9成形工艺.doc

9 板材的其它成形工艺 本章内容：常见的其他成形工艺（翻边、胀形、缩口、校形、旋压）特点、成形过程和模具结构设计。 本章难点：成形工艺计算及其在冲压生产实际的具体应用。 成形工艺——使板料毛坯或半成品制件产生局部变形来改变其形状的冲压工艺。  图9.1 形状特殊制件 拉伸成形——变形区主要是受拉应力和拉应变的作用而产生塑性变形。材料的失效形式为破裂。该类成形工艺主要有圆孔翻边、内凹外缘翻边、起伏、胀形、扩口等。 压缩成形——变形区主要受压应力和压应变而产生塑性变形。材料破坏的形式为起皱。属于此类的成形工艺主要有外凸外缘翻边、缩口等。 拉压成形——变形区在拉应力和压应力共同作用下产生塑性变形。材料的破坏形式与实际变形的具体情况有关。可能是破裂，也可能是起皱。该类成形工艺包括变薄翻边、旋压等。 9.1 翻边 翻边----- 把板材上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压方法叫做翻边 （当翻边的分界线为一直线时，翻边就转变成弯曲了。） 翻边的作用和目的— 1.制出与其他零件的装配部位 (如螺纹底孔等)。 2.提高零件的刚度。 3.控制破裂或折皱（主要指在大型板金成形时）。 翻边分类– 按其工艺特点分 按变形性质 内孔(圆孔和非圆孔)翻边 伸长类翻边 外缘翻边--内曲翻边 压缩类翻边 --外曲翻边 变薄翻边 变薄翻边 翻边特点 伸长类翻边：材料切向受拉应力，切向伸长，厚度减薄，易破裂 压缩类翻边：材料切向受压应力，切向压缩，厚度增厚，易起皱 (a) 内孔翻边 (b) 内凹外缘翻边 (c) 外凸外缘翻边 图9.2 内孔翻边和外缘翻边 9.1.1 内孔翻边 内孔翻边——把预先在平面上加工的圆孔周边翻起扩大，使之成为具有一定高度的直壁孔部，也称为翻孔。 9.1.1.1 内孔翻边的变形机理及特点 切向拉伸，厚度变薄。 图9.3 圆孔翻边的变形应力应变情况 (a) 翻边前 (b) 翻边后 (c) 单元材料的变形 图9.4 内孔翻边的变形 （1）.变形区域 主要为凸模底部材料区。 （2）变形区应力 处于切向 、径向受拉的应力状态。 切向应力在孔边缘最大，径向应力在孔边缘为零。 （3）.变形区应变 为伸长类翻边： 切向受拉应力； 切向伸长，越靠内，伸长越大； 厚度减薄. （4）孔的边缘变薄最为严重。 应变状态相当于单向拉伸，切向拉应变Eo最大， 厚向压应变Et =-1 Eo /2 ，径向应变Er也为压应变. （5）平底变形区的宽度将略有收缩 (在一部分区域内，径向应变Er压应变 )。 翻边终了以后，零件翻边的高度将比变形区的宽度略有缩短。 （6）缩颈或裂纹多发生在口部 （由于翻边时的最大伸长发生在口部）。 扩孔 ---只得到圆孔翻边的中间阶段的形状的零件 （即凸模下面的材料尚未完全转移到侧面之前停止变形，就会得到如图6—4所示的形状）的成形工艺叫做扩孔。 扩孔也可看做翻边的一个中间过程，可认为是伸长类翻边的特例。 9.1.1.2. 内孔翻边系数 翻边系数——翻边前的孔径d0与翻边后的孔径D之比，即 。 翻边系数越小，变形程度就越大。 极限翻边系数——翻边时孔边不破裂所能达到的最小m值，用mmin表示。 口部应变计算 由于孔缘只受切向拉应力，属单向拉伸状态，故有： 当 很小时，翻边系数Ｋ与竖边边缘厚度变薄量的关系 可近似的表达为 表9-1 一些材料的翻边系数和极限翻边系数 退火材料 m mmin 0.65～0.69 0.68 0.70 0.72 0.71～0.83 0.74～0.87 0.80～0.87 0.89 0.57～0.61 0.62 0.65 0.63～0.69 0.63～0.74 0.65～0.71 0.70～0.77 0.80 影响翻边系数大小的因素有： (1) 材料种类及其力学性能 mmin≥1-Ψmax 材料伸长率 和硬化指数n大，k1小，成形极限大。 (2) 预制孔的孔口状态 翻边前的孔口断面质量越好，就越有利于翻边成形。 钻孔，孔缘毛刺和冷硬化小，K1较小，成形极限大； 冲孔，毛刺和冷硬化大，成形极限较小。 （在冲孔后进行整修，在冲孔后退火，可消除孔缘表