第5章胀形翻边缩口成型及工艺
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第五章 成形工序
当变形区与边缘少于三倍板料厚度时，可能会发生拉深现象， 当变形区与边缘少于三倍板料厚度时，可能会发生拉深现象， 这时对于精度要求较高的材料应该留出切边余量， 这时对于精度要求较高的材料应该留出切边余量，也可以通过增大压 边力的方法防止材料滑动。 边力的方法防止材料滑动。
空心坯料胀形
空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料胀出所需曲面的一种加工 方法。用这种方法可以成形高压气瓶、球形容器、波纹管、 方法。用这种方法可以成形高压气瓶、球形容器、波纹管、自行车 三通接头等产品或零件. 三通接头等产品或零件 空心件坯料胀形变形程度受材料极限变形程度限制， 空心件坯料胀形变形程度受材料极限变形程度限制，变形程度 以胀形系数K表示 表示。 以胀形系数 表示。
缩口力 只有外支承的缩口压力，可按下式估算：
d 1 F = k(1.1πDt 0σ b(1− )(1+ µ cot α ) ] D cosα
式中： F—缩口力（N) K—速度系数，用曲柄压力机时 k=1.15
σb —材料的抗拉强度（MPa)
µ —工件与凹模接触的摩擦系
数
其它圆孔翻边方法： 1 拉深后翻边 2 无预制孔翻边
外缘翻边： 外缘翻边： 可以分为内曲翻边和外缘翻边，外曲翻边近似于浅拉深， 可以分为内曲翻边和外缘翻边，外曲翻边近似于浅拉深，变形 区切向受压，属于压缩变形，内区翻边变形区近似于圆孔翻边， 区切向受压，属于压缩变形，内区翻边变形区近似于圆孔翻边，切向 受拉，属于伸长类变形。 受拉，属于伸长类变形。
常见的缩口形式如下：
变形程度 缩口变形程度用缩口系数ms来表示，其表达式：
d ms = D
式中 d—缩口后的直径 D—为缩口前的直径
缩口的工艺计算 缩口次数及缩口系数的确定 缩口次数由下式确定：
第5章_局部成形工艺与模具设计-49页文档资料
径缩小的一种成形方法。缩口工艺在国防工业和民用工业中有广 泛应用，枪炮的弹壳、钢气瓶等。 一、变形特点
毛坯口部受切向压应力的 作用，口部产生压缩变形，直 径减小，厚度和高度增加。
二、变形程度 1. 缩口系数
Kd/D
平均缩口系数 K
不同支撑方式的缩口系数 K
(a)
(b)
(c)
不同支承方式的缩口
D0
或
K=1+
胀形前后尺寸的变化
3）胀形的坯料尺寸计算
DO
Dmax K
Ll[1(0.3~0.4)]b
4）胀形力的计算
F Ap
P——胀形单位压力； A——胀形面积
b
P1.15b
2t Dmin
——胀形变形区真实应力，(材料的抗拉强度MPa)；
Dmin ——胀形最小直径，mm； t ——材料原始厚度，mm。
伸长类翻边
a.伸长类平面翻边
b.伸长翻边的坯料
外缘翻边时材料的允许变形程度
2.压缩类翻边
压缩类翻边的变形程 度可用下式表示:
K b Rb
压缩类平面翻边：
①也要采用防皱的压料装置 ②也需修正坯料的展开形状
压缩类曲面翻边：
①凹模的曲面形状应修正
(a)
(b)
图6-17 压缩类翻边
a 、b平面压缩翻边
(a)
(b)
图6-6 用软凸模的胀形 1－凸模 2－分块凹模 3－橡胶 4－侧楔 5－液体
(a)胀形前
(b)胀形后
加轴向压缩的液体胀形
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯
2）胀形的变形程度 常用胀形系数 K 表示空心毛坯的变形程度：
K Dmax D0
毛坯口部受切向压应力的 作用，口部产生压缩变形，直 径减小，厚度和高度增加。
二、变形程度 1. 缩口系数
Kd/D
平均缩口系数 K
不同支撑方式的缩口系数 K
(a)
(b)
(c)
不同支承方式的缩口
D0
或
K=1+
胀形前后尺寸的变化
3）胀形的坯料尺寸计算
DO
Dmax K
Ll[1(0.3~0.4)]b
4）胀形力的计算
F Ap
P——胀形单位压力； A——胀形面积
b
P1.15b
2t Dmin
——胀形变形区真实应力，(材料的抗拉强度MPa)；
Dmin ——胀形最小直径，mm； t ——材料原始厚度，mm。
伸长类翻边
a.伸长类平面翻边
b.伸长翻边的坯料
外缘翻边时材料的允许变形程度
2.压缩类翻边
压缩类翻边的变形程 度可用下式表示:
K b Rb
压缩类平面翻边：
①也要采用防皱的压料装置 ②也需修正坯料的展开形状
压缩类曲面翻边：
①凹模的曲面形状应修正
(a)
(b)
图6-17 压缩类翻边
a 、b平面压缩翻边
(a)
(b)
图6-6 用软凸模的胀形 1－凸模 2－分块凹模 3－橡胶 4－侧楔 5－液体
(a)胀形前
(b)胀形后
加轴向压缩的液体胀形
1－上模 2－轴头 3－下模 4－管坯
