冷冲压工艺与模具设计 第2版 教学课件 ppt 作者 陈剑鹤 第五章成形工艺与成形模设计 a

成形工艺与模具设计,5.1 起伏成形工艺与模具设计 5.2 翻边成形工艺与模具设计 5.3 缩口成形工艺与模具设计 5.4 校平与整形,5.1 起伏成形工艺与模具设计 胀形是指利用摸具强迫材料厚度减薄和表面积增 大，得到所需几何形状和尺寸制件的冷冲压工艺方法。 5.1.1 胀形模设计典型案例 工件名称：罩盖 生产批量：中批量 材 料：10钢 料 厚：0.5 工件的工艺性分析： 其侧壁是由空心毛坯胀形而成，底部由起伏成形。,罩盖胀形工件简图,5.1.2 胀形成形的特点及成形极限 毛坯的塑性变形区局限于变形区范围，材料不向变 形区外转移，也不从外部进入变形区内，是靠毛坯的局 部变薄来实现胀形的。,平板毛坯胀形原理图 1凹模 2毛坯 3压边圈 4拉深肋 5凸模,空心件胀形原理图,5.1.3 平面胀形 起伏成形主要用于增加工件的刚度和强度,起伏成形 a）压加强肋 b）凸包,（1）压加强肋 常见的加强肋形式和尺寸见下表,能够一次成形加强肋的条件为,式中 许用断面变形程度； l0变形区横断面的原始长度（mm）； l成形后加强肋断面的曲线轮廓长度（mm）； 材料伸长率； 0.70.75视加强肋形状而定，半球形肋取上限值，梯形肋取下限值。,当加强肋与边缘距离小于（33.5）t时，需加大制 件外形尺寸，压形后增加切边工序。,冲压加强肋的变形力计算 F=KLtb 式中 F变形力（N）； K系数，等于0.71（加强肋形状窄而深时取大值，宽而浅时取最小值）； L加强肋的周长（mm）； t料厚（mm）； b材料的抗拉强度（MPa）。 若在曲柄压力机上用薄料（t1.5mm）对小制件（面 积小于200mm2）压肋或压肋间校正工序时，变形力计算 F=KLt2 式中 K系数，钢件取200300，铜件和铝件取150200。,（2）凸压包 压凸包时，毛坯直径与凸模直径的比值应大于4，属 于胀形性质的起伏成形。,平板毛坯局部压凸包时的许用成形高度和尺寸,（3）罩盖底部起伏成形计算 由表5-2查得许用成形高度如下： H0.15d2.25mm 此值大于工件底部起伏成形的实际高度，所以可一 次起伏成形。 起伏成形力的计算如下：,5.1.4 圆筒形件胀形 圆柱形空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料沿径向 向外扩张，胀出所需凸起曲面的一种冲压加工方法。,刚性分瓣凸模胀形结构示意图,软模胀形 a)橡胶凸模胀形 b)倾注液体法胀形 c)充液橡胶囊法胀形,胀形的变形程度用胀形系数K表示 式中 d0毛坯原始直径； dmax胀形后制件的最大直径。 胀形毛坯的计算 L0=L1+(0.30.4)+h 式中 L制件母线长度； 制件切向最大伸长率； h修边余量，约1020mm。,胀形后制件最大直径,（5）胀形力的计算 软模胀形圆柱形空心件时，所需的单位压力p分下面 两种情况计算。 两端不固定，允许毛坯轴向自由收缩时 两端固定，毛坯不能收缩时,（6）罩盖侧壁胀形计算 胀形系数的计算： 由表5-3查得极限胀形系数为1.24。因此该工件可一 次胀形成形。 计算胀形前工件的原始长度L0： 其中L为R60一段圆弧的长。则L40.8mm； h取3mm，则得： L0L(1 + 0.35）+ h 40.8(+0.35×0.2)+ 346.66mm L0取整为47mm，如图所示。