中压工艺与模具设计 工序件/半成品 制件图 图5.8无凸模机械胀形 1—上凹模:2一芯轴:3—顶杆:4—推件块:5—顶件块:6—下凹模 (2)橡皮胀形 橡皮胀形如图59所示。在压力作用下橡皮变形,使制件沿凹模胀出所需形状。所用 橡皮应具有弹性好、强度髙和耐油等特点,以聚氨酯橡胶为好。 (3)液压胀形 液压胀形如图5.10所示。压力机滑块下行时,先将灌注有定量液体的工序件/半成品口 部密封(可采用橡胶垫),滑块继续下行,通过液体将高压传递给工序件/半成品内腔,使其 变形。这种方法靠液体传力,在无摩擦状态下成形,受力均匀且流动性很好,因此可以制 作很复杂的胀形件(如皮带轮等)。这种方法工艺较复杂,成本较高。 图5.9橡皮胀形 图5.10液压胀形 l一凸模:2一凹模(2块):3一橡皮 凸模:2一凹模:3一油 橡皮胀形和液压胀形又称软凸模胀形 4.胀形力 软凸模胀形所需的单位压力p,可由变形区内单元体的平衡条件求得 当坯料两端固定,且不产生轴向收缩时 当坯料两端不固定,允许轴向自由收缩时,可近似按下式计算:
178 冲压工艺与模具设计 图 5.8 无凸模机械胀形 1—上凹模；2—芯轴；3—顶杆；4—推件块；5—顶件块；6—下凹模 (2) 橡皮胀形 橡皮胀形如图 5.9 所示。在压力作用下橡皮变形，使制件沿凹模胀出所需形状。所用 橡皮应具有弹性好、强度高和耐油等特点，以聚氨酯橡胶为好。 (3) 液压胀形 液压胀形如图 5.10 所示。压力机滑块下行时，先将灌注有定量液体的工序件/半成品口 部密封(可采用橡胶垫)，滑块继续下行，通过液体将高压传递给工序件/半成品内腔，使其 变形。这种方法靠液体传力，在无摩擦状态下成形，受力均匀且流动性很好，因此可以制 作很复杂的胀形件(如皮带轮等)。这种方法工艺较复杂，成本较高。 图 5.9 橡皮胀形 图 5.10 液压胀形 1—凸模；2—凹模(2 块)；3—橡皮 1—凸模；2—凹模；3—油 橡皮胀形和液压胀形又称软凸模胀形。 4. 胀形力 软凸模胀形所需的单位压力 p，可由变形区内单元体的平衡条件求得。 当坯料两端固定，且不产生轴向收缩时 s max t t p r R 骣ç ÷ = + ç ÷ ç ÷ ç桫 ÷ 当坯料两端不固定，允许轴向自由收缩时，可近似按下式计算： p=(t/rmax) s
第5章其他冲压成形方法 式中:p—软凸模胀形所需的单位压力(MPa) σ、——材料屈服点,胀形的变形程度大时,其值应由材料硬化曲线确定(MPa) 一板料厚度(mm) rmx,R——胀形制件纬向和经向曲率半径(mm)。 刚模胀形所需压力的近似计算可参考有关手册。 52翻边 翻边主要用于制出与其他零件装配的部位(如螺纹底孔等),或者为了提高制件的刚度 而加工出的特定形状,在大型板金成形时,也可作为控制破裂或褶皱的手段。 按工艺特点,翻边可分为内孔(圆孔/非圆孔)翻边、外缘翻边(含内曲翻边和外曲翻边) 等;按变形性质可分为伸长类翻边、压缩类翻边以及属于体积成形的变薄翻边等。伸长类 翻边的变形区为二向拉应力状态,沿切向作用的拉应力是最大主应力,在该方向发生伸长 变形,而厚度变薄,在边缘易发生破裂。压缩类翻边的变形区为切向受压、径向受拉的应 力状态,沿切向作用的压应力为绝对值最大主应力,在该方向发生压缩变形,而厚度增厚 在边缘易发生起皱 按坯料的状况,翻边还可分为平面翻边和曲面翻边。本书只讨论平面翻边。 521圆孔翻边 圆孔翻边的变形情况及极限翻边系数 圆孔翻边是在制件或板料上将制好的孔直接冲制出竖立边缘的成形方法(如图5.11所 示)。翻边的变形区为凹模圆角区之内的环形区,其变形情况是,把板料内孔边缘向凹模洞 口弯曲的同时,将内孔沿圆周方向拉长而形成竖边。从坐标网格的变化看出,不同直径的 同心圆平面,变成了直径相同的柱面,厚度变薄,而同心圆之间的距离变化则不显著。因 此,在通过翻边后得到的柱面轴心线的平面内,可以将翻边变形近似看作弯曲(但厚度变 化规律不同)。 ar+don 图5.11圆孔翻边时的应力与变形情况
第 5 章 其他冲压成形方法 179 式中：p——软凸模胀形所需的单位压力(MPa)； s ——材料屈服点，胀形的变形程度大时，其值应由材料硬化曲线确定(MPa)； t——板料厚度(mm)； rmax，R——胀形制件纬向和经向曲率半径(mm)。 刚模胀形所需压力的近似计算可参考有关手册。 5.2 翻 边 翻边主要用于制出与其他零件装配的部位(如螺纹底孔等)，或者为了提高制件的刚度 而加工出的特定形状，在大型板金成形时，也可作为控制破裂或褶皱的手段。 按工艺特点，翻边可分为内孔(圆孔/非圆孔)翻边、外缘翻边(含内曲翻边和外曲翻边) 等；按变形性质可分为伸长类翻边、压缩类翻边以及属于体积成形的变薄翻边等。伸长类 翻边的变形区为二向拉应力状态，沿切向作用的拉应力是最大主应力，在该方向发生伸长 变形，而厚度变薄，在边缘易发生破裂。压缩类翻边的变形区为切向受压、径向受拉的应 力状态，沿切向作用的压应力为绝对值最大主应力，在该方向发生压缩变形，而厚度增厚， 在边缘易发生起皱。 按坯料的状况，翻边还可分为平面翻边和曲面翻边。本书只讨论平面翻边。 5.2.1 圆孔翻边 1. 圆孔翻边的变形情况及极限翻边系数 圆孔翻边是在制件或板料上将制好的孔直接冲制出竖立边缘的成形方法(如图 5.11 所 示)。翻边的变形区为凹模圆角区之内的环形区，其变形情况是，把板料内孔边缘向凹模洞 口弯曲的同时，将内孔沿圆周方向拉长而形成竖边。从坐标网格的变化看出，不同直径的 同心圆平面，变成了直径相同的柱面，厚度变薄，而同心圆之间的距离变化则不显著。因 此，在通过翻边后得到的柱面轴心线的平面内，可以将翻边变形近似看作弯曲(但厚度变 化规律不同)。 图 5.11 圆孔翻边时的应力与变形情况