2）胀形的变形程度 常用胀形系数 K 表示空心毛坯的变形程度：
K Dmax D0
第5章胀形翻边缩口成型及工艺
胀形工艺与模具设计
底部起伏 成形计算
侧壁胀形 计算
总胀形力
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
胀形工艺与模具设计
1—下模座； 2、11—螺钉； 3—压凹坑凸模； 4—压凹坑凹模； 5—胀形下模； 6—胀形上模； 7—聚氨酯橡胶； 8—拉杆； 9—上固定板； 10—上模； 12—模柄； 13—弹簧； 14—拉杆螺栓； 15—导柱； 16—导套 胀形模模具装配图
不同材料和厚度的平均缩口系数
m0
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
不同模具结构的极限缩口系数
mmin
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
缩口次数的计算公式：
m为缩口系数 m0为平均缩口系数
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
斜口形式毛坯高度 ：
胀形工艺与模具设计
d max k d0
极限胀形系数 Kmax 与工件切向伸长率 A 的关系为：
或
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
2）软模胀形力
1）刚性凸模胀形力
3）胀形毛坯尺寸
毛坯长度 L0：
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
胀形工艺与模具设计
胀形零件
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
修边余量
拉深的工艺性
基
本
概
念
变薄拉深
变薄拉深主要是在拉深过程中改变拉深件筒壁厚度，而毛坯的直 径变化很小的拉深方法 。
5.1
5.1.1 胀形的变形特点
胀形工艺与模具设计
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
模具第五章成形模
H：H=0.15d=2.5mm。此值大于工件底部起伏成形 的实际高度，所以可一次起伏成形。
起伏成形力F=KAt²=4909N
2）侧壁胀形计算：
计算该工件侧壁胀形的胀形因数，已知d0=39mm， dmax=46.8mm ，K=46.8÷39=1.2。 查表5-3得极限胀形因数为1.24。该工件的胀形因数 小于极限胀形因数，侧壁可一次胀形成形。
5
成形方式、工艺条件和材料性能的改变，都会引起变形区的应力与应变发生变 化，分析应变区的应力、应变分布与变化情况，可以寻求改善板料塑性变形的 措施，以提高零件的表面质量与尺寸精度。
胀形的成形极限是衡量零件在胀形时不产生破裂所能达到的最大变形。由于胀 形方法不同，变形在毛坯变形区内的分布也不同，模具结构、工件形状、润滑 条件及材料性能均影响金属的变形，故各种胀形的成形极限表示方法也不同， 即：纯胀形时常用胀形深度表示成形极限；管形毛坯胀形时常用胀形因数表示 成形极限。虽然，胀形成形极限表示方法不同，但由于胀形区变形性质相同， 且破裂只与变形应变状态有关，所以影响因数类似。
第五章 成形模
第一节 第二节 第三节 第四节
胀形 翻边 缩口 冷挤压
1
在冲压生产中，除冲裁、弯曲、拉深等工序外，还有 一些工序包括：胀形、翻边、缩口、校形等，把这类 工序统称为成形工序。成型工序即：用各种局部变形 的方式来改变工件或毛坯形状的各种加工方法。
从变形的特点来看，这类工序有相同之处，也有不同。 如胀形和翻边等主要是受拉力产生伸长变形，易被拉 裂而破坏；缩口和外缘翻凸边，则主要受压应力产生 压缩变形，易起皱而破坏。针对不同的工序，分析其 不同的受力与变形，设计出合理的成形工艺和模具。
对图5-1所示的胀形工件分析发现，当从毛坯的变形区内取出一小块单元体时 （见上图），该单元体为双向拉应力状态，在一般情况下变形区内金属不会产 生失稳起皱，表面光滑，质量好。由于毛坯的厚度相对于毛坯的外形尺寸极小， 胀形时双向拉应力在变形区板厚方向上的变化很小，从毛坯的内表面到外表面 分布较均匀，因此当胀形力卸除后，零件内、外回弹方向一致，弹复较小，工 件形状容易冻结，尺寸精度容易保证。对于某些曲率半径较大的曲面工件，如 汽车的覆盖件、车门、车顶等，在成形时，通常采用加大其胀形成分的方法 （增大压边力或加拉深肋）来减少回弹，使工件表面平滑，保证工件质量。
起伏成形力F=KAt²=4909N
2）侧壁胀形计算：
计算该工件侧壁胀形的胀形因数，已知d0=39mm， dmax=46.8mm ，K=46.8÷39=1.2。 查表5-3得极限胀形因数为1.24。该工件的胀形因数 小于极限胀形因数，侧壁可一次胀形成形。
5
