在《冲压模具设计与制造》的第一页,总计48页的内容中,记录于2023年2月20日,星期三,涵盖了冲压、变形、分离、切断、冲孔、冲裁、拉深、胀形、弯曲、翻边、落料以及修边等工序。接下来的第二页,同样为48页的篇幅,同样是2023年2月20日,星期三,讨论了第五章的其它成形工艺,并明确了学习目的和要求。
掌握胀大、折叠、收窄、调整形状等工艺步骤的变形特性;特别关注胀大、折叠步骤的变形特性及其工艺计算要点。
难点:翻边工序的变形特点、工艺计算。
在第3页,总共48页的2023年2月20日星期三的文档中,第一节对应用这些工序的能力进行了概述,指出它们能够制造出众多结构复杂的零件。接下来,第五章将探讨其他多种成形工艺。
在冲压生产领域,除了冲裁、弯曲以及拉深等常规工序之外,尚存在一些特殊工艺,它们通过板料的局部变形来调整毛坯的形状与尺寸。这些工艺包括胀形、翻边、缩口、旋压以及校形等,它们共同构成了所谓的其它冲压成形工序。
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此图展示的是经过切割、膨胀、钻孔、圆孔翻边等步骤加工而成的第4页,总共有48页,记录于2023年2月20日,星期三。在伸长类成形过程中,例如胀形和圆内孔翻孔,其成形极限主要受到变形区域过大的拉伸应力导致的破裂限制;而在压缩类成形中,例如缩口和外缘翻凸边,其成形极限则主要受到变形区域过大的压缩应力导致的失稳和起皱限制。
第五章其它成形工艺
这些成型步骤的共性在于,它们通过局部改变材料形态来调整坯料或加工件的形状;然而,变形的具体特征存在显著差异,具体可划分为:在第5页所述内容中,涉及2023年2月20日星期三的第二节胀形操作,当坯料的外径与成形直径的比率D/d超过3时,其成型过程完全依赖于直径为d的圆形周界内金属厚度的减薄,以此实现表面积的扩大并完成成型。在《胀形的变形区》第五章中,关于其它成形工艺的讨论,第6页详细阐述了,全书共计48页,出版于2023年2月20日,星期三。在这一章节里,我们可以明显看出,在胀形变形区域内,金属同时承受着切向和径向的拉伸应力。这种应力状态将直接影响到其成形极限,并使其受到拉裂风险的制约。通常情况下,材料的塑性越强,硬化指数n值越高,其可能实现的极限变形程度也就越显著。
在胀形过程中,坯料承受着双向拉伸的应力,这使得变形区域的材料不会出现不稳定和起皱的情况,从而确保了成形后的零件表面光洁且质量上乘。此外,变形区材料在截面上的拉应力在厚度方向上的分布相对均匀,因此,在卸载后,材料的弹性回复非常小,这使得制造出尺寸精度较高的零件变得容易。在第七页,总计四十八页的文档中,记录于二〇二三年二月二十日,星期三,所谓的起伏成形,又称局部胀形,它能够用于压制出加强筋、凸包、凹坑、花纹图案以及各种标记。
加强筋第五章中关于其他成形工艺的讨论,其中平板坯料的起伏成形部分,对于简单起伏成形零件的极限变形程度,可以通过以下公式进行近似计算:详见第8页,全书共48页,出版于2023年2月20日,星期三。
当零件所需的加强筋变形超出允许范围,我们可以采取分步成形的策略,首先利用直径较大的球形凸模进行扩张,以此实现较大区域的材料聚集和均匀变形,随后通过第二道工序来塑造出符合要求的零件尺寸。第五章中涉及的其他成形工艺,对于制造加强筋所需的冲压力,可以通过以下公式进行近似估算:详见第9页,全书共48页,发布于2023年2月20日,星期三。关于空心坯料的胀形工艺,具体如下:首先,采用第五章中提到的胀形方法;其次,刚性模具的胀形,通常称作凸肚;此过程主要是为了使材料沿着径向进行拉伸;进而,将空心工序件或管状坯料向外扩张;最终,形成所需的凸起曲面,例如壶嘴、皮带轮、波纹管等。
