模具第五章 成形模课件.ppt

第五章 成形模 第一节 胀形 第二节 翻边 第三节 缩口 第四节 冷挤压 第一节 胀形 如图所示，当用球形凸模胀形平板毛坯时，毛坯被带有拉深肋的压边圈压死，变形区限制在凹模口以内。在凸模的作用下，变形区大部分材料受双向拉应力作用（忽略板厚方向的应力），沿切向和径向产生伸长变形，使材料厚度变薄、表面积增大，形成一个凸起，这种成形称为胀形。 胀形工艺与前面的拉深工艺不同，毛坯的塑性变形区局限于变形区范围内，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的。 从工件的形状来分，胀形分为平板毛坯的局部胀形 （起伏）和空心毛坯的胀形。 从胀形模具来分，有刚模胀形和借助液体、气体和橡胶成形压力的软膜胀形。 一、胀形的变形特点及成形极限 对图5-1所示的胀形工件分析发现，当从毛坯的变形区内取出一小块单元体时（见上图），该单元体为双向拉应力状态，在一般情况下变形区内金属不会产生失稳起皱，表面光滑，质量好。由于毛坯的厚度相对于毛坯的外形尺寸极小，胀形时双向拉应力在变形区板厚方向上的变化很小，从毛坯的内表面到外表面分布较均匀，因此当胀形力卸除后，零件内、外回弹方向一致，弹复较小，工件形状容易冻结，尺寸精度容易保证。对于某些曲率半径较大的曲面工件，如汽车的覆盖件、车门、车顶等，在成形时，通常采用加大其胀形成分的方法（增大压边力或加拉深肋）来减少回弹，使工件表面平滑，保证工件质量。 胀形的应变状态可以用网目法表示，胀形前先将毛坯变形区画出许多圆圈，胀形后毛坯变形区变薄，表面积增大，圆圈形状发生变化，如图5-3所示。当观察变形区的底部、侧面和边缘的圆圈时，发现其部位不同，圆圈的变化不同，即应变力不同。图5-4a所示为底部产生双向相等拉应变 εx、εy，圆圈直径变大；图5- 4b为侧面单向拉应变εx ，圆圈变成长圆形； 图5-4c为变形区边缘拉应变εx加大，并在y方向有一 比较小的压应变εy，圆圈变成细长圆形。 由此可以看出，变形区在x 方向， εx从边缘到 底部均大于0；在y方向，εy从底部εy = εx 0变化 到边缘εy 0，这是因为边缘上y方向εy =0的结果。 在厚度方向（t方向），整个变形区的金属厚度都会 变薄，即εt 0，这样最容易产生拉裂的部位是沿x 方向开裂。 二、平板毛坯的局部胀形（起伏） 平板毛坯在模具作用下，产生局部凸起的冲压方法称为起伏成形，如图所示。起伏成形主要用于增加工件的刚度和强度，如压加强肋、压凸包、压字、压花纹等，起伏成形常采用金属冲模。 1、压加强肋  常见的加强肋形式和尺寸见表5-1。 起伏成形的极限变形程度，主要受材料的塑性、冲头的几何形状和润滑等因数影响。在计算起伏极限变形程度时，可以概略地按单向拉伸变形处理，即： δ极=（l1-l0/l0）(0.7~0.75) δ单 （其中因数0.7~0.75视胀形时断面形状而定，球形肋取大值，梯形肋取小值）。 δ极—起伏成形的极限变形程度； δ单 —材料单向拉深时的伸长率； l0、l1—变形前后长度。 如果计算结果符合上述条件，则可一次成形。否则应先压制成半球形过渡形状，然后再压出工件所需形状，如图所示。 表5-1列出了加强肋的形状、尺寸等可供参考。当加强肋与边框距离小于（3~3.5）t时，应留切边余料。 冲压加强肋的变形力: F=KLtσb 。 F—变形力；K—因数，K=0.7 ~ 1（加强肋形状窄 而深时取大值，宽而浅时取小值）；L—加强肋的 周长；t—料厚； σb—材料的抗拉强度。 若在曲柄压力机上用薄料（t1.5mm)对于 小件（面积2000mm2)压肋或压肋兼有校形 工序时，变形力：F=KAt2。 2、压凸包 压凸包时，毛坯直径与凸模直径的比值应大于4，此时毛坯法兰部位不会向里收缩，属于胀形性质的起伏成形，否则便成为拉深。 冲压凸包的高度受材料塑性限制不能太大，表5-2列出了平板毛坯压凸包时的许用成形高度。凸包成形高度还与凸模形状与润滑有关，球形凸模较平底凸模成形高度大，润滑条件较好时成形高度较大。 如果工件凸包高度超出表5-2中所列数值，则采用类似于多道工序压肋的方法冲压凸包，如图5—6所示。 三、空心毛坯胀形 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加工方法。用这种方法可以制造出许多形状复杂的工件。 空心毛坯的胀形根据模具的不同分为两类：一类是刚性凸模胀形，如图5-7所示，利用锥形芯块将分块凸模向四周胀开，是毛坯形成所需形状。其特点：分块数目越多，所得到的工件精度越高，但也很难得到精度较高的旋转体零件，且模具结构复杂，成