成形方式、工艺条件和材料性能的改变，都会引起变形区的应力与应变发生变 化，分析应变区的应力、应变分布与变化情况，可以寻求改善板料塑性变形的 措施，以提高零件的表面质量与尺寸精度。
胀形的成形极限是衡量零件在胀形时不产生破裂所能达到的最大变形。由于胀 形方法不同，变形在毛坯变形区内的分布也不同，模具结构、工件形状、润滑 条件及材料性能均影响金属的变形，故各种胀形的成形极限表示方法也不同， 即：纯胀形时常用胀形深度表示成形极限；管形毛坯胀形时常用胀形因数表示 成形极限。虽然，胀形成形极限表示方法不同，但由于胀形区变形性质相同， 且破裂只与变形应变状态有关，所以影响因数类似。
第五章 成形模
第一节 第二节 第三节 第四节
胀形 翻边 缩口 冷挤压
1
在冲压生产中，除冲裁、弯曲、拉深等工序外，还有 一些工序包括：胀形、翻边、缩口、校形等，把这类 工序统称为成形工序。成型工序即：用各种局部变形 的方式来改变工件或毛坯形状的各种加工方法。
从变形的特点来看，这类工序有相同之处，也有不同。 如胀形和翻边等主要是受拉力产生伸长变形，易被拉 裂而破坏；缩口和外缘翻凸边，则主要受压应力产生 压缩变形，易起皱而破坏。针对不同的工序，分析其 不同的受力与变形，设计出合理的成形工艺和模具。
对图5-1所示的胀形工件分析发现，当从毛坯的变形区内取出一小块单元体时 （见上图），该单元体为双向拉应力状态，在一般情况下变形区内金属不会产 生失稳起皱，表面光滑，质量好。由于毛坯的厚度相对于毛坯的外形尺寸极小， 胀形时双向拉应力在变形区板厚方向上的变化很小，从毛坯的内表面到外表面 分布较均匀，因此当胀形力卸除后，零件内、外回弹方向一致，弹复较小，工 件形状容易冻结，尺寸精度容易保证。对于某些曲率半径较大的曲面工件，如 汽车的覆盖件、车门、车顶等，在成形时，通常采用加大其胀形成分的方法 （增大压边力或加拉深肋）来减少回弹，使工件表面平滑，保证工件质量。
第五章胀形工艺及模具设计
2024/3/17
2、胀形的变形程度
常用胀形系数Ｋp表示
Kp
dmax d0
Ｋp和坯料切向伸长率δθ的关系：
dmax d0
d0
Kp
1
3、胀形的坯料尺寸计算
坯料直径 d0 ：
d0
dmax Kp
坯料长度Ｌ0: L0 L [1 (0.3 ~ 0.4) ] h
变形区母 线长度
修边余量，可取10~20 mm
2024/3/17
六、胀形模设计举例
1、工艺分析 该罩盖工件（软钢）侧壁属空心毛坯
胀形，底部属起伏成形，具有代表性。
2、工艺计算
底部压凹坑的计算 查表5-2 得极限胀形深度 [hmax/d]= 0.15~0.2 而实际相对深度
hmax/d=2/15 =0.13，可以一次成形。
压凹坑所需成形力计算：
用球头凸模对低碳钢、软铝等胀形时，可达到的极限胀形高度 h 约等于 球头直径d 的1/3。用平头凸模胀形可能达到的极限高度取决于凸模的圆角半 径，其取值范围见表5-2。
❖ 压凸包成形力： F KAt2
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三、圆柱空心毛坯的胀形
俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，将空 心工序件或管状坯料向外扩张，胀出所需的凸 起曲面，如高压气瓶、球形容器、波纹管、自 行车三通接头、壶嘴、皮带轮等。
2024/3/17
胀形
起伏成形 圆柱形空心毛坯的凸肚成形 波纹管及平板毛坯张拉成形
一、胀形变形特点
当坯料外径与成形直径的比值 D/d＞3 时，其成形完全依赖于直 径为d 的圆周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大而成形。
胀形的变形区及其应力应变示意图:
2024/3/17
➢ 胀形变形过程中，毛坯被带凸筋的压边圈压紧，外部材料无法流入， 变形被限制在凸筋或凹模圆角以内的局部区域。 ➢ 胀形变形服从材料的变形规律 ——当存在多种变形可能性时，实际的变形方式使得载荷最小。毛 坯的外径足够大，内孔较小时，拉深变形阻力和扩孔、翻边变形阻 力大于胀形变形阻力时，变形性质由胀形决定。
2、胀形的变形程度
常用胀形系数Ｋp表示
Kp
dmax d0
Ｋp和坯料切向伸长率δθ的关系：
dmax d0
d0
Kp
1
3、胀形的坯料尺寸计算
坯料直径 d0 ：
d0
dmax Kp
坯料长度Ｌ0: L0 L [1 (0.3 ~ 0.4) ] h
变形区母 线长度
修边余量，可取10~20 mm
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六、胀形模设计举例
1、工艺分析 该罩盖工件（软钢）侧壁属空心毛坯
胀形，底部属起伏成形，具有代表性。
2、工艺计算
底部压凹坑的计算 查表5-2 得极限胀形深度 [hmax/d]= 0.15~0.2 而实际相对深度
