其它成形工艺与模具设计.ppt

第6章成形 成形是指用各种局部变形的方法来改变被加工工件形状的加工方法。常见的成形方法包括起伏成形、翻边、翻孔、胀形、缩口、校平等。 6．1起伏成形 起伏成形是依靠材料的延伸使工件局部产生凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形主要用于压制加强筋、文字图案及波浪形表面。起伏成形可以采用金属模，也可以采用橡皮或液体压力成形。 6．1．1加强筋的成形和尺寸 常见的加强筋有平面形加强筋和直角形加强筋。 6．1.2起伏成形的变形极限 起伏成形的变形程度可用伸长率表示： ε=（L1－L）/L×100％ (6-1) 式中：L1 —材料变形后的长度，mm； L—材料变形前的原有长度，mm； ε— 伸长率（％）。 起伏成形的极限变形程度，主要受材料的塑性、凸模的几何形状和润滑等因素的影响。 ε极＝（0.7～0.75）δ＞ ε （6- 2） 式中：ε极—起伏成形的极限变形程度（％）； δ— 材料的伸长率（％）； ε— 起伏成形的变形程度（％）。 如果计算结果符合(6-2)式，则可以一次成形。否则，应先压制成半球形的过渡形状，然后再压出工件所需要的形状，如图6-4所示。 (1) 压制加强筋时的压制力可以用下式计算： F＝L2tσbK （6-3） 式中：F—压制力，N； L2—加强筋的周长，mm； K—系数，与筋的宽度和深度有关， K=0. 7～1（当加强筋形状窄而深时取大值，宽而浅时取小值）； t — 材料的厚度，mm； σb— 材料的抗拉强度，MPa 。 (2) 薄材料（厚1. 5mm以下）起伏成形的近似压力可用经验公式计算： F＝AK t 2 （6-4） 式中：F—起伏成形的压力，N； A— 起伏成形的面积，mm2； K—系数，对于钢为300N/mm4 ～400N/mm4 ，对于黄铜为200N/mm4 ～ 250N/mm4； t — 材料的厚度，mm 。  6.2翻边与翻孔 翻边是沿工件外形曲线周围将材料翻成侧立短边的冲压工序，又称为外缘翻边；翻孔是沿工件内孔周围将材料翻成侧立凸缘的冲压工序，又称为内孔翻边。 6.2.1翻边 图6-4(a)为内凹翻边，也称为伸长类翻边；图6-4(b)为外凸翻边，也称为压缩类翻边。 内凹翻边时变形区的材料主要受切向拉伸应力的作用，这样翻边后的竖边会变薄，其边缘部分变薄最严重，使该处在翻边过程中成为危险部位，当变形超过许用变形程度时，此处就会开裂。 内凹翻边的变形程度由下式计算： Ea=b/（R-b）×100% （6-5） 式中：Ea— 内凹翻边的变形程度（％）； R—内凹曲率半径，mm， b— 翻边后竖边的高度，mm， 外凸翻边的变形情况类似于不用压边圈的浅拉深，变形区材料主要受切向压应力的作用，变形过程中材料易起皱。 外凸翻边的变形程度由下式计算： Et=b/（R+b ）× 100％ （6-6） 式中：Et—外凸翻边的变形程度（％）； R—内凸曲率半径，mm， b—翻边后竖边的高度，mm， 翻边的极限变形程度与工件材料的塑性，翻边时边缘的表面质量及凹凸形的曲率半径等因素有关，其值可以由表6-1查得。 翻边力可以用近似公式计算： F＝cLtσb （6- 7） 式中：F— 翻边力，N； c — 系数，可取c = 0.5～0.8； L— 翻边部分的曲线长度，mm； t — 材料厚度，mm； σb —抗拉强度，MPa 。 常见的翻孔为圆形翻孔，翻孔变形区是内径为d0 ，外径为D 的环形部分。当凸模下行时，d0 不断扩大，并逐渐形成侧边，最后使平面环形变成竖直的侧边。 变形区毛坯受切向拉应力σθ 和径向拉应力σr 的作用，其中切向拉应力σθ 是最大主应力，而径向拉应力σr 值较小，它是由毛坯与模具的摩擦而产生的。在整个变形区内，孔的外缘处于切向拉应力状态，且其值最大，该处的应变在变形区内也最大。因此在翻孔过程中竖立侧边的边缘部分最容易变薄、开裂。 翻孔的变形程度用翻孔系数K来表示：