第5章 其他冲压成形课件.ppt

冲压工艺与模具设计
四川信息职业技术学院
机电工程系唐秀兰编制
第5章其他冲压成形
目录
局部成形
翻边
胀形
缩口
校形
旋压
概述
其他冲压成形是指除弯曲、拉深、冷挤压以外的各种冲压成形工序。包括局部成形、胀形、翻边、缩口、校形和旋压等工序。
这些成形工序的共同特点是:通过材料的局部变形来改变毛坯或工序件的形状和尺寸。
不同点是局部成形、胀形和内孔翻边属于伸长类成形,成形极限主要受变形区过大的拉应力而破坏的限制,缩口和外缘翻边属于压缩类成形,成形极限主要受变形区过大的压应力而失稳和起皱的限制,校形时,由于变形量一般不大,不易产生开裂,但要考虑校形后弹性回复影响校形效果的问题。
所以,产品设计师在设计这类零件时,必须充分考虑它的工艺性,给模具设计师创造良好的工艺性。
局部成形
局部成形的变形特点
局部成形变形区内的金属处于两向受拉的应力状态,其成形极限受到拉裂的限制。材料塑性愈好,可能达到的极限变形程度就愈大。
由于局部成形时毛坯处于双向受拉应力状态,变形区的材料不会产生失稳和起皱现象,因此成形后零件的表面光滑,质量好。
局部成形工序
局部成形主要用于压制加强筋,凸台、凹台,花纹图案及标记等。特别是薄板零件,压制加强筋后,工件惯性矩的改变和材料加工硬化的作用大大地提高工件的刚度和强度。
局部成形的极限变形程度主要受材料性能、零件的几何形状、模具结构、成形方法以及润滑条件等因素的影响。
根据工件形状的复杂程度和材料的性质,局部成形可以一次成形或多次成形,如图5-2。
图5-2 两次胀形的局部成形
a 预成形 b 最后成形
局部成形工序
对于比较简单的局部成形工件,如图5-3,则可以按下式近似确定极限变形程度。
局部成形最常用于压制加强筋、凸台、凹台,常用的加强筋和凸台尺寸见表5-1。
压凸台或凹台之间的距离见表5-2。
压凸台时,,单靠局部材料变薄则可能被胀裂,因此可借助于邻近周围的材料流动来补充,因此,需多次成形,故在计算时,首次成形面积应比最后成形面积多20%,如图5-2。
如凸台、加强筋与零件的边缘距离小于(3~5)t时,在成形过程中,边缘材料要向内收缩,故需考虑增加修边余量。
在直角形零件上压筋,可以提高零件的强度和刚性,一般用于机箱和支架一类的零件,其形状和尺寸见表5-3。
百页窗零件的成形
其成形方法是用凸模的一边刃口将材料切口,而凸模的其余部分则将材料拉深变形,从而形成一边开口的局部成形。
对于产量不大的百页窗零件,可采用聚氨脂橡胶成形,如图5-4
对于产量较大的零件,凸模和凹模都采用镶拼的方法,如图5-5。
图5-4 a) 聚氨脂橡胶成形模 b) 零件
图5-5 平面百页窗成形模
局部成形的压力计算
冲压加强筋时,其压力可近似地按下式计算
K——系数,一般K=~1,视加强筋的宽度和深度而定,筋窄而深取大值,筋宽而浅取小值。
压筋及校正工序,其压力可按下式计算
F=AKt
翻边
翻边是将零件的孔边缘或外边缘在模具的作用下翻成竖立的直边。因此,翻边分为内孔翻边和外缘翻边。
内孔翻边的变形特点
内孔翻边如图5-6所示
图5-6 内孔翻边变形情况
内孔翻边的主要危险在于孔口边缘被拉裂。破裂的条件取决于变形程度的大小。变形程度以翻边前孔径d0与翻边后孔径D的比值m来表示,即:
m称为翻边系数,显然, m值愈大,变形程度愈小, m值愈小,则变形程度愈大。翻边孔不致破裂所能达到的最小翻边系数称为极限翻边系数。
内孔翻边的变形特点
极限翻边系数与许多因素有关,主要有:
1、材料的力学性能:塑性好的材料,极限翻边系数可小些。伸长率δ愈大,m值就愈小。
2、孔的边缘状况:翻边前孔边缘表面质量好,无撕裂,无毛刺和无硬化时,对翻边有利,极限翻边系数可以小些。钻孔比冲孔翻边系数可小些。
3、材料的相对厚度:翻边前的孔径d0和材料厚度t比值d0/t愈小,即材料的相对厚度愈大,在断裂前材料的绝对伸长率可以大些,故翻边系数相应小些。
4、凸模的形状:抛物线形和锥形凸模较平底凸模对翻边有利,因前者在翻边时,孔边缘圆滑地逐渐张开,所以极限变形程度可以小些。
各种材料的首次翻边系数见表5-4。