hmax/d=2/15 =0.13，可以一次成形。
压凹坑所需成形力计算：
用球头凸模对低碳钢、软铝等胀形时，可达到的极限胀形高度 h 约等于 球头直径d 的1/3。用平头凸模胀形可能达到的极限高度取决于凸模的圆角半 径，其取值范围见表5-2。
❖ 压凸包成形力： F KAt2
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三、圆柱空心毛坯的胀形
俗称凸肚，它是使材料沿径向拉伸，将空 心工序件或管状坯料向外扩张，胀出所需的凸 起曲面，如高压气瓶、球形容器、波纹管、自 行车三通接头、壶嘴、皮带轮等。
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胀形
起伏成形 圆柱形空心毛坯的凸肚成形 波纹管及平板毛坯张拉成形
一、胀形变形特点
当坯料外径与成形直径的比值 D/d＞3 时，其成形完全依赖于直 径为d 的圆周以内金属厚度的变薄实现表面积的增大而成形。
胀形的变形区及其应力应变示意图:
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➢ 胀形变形过程中，毛坯被带凸筋的压边圈压紧，外部材料无法流入， 变形被限制在凸筋或凹模圆角以内的局部区域。 ➢ 胀形变形服从材料的变形规律 ——当存在多种变形可能性时，实际的变形方式使得载荷最小。毛 坯的外径足够大，内孔较小时，拉深变形阻力和扩孔、翻边变形阻 力大于胀形变形阻力时，变形性质由胀形决定。
钣金与成型第5章 胀形与翻边
形）等表示成形极限。
虽然胀形成形极限表示方法不同，但由于胀形区应变
性质相同，且破裂只与变形区应变情况有关，所以影响因 素基本相似。
影响胀形成形极限的材料因素主要是延伸率和应变硬化指
数。一般来讲，延伸率大，破裂前允许的变形程度大，成形极 限也大；应变硬化指数值大，应变硬化能力强，可促使应变分 布趋于均匀化，同时还能提高材料的局部应变能力，故成形极 限也大。
l' l e 2 n l' 0.8
5、 2
翻边
翻边：利用模具将工件的孔边缘翻成竖直
的边。
（图7-1）
一、圆孔翻边 1、圆孔翻边的变形特点（图7-2 ） 变形区应力状态为双向（径向、切向） 受拉的平面应力状态。
变形区的双向应力分布为： 1.155 s
1.155 s (1
极限胀形系数与毛坯切向的许用延 ' 伸率有关，即： dmax d0 p K p 1 d0
（3）张拉成形
特点：曲面变形量很小，破裂不是生产中的主要问题，
零件脱模后的曲面回弹，造成零件出现较大的形 状误差。
措施：工艺上：１）调整压边力；
２）使用拉深筋； ３）增大毛料尺寸等。 选材上：选用屈强比较小的板料成形零件。 张拉成形变形特点及应力应变状态图。
平板张拉成形
……
利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加工方 法叫翻边。 按工艺特点，翻边分为： 内孔（圆孔或非圆孔）翻边 外缘翻边（内曲翻边、外曲翻边）
变薄翻边
……
按变形性质，翻边分为：
伸长类翻边
压缩类翻边
变薄翻边（属体积成形）
伸长类翻边的特点：
变形区材料切向受拉应力，切向产生伸长变形，导致厚度 减薄，容易发生破裂，如圆孔翻边、外缘的内曲翻边等。 压缩类翻边的特点： 变形区材料切向受压缩应力，切向产生压缩变形，导致厚 度增大，容易起皱，如外缘的外曲翻边。 非圆孔翻边经常是由伸长类翻边、压缩类翻边和弯曲组合 起来的复合成形。
虽然胀形成形极限表示方法不同，但由于胀形区应变
性质相同，且破裂只与变形区应变情况有关，所以影响因 素基本相似。
影响胀形成形极限的材料因素主要是延伸率和应变硬化指
数。一般来讲，延伸率大，破裂前允许的变形程度大，成形极 限也大；应变硬化指数值大，应变硬化能力强，可促使应变分 布趋于均匀化，同时还能提高材料的局部应变能力，故成形极 限也大。
l' l e 2 n l' 0.8
5、 2
翻边
翻边：利用模具将工件的孔边缘翻成竖直
的边。
（图7-1）
一、圆孔翻边 1、圆孔翻边的变形特点（图7-2 ） 变形区应力状态为双向（径向、切向） 受拉的平面应力状态。
变形区的双向应力分布为： 1.155 s
1.155 s (1
极限胀形系数与毛坯切向的许用延 ' 伸率有关，即： dmax d0 p K p 1 d0
（3）张拉成形
特点：曲面变形量很小，破裂不是生产中的主要问题，
零件脱模后的曲面回弹，造成零件出现较大的形 状误差。
措施：工艺上：１）调整压边力；
２）使用拉深筋； ３）增大毛料尺寸等。 选材上：选用屈强比较小的板料成形零件。 张拉成形变形特点及应力应变状态图。
平板张拉成形
……
