过程如下：在自由状态，顶件板4由气垫通过顶杆5顶起，与凹模3的端面平齐。将工序件置于凹模端面并由定位销6进行定位，上模下行，由凸模1完成翻边。在回程，工件由顶板顶出凹模，并由固定卸件板2使之脱离凸模。,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,3翻边凸模和凹模的设计,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,翻边件的直径尺寸一般都要求不严，只有用作轴套使用时，才对内径尺寸要求较严。这时，可参考拉深模尺寸计算方法，先确定翻边凸模的直径尺寸及公差。再由翻边间隙值确定翻边凹模的直
10、径尺寸，也可以采用配作法，要求配作间隙。翻边间隙是指翻边凸模与凹模之间的单面间隙。由于翻边时板料产生变薄现象，如果取翻边间隙等于板料厚度，翻边后直壁将出现弧形。因此，为了获得直壁比较垂直的翻边件，在平板上冲底孔后翻边时，可取单面翻边间隙约为0.85，在拉深工序件底部冲底孔后翻边时，可取约为0.75，为板料厚度。单面翻边间隙也可按表5.4选取,2019/5/25,533 翻孔、翻边模的结构与设计,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,缩口是将管坯或预先拉深好的圆筒形件通过缩口模将其直径缩小的一种成形方法。缩口工艺在国防工业和民用工业中都有广泛应用。若用缩口代替拉深加工某些零件，可以减少成
11、形工序。如图5.22所示的工件，原来采用拉深和冲底孔，共需五道工序，现改用管坯缩口工艺后只需三道工序。,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,1缩口变形特点及变形程度,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,2缩口模结构与设计要点 （1）缩口模结构 图5.25所示为无支承方式的缩口模，带底圆筒形坯料在定位座3上定位，上模下行时，凹模2对坯料进行缩口。上模回程时，推件块1在橡胶弹力作用下将工件推出凹模。该模具对坯料无支承作用，适用于高度不大的带底圆筒形零件的锥形缩口。,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,2019/5/25,5
12、4 缩口成形工艺和模具,图5.26所示为倒装式缩口模，导正圈5主要起导向和定位作用，同时对坯料起一定的外支承作用。凸模3设计成台阶式结构，其小端恰好伸入坯料内孔起定位导向及内支承作用。缩口时，将管状坯料放在导正圈内定位，上模下行，凸模先导入坯料内孔，继而依靠台肩对坯料施加压力，使坯料在凹模6的作用下缩口成形。上模回程时，利用顶杆将工件从凹模内顶出。该模具适用于较大高度零件的缩口，而且模具的通用性好，更换不同尺寸的凹模、导正圈和凸模，可进行不同孔径的缩孔。,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,（2）缩口模设计要点 缩口模的主要工作零件是凹模。凹模工作部分的尺寸根据工件缩口部分的尺寸来确
13、定，但应考虑工件缩口后的尺寸比缩口模实际尺寸大0.5 0.8 的弹性恢复量，以减少试模时的修正量。另外，凹模的半锥角对缩口成形过程有重要影响，取值合理时，允许的缩口系数可以比平均缩口系数小10 15 ，一般应使 45 ，最好使 30 。为了便于坯料成形和避免划伤工件，凹模的表面粗糙度Ra值一般要求不大于0.4 m。,2019/5/25,54 缩口成形工艺和模具,当缩口件的刚性较差时，应在缩口模上设置支承坯料的结构，具体支承方式视坯料的结构和尺寸而定。反之，可不采用支承方式，以简化模具结构。,2019/5/25,1）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）什么是内孔翻边？什么是外缘翻边？其变形特点是什么？ 4）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？,思考题：,
