縮口工藝與模具結(jié)構(gòu)介紹

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫其他金屬材料成型技術(shù)課程縮口工藝與模具結(jié)構(gòu)介紹主講教師：呂淑艷縮口是將先拉深好的圓筒形件或管件坯料，通過縮口模具使其口部直徑縮小的一種成形工序。它廣泛地用于國防工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)和日用工業(yè)中。若用縮口代替拉深工序加工某些零件，可以減少成形工序。如圖1所示的沖件，原來采用拉深工藝需要五道工序，現(xiàn)改用管料縮口工藝后只要三道工序。1、 變形特點圖1 縮口與拉深工藝比較a）拉深工藝 b）縮口工藝縮口的變形特點如圖2所示，在壓力F的作用下，模具工作部分壓迫坯料的口部，使變形區(qū)的材料基本上處于兩向受壓的平面應(yīng)力狀態(tài)和一向壓縮、兩向伸長的立體應(yīng)變狀態(tài)。在切向壓縮主應(yīng)力的

2、作用下，產(chǎn)生了切向壓縮主應(yīng)變。由此引起的材料轉(zhuǎn)移導(dǎo)致高度和厚度方向的伸長應(yīng)變和，變形主要是直徑因切向受壓而縮小，同時高度和厚度有相應(yīng)的增加。圖2 縮口變形應(yīng)力應(yīng)變坯料端部直徑在縮口前后不宜相差太大，否則切向壓應(yīng)力值過大，易使變形區(qū)失穩(wěn)起皺。在非變形區(qū)的筒壁部分由于承受縮口壓力，也有可能失穩(wěn)而彎曲變形，所以防止失穩(wěn)起皺和彎曲變形時縮口工藝要解決的主要問題。2、 縮口系數(shù)縮口變形程度用縮口系數(shù)m表示式中 d縮口后直徑； D縮口前直徑。材料的塑性好、厚度大，模具對筒壁的支承剛性好，極限縮口系數(shù)就小。此外，極限縮口系數(shù)還與模具工作部分的表面形狀和粗糙度、坯料的表面質(zhì)量、潤滑等有關(guān)。不同材料和厚度的平均

3、縮口系數(shù)、不同支承方式所允許的第一次縮口的極限縮口系數(shù)m見書中相關(guān)表?？s口模具對縮口件筒壁的支承形式有三種：圖3a是無支承形式，此類模具結(jié)構(gòu)簡單，但坯料筒壁的穩(wěn)定性差；圖3b是外支承形式，此類模具較前者復(fù)雜，對坯料筒壁的支承穩(wěn)定性好，極限縮口系數(shù)可取得小些；圖3c為內(nèi)外支承形式，此類模具最為復(fù)雜，對坯料筒壁的支承穩(wěn)定性最好，極限縮口系數(shù)可取得更小。圖3 不同支撐方式的縮口縮口工件的d/D值大于極限縮口系數(shù)時，則一次縮口即成；當(dāng)d/D值小于極限縮口系數(shù)時，則需多次縮口，每次縮口工序后最好進(jìn)行中間退火。首次縮口系數(shù)，以后各次縮口系數(shù)。縮口次數(shù)為3、 坯料尺寸計算縮口坯料尺寸主要是指縮口前坯料的高度

4、，一般根據(jù)變形前后體積不變的原則計算，各種形狀工件縮口前高度的計算公式件書中表?？s口后徑口部的厚度略為變厚，一般可忽略不計，精確時按下式計算式中 各次縮口后材料的厚度； 各次縮口后頸部直徑； 縮口前材料的厚度； 縮口前口部的直徑。4、 縮口?？s口模工作部分的尺寸根據(jù)縮口部分尺寸來確定，并應(yīng)考慮縮口件產(chǎn)生的比縮口模實際尺寸大0.5%0.8的彈性恢復(fù)量，以減少試沖后模具的修正量。縮口凹模的半錐角對縮口成形很重要，小些對縮口變形有利，一般半錐角<45°，最好半錐角<30°。當(dāng)半錐角值合理時，極限縮口系數(shù)可比平均縮口系數(shù)小10%15%。圖4為無支承襯套縮口模，適用于管子

5、高度不大、帶底零件的錐形縮口。圖5為倒擠式縮口模。此模通用性好，更換不同尺寸的凹模6和導(dǎo)正圈5以及凸模3，就可進(jìn)行不同孔徑的縮口。導(dǎo)正圈主要起導(dǎo)向和定位作用，同時起一定的外支承筒壁的作用。凸模加工成臺階形式，下部小直徑恰好深人坯料內(nèi)孔起定位導(dǎo)向及內(nèi)支承作用。沖壓時凸模大臺階對坯料加壓，使之進(jìn)人凹模6而壓縮成形。凹模6內(nèi)孔的表面粗糙度要小，以防刮傷零件表面，此模適用于較長零件的縮口。圖6為氣瓶縮口模?？s口前先采用拉深工藝制成圓筒形件，再進(jìn)行縮口成形，縮口模采用外支承式一次縮口成形。模具使用標(biāo)準(zhǔn)下彈頂器，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加長。圖6 氣瓶縮口模1-頂桿 2-下模座 3、14-螺釘 4、11-銷釘 5-下固定板 6-墊板 7-外支撐套8-縮口凹模 9-頂出器 10-上模座 12-打料桿 13-模柄 15-導(dǎo)柱 16-導(dǎo)