利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加工方 法叫翻边。 按工艺特点，翻边分为： 内孔（圆孔或非圆孔）翻边 外缘翻边（内曲翻边、外曲翻边）
变薄翻边
……
按变形性质，翻边分为：
伸长类翻边
压缩类翻边
变薄翻边（属体积成形）
伸长类翻边的特点：
变形区材料切向受拉应力，切向产生伸长变形，导致厚度 减薄，容易发生破裂，如圆孔翻边、外缘的内曲翻边等。 压缩类翻边的特点： 变形区材料切向受压缩应力，切向产生压缩变形，导致厚 度增大，容易起皱，如外缘的外曲翻边。 非圆孔翻边经常是由伸长类翻边、压缩类翻边和弯曲组合 起来的复合成形。
模具设计-冲压工艺与模具设计第五章 精品
l0,l1 胀形变形区变形前后截面的长度; K 形状系数，加强筋k 0.7 ~ 0.7（5 半圆筋取最大值，梯形筋 取最小值）。
欲提高胀形的极限变形程度,可采用(如图5.1.4)所示两次胀
形法。
1.压加强筋
(1)用刚性凸模压制加强筋的变形力按式 F KLt 计算 :
(2)对在曲柄压力机上用薄料（ t<1.5mm）对小工件（面积
(4)翻边力与压边力 在所有凸模中，圆柱形平底凸模的翻边力最大。 其公式为：
F 1.1 (D d 0) b
(2)侧壁胀形计算： K dmax 46.8 1.2
d0 39
侧壁成形力近似按两端不固定形式计算：
F侧胀
Ap
dmax
L
2t d max
b
46.8 40
2 0.5 430N 46.8
54105.89N
胀形前毛坯的原始长度L0由式计算： 可以计算：L0 L[1 (0.3 ~ 0.4) ] Δh
表性。
2.工艺计算 (1)底部压凹坑的计算 查教材表5.1.2得极限胀形深度h=0.15,d=2.25mm,此值大于
工件工件底部凹坑的实际高度，可以一次成形。
压凹所需成形力计算：
F压凹
KAt 2
250
4
152
052
11044.69N
图 5.1.9 罩盖胀形
1—下模板 2—螺栓 3—压凹坑凸模 4—压凹坑凹模 5—胀形下模 6—胀形上模 7—聚氨脂 橡胶 8—拉杆 9—上固定板 10—上模板 11—螺栓 12—模柄 13—弹簧 14—螺母 15—拉杆螺 栓 16—导柱 17—导套
a. 一次翻边成形 (如图5.2.4)所示是在平板毛坯上一次翻孔的图。
d0与H 按下式计算:
欲提高胀形的极限变形程度,可采用(如图5.1.4)所示两次胀
形法。
1.压加强筋
(1)用刚性凸模压制加强筋的变形力按式 F KLt 计算 :
(2)对在曲柄压力机上用薄料（ t<1.5mm）对小工件（面积
(4)翻边力与压边力 在所有凸模中，圆柱形平底凸模的翻边力最大。 其公式为：
F 1.1 (D d 0) b
(2)侧壁胀形计算： K dmax 46.8 1.2
d0 39
侧壁成形力近似按两端不固定形式计算：
F侧胀
Ap
dmax
L
2t d max
b
46.8 40
2 0.5 430N 46.8
54105.89N
胀形前毛坯的原始长度L0由式计算： 可以计算：L0 L[1 (0.3 ~ 0.4) ] Δh
表性。
2.工艺计算 (1)底部压凹坑的计算 查教材表5.1.2得极限胀形深度h=0.15,d=2.25mm,此值大于
工件工件底部凹坑的实际高度，可以一次成形。
压凹所需成形力计算：
F压凹
KAt 2
250
4
152
052
11044.69N
图 5.1.9 罩盖胀形
1—下模板 2—螺栓 3—压凹坑凸模 4—压凹坑凹模 5—胀形下模 6—胀形上模 7—聚氨脂 橡胶 8—拉杆 9—上固定板 10—上模板 11—螺栓 12—模柄 13—弹簧 14—螺母 15—拉杆螺 栓 16—导柱 17—导套
a. 一次翻边成形 (如图5.2.4)所示是在平板毛坯上一次翻孔的图。
d0与H 按下式计算:
胀形、缩口、翻边教案
第页
讲授法
5.5校平与整形
板书
10分
利用模具使坯料局部或整体产生不大的塑性变形，
了解
以消除平面度误差，提高制件形状及尺寸精度的冲压
成形方法。
校平和整形工序的工艺特点：
1）允许的变形量很小，坯料的形状与尺寸与制件非常
接近；
2）对模具的成形部分的精度要求比较高；
3）通常在专用的精压机进行校平和整形，若用机械
5.5.2整形
板书
弯曲回弹会使工件的弯曲角度改变；由于凹模圆
了解
角半径的限制，拉深或翻边的工件也不能达到较小的圆
角半径。利用模具使弯曲或拉深后的冲压件局部或整
体产生少量塑性变形以得到较准确的尺寸和形状，称为
整形。整形常在弯曲、拉深、成形工序之后。
四
小结
归纳法
1、冷挤压，胀形
3分
2、缩口
3、校平与整形
江苏省技工学校教案首页
授课日期
班级
课题§5.2胀形 5.3翻边 5.4缩口 5.5校平与整形
教学目的、要求
掌握胀形工艺
掌握缩口工艺
了解校平与整形及翻边
教学重点、难点重点：胀形工艺
难点：缩口工艺
授课方法问答法、讲授法、归纳法、演示法
教学参考及教具（含电教设备）
《模具设计与制造》轻工业出版社、多媒体
