缩口成形工艺与模具设计复习过程.docx

5.3缩口成形工艺与模具设计 缩口（ necking）是指将预先拉深成形的圆筒或管状坯料，通过缩口 模将其口部缩小的一种成形工艺。 5.3.1典型案例 工件名称：气瓶 生产批量：中批量 材料：08钢 料厚：1mm 工件简图：如图5-27所示 5.3.2缩口成形的特点与变形程度 1.缩口成形的特点 图5-28为同形件缩口成形示意图。缩口时，缩口端的材料在凹模的压力下向凹模内滑动，直径减 小，壁厚和高度增加。制件壁厚不大时，可以近似地认为 变形区处于两向（切向和径向）受压的平面应力状态， 以切向 压力为主。应变以径向压缩应变为最大应变，而厚度和长 度方向为伸长变形，且厚度方向的变形量大于长度方向的 变形量。 由于切向压应力的作用， 在缩口时坯料易于失稳起皱； 同时非变形区的筒壁， 由于承受全部 缩口压力，也易失稳产生变形，所以防止失稳是缩口工艺 的主要问题。 2缩口成形的变形程度 缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制，缩口变形程度用总缩口系数 m?表示。 ?? m??= ?? 式中 m??-总缩口系数 d -缩口后直径（mm）； D -缩口前直径（mm ）。 缩口系数的大小与材料的力学性能、料厚、模具形式与表面质量、制件缩口端边缘情况及润滑条 件等有关。表5-9所示为各种材料的缩口系数。 当工件需要进行多次缩口时，其各次缩口系数的计算为： 首次缩口系数?? 首次缩口系数 ?? =0.9??均 以后各次缩口系数????= （ ???????？?？？？）?? 以后各次缩口系数 式中m均-平均缩口系数； ????+????+????+ ??? +???? ??均= ?? 案例工艺分析； 气瓶为带底的筒形缩口工件，可采用拉深工艺制成圆筒形件，再进行缩口成形。 缩口系数计算； 由图5-27可知，d=35mm. 由图5-27可知，d=35mm. D=49mm,则缩口系数 ??_ 35 ??= 49 0.71 表5-9各种材料的缩口系数 均 少? 少? 数 口 缩 均 平 承 外 外 内 5~1 1 铝 - - - 7 a 88 6 a 3 a 2 3 a 火 铝 硬 - - - o 8 a 3~ 7 a 3 6 ,60~ a 5 3 a 硬 - - 钢 5 8 a a 5 a ,7~ a a g 7 a 60 7 5 a 5 3 7 O 3 a 5-9 5-9得许用缩 因该工件为有底缩口件，所以只能采用外支承方式的缩口模具，查表 口系数为0.6，则该工件可一次缩口成形。 533缩口工艺计算 i.毛坯咼度计算 5-29所示。 5-29所示。 图5-29a形式： H = 1.05 [?1 + ?孚-??2 ?? 8??sin ??(1 + ??] (5 - 25) 图2-29b形式: H = 1.05 H = 1.05 [?1 + ?? ?字-??2 ?? ?? + 8Dsin ??(1 + V?)] (5- 26) 图5-29C形式: 1h = ? 1 h = ?1 + 4(1 + ?? V?) V ??- ?? (5- 27) 由图5-27可知，h=79mm,则毛坯高度为 H = 1.05 [? 1 +?? - ??8??sin H = 1.05 [? 1 + ?? - ?? 8??sin 7?1 ?? + V??] 1.05 X [79 502-35 2 + 8X 50X sin15 X (1 ???? =111.3mm 取 H=111.3mm,缩口前毛坯如图 5-30所示。 2.缩口凹模的半锥角 a 缩口凹模的半锥角 a在缩口成形中起着重要作用。 一般使用a,45,最好使a在30以内，当a较为 合理时，允许的极限缩口系数 m可比平均缩口系数 m均小10%~15%. 3缩口力计算 在无内支承进行时，缩口力 F可用下式进行计算。 是 中？（?■缩口前料厚； D-缩口前直径； d-工件缩口部分直径； 芦工件与凹模间的摩擦因数； cb材料抗拉强度； a凹模圆锥半角； k-速度系数，用普通压力机时， k=1.15 尸0.1,根据图5-27,缩口力 尸0.1,根据图5-27,缩口力F为; ?? F = k[1.1????????1 - ^ (1 + 35 ° 1 =1.15 X [1?1 X ??X49 X1 X430 X (1 - 49)X (1 X 0.1 Xcot 15 ) X―]?? 49 cos 15 =25.418kN 4?缩口模结构设计 常见的缩口模结构如图 5-31所示。 图5-31缩口模结构 无支承缩口成形 外支承缩口成形 内支承缩口成形 1-凹模 2-外支承 3-下支承 缩口模采用外支承式一次成形，缩口凹模工作表面的表面粗糙度为 Ra=0.4m,采用后侧导柱、导套 模架，导柱、导套加长为 210mm。因模具闭合高度为