通过锥形芯块的作用,将分瓣凸模顶起,从而促使工件膨胀至所需形状。分瓣凸模的数量增加,工件精度相应提升。然而,这种胀形技术存在不足,如难以形成高精度的旋转体,变形均匀性不佳,且模具结构相对复杂。详见第10页,全书共48页,出版于2023年2月20日,星期三,本章探讨了其他成形工艺中的软模胀形技术。
采用的方法是运用橡胶或聚氨酯、液体、气体以及钢丸等柔性材料替代硬质凸模。在软模进行胀形过程中,材料的变形分布较为均匀,这有助于确保零件的精确度,同时有利于制造结构复杂的空心部件,因此这一工艺在生产中被普遍采纳。在进行胀形操作之前,需先将液体注入到预先拉深好的工序件中,随后在上模下降的过程中,侧楔将分块凹模紧密闭合,最后在凸模施加的压力作用下,将工序件胀制成所需的零件。工序件在经历多次拉深后,会出现冷作硬化的情况,因此在进行胀形操作之前,必须实施退火处理,以确保金属的塑性得以恢复。在第11页,总计48页的2023年2月20日星期三,第五章关于轴向压缩与高压液体联合作用的胀形工艺中,首先将管坯放置于下模之中,接着将上模缓缓压下,随后确保管坯两端轴头紧贴管坯端部,再通过轴头中心孔注入高压液体,在高压液体与轴向压缩力的协同作用下,管坯得以胀形,从而形成所需的零件。采用此技术对高压管道的接口、自行车管件以及其他部件进行处理,效果显著。第12页,总计48页,2023年2月20日,星期三,第五章中关于其他成形工艺的讨论,涉及胀形的变形程度,具体内容在第13页,总计48页,2023年2月20日,星期三。其中,K值与坯料伸长率之间的关联性,详见第五章其他成形工艺中的胀形系数表,位于第14页,总计48页,2023年2月20日,星期三。此外,第五章还包含了关于胀形的坯料尺寸计算的详细内容。
在公式D×L中,母线的长度代表了变形区;伸长率则反映了坯料在切向拉伸过程中的增长;而切边余量b,通常选取在10至20毫米之间。
第五章其他成形工艺中,第15页至第48页,2023年2月20日星期三,关于胀形力的计算,胀形所需的力F可以通过以下公式得出:胀形单位面积的压力p则可以通过另一个公式来计算:在胀形变形区的实际应力进行近似估算时,取值约为(材料的抗拉强度)。至于第三节所述的翻边工艺,它是指在模具的作用下,通过冲压将坯料的孔边缘或外边缘加工成竖立边的成形技术。依据材料边缘的形态以及所承受的应力和应变状况的不同,翻边工艺可细分为内孔翻边与外缘翻边,同时还可区分为伸长型翻边和压缩型翻边。具体来说,圆孔翻边具有以下特点:首先,其变形特性;其次,变形的程度。
第五章,关于其它成形工艺的探讨,其中一节涉及内孔翻边变形的程度,详细内容见第17页,总计48页。此信息出自2023年2月20日,星期三的资料。
K被称作翻边系数,其数值越小,变形的程度就越高。在翻边过程中,孔边不发生破裂所能达到的最小K值,我们称之为极限翻边系数。表5.3.1中列出的是低碳钢圆孔翻边的极限翻边系数。针对其他材料,根据其塑性特性,可以参照表中数值进行适当的调整。从数据表中可以观察到,诸多因素对极限翻边系数产生影响,其中包括材料的塑性特性,以及翻边凸模的形状、孔的加工工艺,还有预制孔径与板料厚度之比(这一比值反映了工序件相对厚度的作用)。极限翻边系数
见表5.3.1翻边后竖边边缘的厚度,可按下式估算:
第18页,总计48页,2023年2月20日,星期三,第五章中的其他成形工艺部分(2)涉及翻边工艺的计算,包括:预冲孔的直径d,以及竖边的高度H或其最大高度。第19页,总计48页,2023年2月20日,星期三,第五章中的其他成形工艺部分(2)进一步阐述了先进行拉深,然后冲压底孔,最后进行翻边的工艺计算。