授课执行情况及分析
板书设计或授课提纲：
5.2胀形
1、定义
2、起伏成形
胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。
5.3翻边
利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻成竖立直边的成形方法。
1、内孔翻边
1）变形特点
2）外缘翻边
2.分类
（1）外凸外缘翻边
讲授法
5.5校平与整形
板书
10分
利用模具使坯料局部或整体产生不大的塑性变形，
了解
以消除平面度误差，提高制件形状及尺寸精度的冲压
成形方法。
校平和整形工序的工艺特点：
1）允许的变形量很小，坯料的形状与尺寸与制件非常
接近；
2）对模具的成形部分的精度要求比较高；
3）通常在专用的精压机进行校平和整形，若用机械
5.5.2整形
板书
弯曲回弹会使工件的弯曲角度改变；由于凹模圆
了解
角半径的限制，拉深或翻边的工件也不能达到较小的圆
角半径。利用模具使弯曲或拉深后的冲压件局部或整
体产生少量塑性变形以得到较准确的尺寸和形状，称为
整形。整形常在弯曲、拉深、成形工序之后。
四
小结
归纳法
1、冷挤压，胀形
3分
2、缩口
3、校平与整形
江苏省技工学校教案首页
授课日期
班级
课题§5.2胀形 5.3翻边 5.4缩口 5.5校平与整形
教学目的、要求
掌握胀形工艺
掌握缩口工艺
了解校平与整形及翻边
教学重点、难点重点：胀形工艺
难点：缩口工艺
授课方法问答法、讲授法、归纳法、演示法
教学参考及教具（含电教设备）
《模具设计与制造》轻工业出版社、多媒体
授课执行情况及分析
板书设计或授课提纲：
5.2胀形
1、定义
2、起伏成形
胀形主要有起伏成形和空心毛坯胀形两类。
5.3翻边
利用模具，将工件的孔边缘或外缘边缘翻成竖立直边的成形方法。
1、内孔翻边
1）变形特点
2）外缘翻边
2.分类
（1）外凸外缘翻边
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知识目标 1．了解胀形工序的基本概念、特点及应用； 2．了解翻边工艺的基本概念、特点及分类 ；
3．了解缩口工序的基本概念、特点及应用； 技能目标 1.重点掌握空心毛坯的胀形工艺及模具设计； 2.重点掌握内孔翻边工艺及模具设计； 3.重点掌握缩口工艺计算及模具设计。
基
胀形
起伏
本
概
念
胀形是指利用模具强迫材料厚度减薄而使其表面积增大，以获得零件 所需几何形状的冲压加工方法。
5.2
5.2.1 内孔翻边
2.非圆孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
非圆孔翻边
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
外缘翻边
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
在橡皮模内的各种翻边方法
1—下凹模； 2—顶杆； 3—毛坯； 4—拉簧； 5—锥形心轴； 6—分块凸模； 7—凹模
刚性凸模胀形
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
软模胀形 1、4—凸模压柱； 2—分块凹模； 3—模套
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
圆柱形空心毛坯胀形时的应力
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
圆孔翻边系数
基
缩口
本
概
念
缩口是将预先成形好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口模具将其口 部缩小的一种成形工艺。 缩口的变形程度用缩口系数m表示， 即 ：
缩口系数
m
d0 D
。
拉深模的间隙
凸、凹模之间的间隙，简称为拉深间隙。 由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性，所以拉深后工件 的口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，以达到工件的要求。修 边的值称为修边余量。 拉深件的工艺性是指工件拉深的难易程度。
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
缩口成形应力应变特点
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面式三种结构。
缩口形式
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
缩口的变形程度用缩口系数 m 表示，即：
