第五章其它工藝與模具設(shè)計(jì).ppt

沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),第五章其它工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),第五章其它工藝與模具設(shè)計(jì),其它成形工藝是指翻邊、縮口、旋壓、脹形、整形等，這些工藝方法的變形特點(diǎn)不盡相同，常和沖材、彎曲、拉深等工序組合，完成一些復(fù)雜形狀零件的沖壓工藝。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),第一節(jié)翻邊,翻邊是指沿曲線將板坯料或坯料上預(yù)制的孔邊部窄帶區(qū)域的材料彎折成豎邊的塑性加工方法。,翻邊主要用于零件的邊部強(qiáng)化，去除切邊以及在零件上制成與其它零件裝配、連接的部位或具有復(fù)雜特異形狀、合理空間的立體零件，同時(shí)提高零件的剛度。,根據(jù)變形工藝特點(diǎn)，翻邊可分為內(nèi)孔翻邊、外緣翻邊、變薄翻邊等。圓孔翻邊、外緣內(nèi)凹翻邊等屬于伸長(zhǎng)類翻邊，其變形特點(diǎn)是：變形區(qū)材料受拉應(yīng)力，切向伸長(zhǎng)，厚度變薄，易發(fā)生破裂。,外緣外凸翻邊屬壓縮類翻邊，其變形特點(diǎn)是：變形區(qū)材料受切向壓縮應(yīng)力，產(chǎn)生壓縮變形，厚度增加，易起皺。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),一、圓孔翻邊,1、變形機(jī)理,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),2、成形極限,翻邊系數(shù)K與豎直邊緣厚度t變薄量的關(guān)系可近似表達(dá)為：,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),影響圓孔翻邊成形極限的因素：,材料的種類及其力學(xué)性能；,2.預(yù)制孔的孔口狀態(tài)；,3.材料的相對(duì)厚度；,4.凸模的形狀,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),3、圓孔翻邊的工藝計(jì)算,翻邊時(shí)的工藝計(jì)算應(yīng)根據(jù)翻邊孔的直徑算出預(yù)制孔的直徑，并核算是否能一次完成。,（1）預(yù)制孔的直徑可根據(jù)彎曲件中性層長(zhǎng)度不變的原則做近似計(jì)算。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),（2）拉深后再翻邊的計(jì)算應(yīng)先決定翻邊所能達(dá)到的最大高度，然后根據(jù)翻邊高度及工件的高度來決定拉深件的高度。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),4.成形力的計(jì)算,圓柱形平底凸模圓孔翻邊力：,球底凸模圓孔翻邊力：,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),5、翻邊模設(shè)計(jì),平底凸模的圓角半徑rp應(yīng)盡可能大。,凸模、凹模間隙的確定,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、外緣翻邊,1、內(nèi)凹翻邊,變形與圓孔翻邊相似，屬于伸長(zhǎng)類翻邊,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、外緣翻邊,2、外凸翻邊,變形類似于淺拉深屬壓縮類翻邊,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),三、非圓孔類翻邊,分段分析,預(yù)制孔的弧線段展開寬度應(yīng)比直線段大5%10%,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),四、變薄翻邊,若零件的翻邊高度較大難于一次成形，內(nèi)壁又允許變薄時(shí)，可采用變薄翻邊，以提高生產(chǎn)率并節(jié)約材料。,變薄翻邊時(shí)，成形凸模、凹模間的間隙小于坯料的厚度。,變薄翻邊屬于體積變形，變形程度不僅決定于翻邊系數(shù)，還決定于豎邊的變薄系數(shù)K，K用下式表示：,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),四、變薄翻邊,一次變薄翻邊的變薄系數(shù)可取0.40.5，甚至更小。變薄翻邊預(yù)制孔的尺寸的計(jì)算，應(yīng)按翻邊前后體積不變的原則進(jìn)行。,用階梯凸模進(jìn)行翻邊。,生產(chǎn)中常用變薄翻邊來成形小螺紋底孔。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),第二節(jié)脹形,脹形是利用模具使板料拉伸變薄局部表面積增大以獲得零件的加工方法。主要用于平板毛坯的局部脹形、圓柱形毛坯的脹形及平板毛坯的脹拉成形等。,脹形塑性變形區(qū)局限于與凸模接觸部分。