,胀形毛坯图,侧壁胀形力计算： 由附录B可查得： b=430（Mpa） 则 胀形力：F=Sp=×46.8×40×9.2=54078（N） 总成形力：F= F起+F胀=11039+54078=65.117（Kn）,（7）模具结构设计,罩盖胀形模装配图 1下模座 2、11螺栓 3压包凸模 4压包凹模 5胀形下模 6胀形上模 7聚胺脂橡胶 8打杆 9弹簧 10上固定板 12上模座 13卸料螺钉 14模柄 15拉杆螺母 16导柱 17导套,5.2 翻边成形工艺与模具设计 翻边是指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘 翻成竖立的直边的冲压工序。,5.2.1 翻边成形典型案例 （1）固定套 生产批量：中批量 材 料：08钢 料 厚：1mm 工件工艺性分析： 40mm处由内孔翻边成形，80mm是圆筒形拉深 件，可一次拉深成形。工序安排为落料拉深冲预孔 翻边。,固定套零件图,（2）防尘盖 生产批量：大批量 材 料：10钢 料 厚：0.3mm 工艺性分析： 该工件需内孔翻边和浅拉深起伏 因为该工件是轴对称工件，材料厚度仅为0,3mm， 冲裁性能较好。为减少工序数，可采用复合模一次压制 成形。一次压制成形的特点是首先进行冲孔，再翻边成 形，最后落料。,防尘盖工件简图,（3）基座片 生产批量：大批量 材 料：1Cr18Ni9 料 厚：0.3mm 工艺性分析： 该工件是由两个半圆和中间的矩形部分组成的，圆 形部分是拉深，中间矩形部分近似于弯曲。工件形状简 单对称，材料适宜于冲压加工，精度要求一般，但工艺 较复杂，生产批量大，适宜用级进模制造。,基座片工件简图,平板毛坯翻边,在拉深件底部翻边,翻边前工序图,翻边模结构 1下模座 2螺钉 3、9弹簧 4凸模固定板 5凸模 6卸料板 7凹模 8顶件器 10上模座 11模柄,a） b） c） d） 翻边凸模结构形式,翻边模 1卸料螺钉 2顶杆 3、16螺钉 4下模座 5、11销钉 6翻边凸模固定板 7翻边凸模 8托料板9定位钉 10翻边凹模 12上模座 13打件器 14模柄 15打料杆 17导套 18导柱,落料、冲孔、翻边成形复合模装配图 1下模座 2导柱 3、15、21销钉 4固定板 5、20、22、26螺钉 6落料凹模 7定位拉料板8上模座 9导套 10滚珠 11橡胶 12面形凹模 13冲孔、翻边凸凹模 14模柄 16冲孔凸模,小孔翻边模,a） b） 外缘翻边 a）外凸外缘翻边 b）内凹外缘翻边,翻边前拉深尺寸,翻边变形量计算图,排样图,基座片级进模装配图 1、3、22、32压板 2下模座 4、6、21橡胶 5、17弹簧 7下垫板 8顶件块 9翻边凹模10、37、38凹模镶块 11冲孔凹模镶块 12导正销 13卸料板 14、41螺塞 15落料翻边凸模16、28销钉 18卸料螺钉 19固定套 20压料杆 23上模座 24冲孔凸模 25整形凸模26上垫板 27凸模固定板 29拉深凸模 30冲工艺孔凸模 31侧刃 33切口凸模 34压料镶块35承料板 36导料板 39、40顶杆 42导柱 43侧刃挡块,气瓶零件图,筒形件缩口成形,a） b） c) 缩口形式,a） b） c),缩口前毛坯,（2）缩口凹模的半锥角 一般使用45º，最好使在30º以内,a） b） c） 缩口模结构 a）无支承缩口成形 b）外支承缩口成形 c）内支承缩口成形 1凹模 2外支承 3下支承,气瓶缩口模装配图 1下模座 2、14螺栓 3、10销钉 4顶杆 5下固定板 6垫板 7外支撑套 8凹模 9口型凸模 11打料杆12上模座 13模柄 15导柱 16导套,光面校平模 a）上模浮动式 b）下模浮动式,齿形校平模 a）细齿校平 b）粗齿校平,弯曲件的镦校图,负间隙拉深整形法,