5.2
翻边成形工艺与模具设计源自翻边是利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲 压工序。 根据板料边缘状态和应力、应变状态不同，翻边可分为内孔翻边和 外缘翻边。 根据竖边厚壁的变化情况，可分为不变薄翻边和变薄翻边。
平板毛坯翻边
5.2
5.2.1 内孔翻边
1.圆孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
1.圆孔翻边的工艺性 。 2.翻边系数（表5-5） 。 3.翻边的工艺尺寸计算 （预制孔直径、翻边高度）。
计算工件底部冲孔直径 d
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
冲底孔后翻边
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
1—上模板； 2—凹模； 3—托料板； 4—翻边凸模； 5—下模板； 6—顶杆 翻边模
5.3
缩口成形工艺与模具设计
缩口是将预先成形好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口 模具将其口部缩小的一种成形工艺。缩口工序应用广泛，如 子弹壳、炮弹壳、钢制气瓶、自行车车架立管等零件的成形。 对于细长的管状零件，有时利用缩口代替拉深可以取得更好 的效果。
直口形式毛坯高度 ：
球面形式毛坯高度 ：
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
缩口力的计算公式 ：
5.3
5.3.3 缩口模设计实例
缩口成形工艺与模具设计
缩口零件和缩口毛坯
5.3
5.3.3 缩口模设计实例
缩口成形工艺与模具设计
3
工艺计算
2
模具总体结构设计
1
零件的工艺性分析
5.3
5.3.3 缩口模设计实例
4.翻边次数的确定 (P162)。
5.翻边力计算 （P162）。 6.翻边凸、凹模形状及尺寸 。
7.凸、凹模间隙（表5-7） 。
5.2
5.2.1 内孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
预先拉深的翻边
5.2
5.2.1 内孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
带导正销的圆锥形凸模
圆弧形无导正的曲面凸模
带导正的翻边凸模
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
起伏间的距离和起伏距边缘的极限尺寸
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
加强筋形式和尺寸
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
平板毛坯压凹坑的极限胀形深度
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料沿径向向外扩张，胀出所需 凸起曲面的一种加工方法。该方法主要用于制造高压气瓶、球形容器、 波纹管、自行车三通接头及火箭发动机上的一些异性空心件等。
不同材料和厚度的平均缩口系数
m0
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
不同模具结构的极限缩口系数
mmin
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
缩口次数的计算公式：
m为缩口系数 m0为平均缩口系数
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
斜口形式毛坯高度 ：
缩口成形工艺与模具设计
1—顶杆； 2—下模座； 3、14—螺钉； 4、11—销钉； 5—下固定板； 6—垫板； 7—外支承套； 8—缩口凹模； 9—顶出器； 10—上模板； 12—打料杆； 13—模柄；15—导柱； 16—导套 缩口模
平板毛坯在模具的作用下发生局部胀形而形成各种形状的凸起或凹 陷的冲压方法称为起伏成形。 胀形变形程度用胀形系数来表示，即： k d max 。
拉裂
翻边
d0
翻边是利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲 压工序。 在圆孔的翻边中，变形程度决定于翻边预制孔直径与翻边直 径之比，即翻边系数： d0 。 m D
胀形工艺与模具设计
底部起伏 成形计算
侧壁胀形 计算
总胀形力
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
胀形工艺与模具设计