在凸模的作用下，變形區(qū)材料受雙向拉應(yīng)力作用，沿切向和徑向產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形，成形面積增大，材料厚度變薄。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),第二節(jié)脹形,脹形是利用模具使板料拉伸變薄局部表面積增大以獲得零件的加工方法。主要用于平板毛坯的局部脹形、圓柱形毛坯的脹形及平板毛坯的脹拉成形等。,脹形塑性變形區(qū)局限于與凸模接觸部分。在凸模的作用下，變形區(qū)材料受雙向拉應(yīng)力作用，沿切向和徑向產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形，成形面積增大，材料厚度變薄。,脹形時(shí)，由于毛坯變形區(qū)的材料受雙向拉應(yīng)力作用，主要工藝問題是拉伸破裂問題，即材料拉伸失穩(wěn)后，因強(qiáng)度不足而引起的破裂，脹形的成形極限以零件的是否發(fā)生破裂判斷。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),一、局部脹形,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),局部脹形的變形程度主要取決于材料的力學(xué)性能，材料塑性好、硬化指數(shù)值大時(shí)，變形程度的極限值就高，另外還受零件形狀、凸模表面質(zhì)量、潤(rùn)滑條件等因素的因素。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、圓柱空心毛坯的脹形,將圓柱形空心毛坯（管狀或桶狀）向外擴(kuò)張成曲面空心零件的沖壓方法為圓柱形空心毛坯脹形，用這種方法可獲得許多形狀復(fù)雜的零件。,圓柱空心毛坯脹形時(shí)，用來描述脹形變形程度的脹形系數(shù)Kp為：,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),三、脹拉成形,生產(chǎn)中常有一些底部曲率半徑很大的制件，如汽車上的某些覆蓋件和飛機(jī)蒙皮等，曲面部分變形量很小，通常稱之為大曲率半徑脹形。,這類零件的主要問題定型性問題，即要解決回彈問題?？捎貌捎妹浝尚谓鉀Q此問題。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),第五節(jié)大型覆蓋件的成形,大型覆蓋件是指汽車、拖拉機(jī)等構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和內(nèi)部零件的薄金屬板料制成的異形體零件。,同一般沖壓件相比，覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，沖壓成形的難度比較大。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),一、成形特點(diǎn),大型覆蓋件的成形多是脹形和拉深的復(fù)合成形。,為了能有效地控制材料的流動(dòng)，常采用拉深時(shí)增加工藝補(bǔ)充部分及在壓料面上設(shè)置拉深肋等措施，因此將引起附加拉應(yīng)力。,成形的形狀復(fù)雜，材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)也很復(fù)雜，受力狀態(tài)不易控制。,厚向異性系數(shù)、硬化指數(shù)n和伸長(zhǎng)率對(duì)覆蓋件拉深的影響。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、沖壓工藝要點(diǎn),（一）沖壓工藝方向,1）凸模能順利進(jìn)入凹模,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、沖壓工藝要點(diǎn),（一）沖壓工藝方向,2）凸模和坯料接觸良好,3）各部分材料的拉深深度盡量相同,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、沖壓工藝要點(diǎn),（二）壓料面,1）壓料面應(yīng)為平面、單曲面或曲率很小的雙曲面2）壓料面應(yīng)保證凸模對(duì)毛坯有一定的拉深效應(yīng)。,3）確定壓料面時(shí)，應(yīng)考慮毛坯定位的穩(wěn)定性、可靠、送料、取件方便。4）壓料面應(yīng)平滑光順，有利于毛坯往凹模型腔內(nèi)流動(dòng)。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、沖壓工藝要點(diǎn),（三）工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì),增加工藝補(bǔ)充的目的：改善覆蓋件的成形條件，通過工藝?yán)欤苄纬删植總?cè)壁高度，使拉伸件各處拉深高度較為均勻，促使材料各處的變形均勻一致，方便覆蓋件成形中的定位及后續(xù)修邊、翻邊等工序。,1）工藝切口。,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),二、沖壓工藝要點(diǎn)