在阅读第20页至第48页的2023年2月20日星期三的第五章“其它成形工艺(3)”中,我们了解到,在采用圆柱形平底凸模进行翻边操作时,翻边高度h的预制孔直径或翻边的最大高度,需参照第20页的内容。计算翻边力时,可依据特定公式进行。而若使用锥形或球形凸模进行翻边,所需的力会略低于上述公式计算出的数值。第21页,总计48页,2023年2月20日,星期三。第五章中关于非圆孔翻边的讨论,涉及到其它成形工艺中的变形区分类。对于非圆孔的极限翻边系数,我们可以根据每个圆弧段的圆心角α的具体数值,参照表5.3.2进行查询。
在2023年2月20日星期三的资料中,第22页共计48页,提到伸长类翻边工艺,其中第五章涉及了其他成形工艺。在讨论外缘翻边时,强调了变形程度,指出应在坯料两端对轮廓线进行必要的调整。
根据变形特性进行分类,可分为压缩型翻边和伸长型翻边,其中伸长型翻边又细分为平面翻边和曲面翻边。
在2023年2月20日星期三的文档第23页中,共计48页,阐述了第五章关于其它成形工艺的内容,特别是针对伸长类曲面翻边的处理方法,其中提到:①运用力度较大的压料设备。
凸模的曲面形状需要进行调整,同时,冲压的方向需要谨慎选择:对于伸长类平面翻边和伸长类曲面翻边,应参考第24页的内容,共计48页,资料来源于2023年2月20日,星期三的发布。此外,在第五章中关于压缩类翻边的讨论,以及其他成形工艺的变形程度,同样需要配备防皱的压料装置。
凹模的曲面形态需要得到调整,同时,在确定冲压方向时,应遵循与进行伸长类曲面翻边操作时相同的选取准则。
同样需要调整坯料的展开形态,包括压缩类平面翻边和压缩类曲面翻边:前者如第25页所述的压缩类平面翻边,后者如第25页所提到的压缩类曲面翻边。这些操作对于生产竖边较高的零件来说,不仅能提升生产效率,还能有效节省材料。
在第五章关于其它成形工艺的讨论中,第三部分指出,变薄翻边竖边的高度计算需遵循体积不变的原则。
在第26页至第48页的范围内,针对M5以下的小螺孔进行冲制,日期为2023年2月20日,星期三。第五章中,我们探讨了多种成形工艺,包括第27页的其它成形件,第28页的胀形变形区,以及第29页的起伏成形。在第30页,我们讨论了起伏成形前后材料的长度变化。在第31页,我们深入研究了深度较大的局部胀形法,包括预成形和最后成形。此外,本章还介绍了使用刚性凸模的胀形过程,涉及凹模、分瓣凸模、拉簧和锥形芯块等要素。
第五章中,涉及多种成形工艺的软凸模胀形过程,包括凸模、分块凹模、橡胶侧楔及液体等元素的应用,具体内容分布在第32至33页。同时,本章还探讨了加轴向压缩的液体胀形,涉及上模、轴头、下模和管坯等,详述于第33页。在第34页,分析了圆孔翻边时的应力与变形情况。第35页则描述了圆孔翻边凸模的形状与尺寸。第36页介绍了非圆孔翻孔工艺。第37页针对伸长类曲面翻边凸模形状的修正进行了讨论,包括凹模、顶料板和凸模等。第38页阐述了曲面翻边时的冲压方向。第39页对压缩类曲面翻边凹模形状的修正进行了说明,涉及凹模、压料板和凸模等。第40页介绍了使用阶梯形凸模进行变薄翻边的工艺,包括零件和凸模等。第41页讲述了内孔翻边模的设计。第42页和第43页分别介绍了内、外缘翻边模的设计。此外,第43页还展示了落料、拉深、冲孔、翻孔复合模的结构,包括凸凹模、冲孔凸模、推件块、落料凹模、顶件块、顶杆、固定板、卸料板和垫片等组件。
第五章中关于其它成形工艺的内容,分别占据了第44页至第46页,共计48页。今日为2023年2月20日,星期三。在此,对大家的观看表示衷心的感谢。敬请期待下一期内容,发布日期为2月27日。