1—下模座； 2、11—螺钉； 3—压凹坑凸模； 4—压凹坑凹模； 5—胀形下模； 6—胀形上模； 7—聚氨酯橡胶； 8—拉杆； 9—上固定板； 10—上模； 12—模柄； 13—弹簧； 14—拉杆螺栓； 15—导柱； 16—导套 胀形模模具装配图
修边余量
拉深的工艺性
基
本
概
念
变薄拉深
变薄拉深主要是在拉深过程中改变拉深件筒壁厚度，而毛坯的直 径变化很小的拉深方法 。
5.1
5.1.1 胀形的变形特点
胀形工艺与模具设计
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
平板毛坯在模具的作用下发生局部胀形而形成各种形状的凸起或凹 陷的冲压方法称为起伏成形。起伏成形主要用于加强筋、局部凹坑、文 字、花纹等加工。
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
普通模具内成形翻边
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
180 柴油机通风口座子
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
1 判断一次翻边是否达到 零件尺寸要求 2 计算冲底孔后翻边 高度h2 4 计算拉深高度 h1 3
胀形工艺与模具设计
d max k d0
极限胀形系数 Kmax 与工件切向伸长率 A 的关系为：
或
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
2）软模胀形力
1）刚性凸模胀形力
3）胀形毛坯尺寸
毛坯长度 L0：
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
胀形工艺与模具设计
胀形零件
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
3．了解缩口工序的基本概念、特点及应用； 技能目标 1.重点掌握空心毛坯的胀形工艺及模具设计； 2.重点掌握内孔翻边工艺及模具设计； 3.重点掌握缩口工艺计算及模具设计。
基
胀形
起伏
本
概
念
胀形是指利用模具强迫材料厚度减薄而使其表面积增大，以获得零件 所需几何形状的冲压加工方法。
5.2
5.2.1 内孔翻边
2.非圆孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
非圆孔翻边
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
外缘翻边
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
在橡皮模内的各种翻边方法
1—下凹模； 2—顶杆； 3—毛坯； 4—拉簧； 5—锥形心轴； 6—分块凸模； 7—凹模
刚性凸模胀形
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
软模胀形 1、4—凸模压柱； 2—分块凹模； 3—模套
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
圆柱形空心毛坯胀形时的应力
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
圆孔翻边系数
基
缩口
本
概
念
缩口是将预先成形好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口模具将其口 部缩小的一种成形工艺。 缩口的变形程度用缩口系数m表示， 即 ：
缩口系数
m
d0 D
。
拉深模的间隙
凸、凹模之间的间隙，简称为拉深间隙。 由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性，所以拉深后工件 的口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，以达到工件的要求。修 边的值称为修边余量。 拉深件的工艺性是指工件拉深的难易程度。
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
缩口成形应力应变特点
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
常见的缩口形式有斜口式、直口式和球面式三种结构。
缩口形式
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
缩口的变形程度用缩口系数 m 表示，即：
5.2
翻边成形工艺与模具设计源自翻边是利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲 压工序。 根据板料边缘状态和应力、应变状态不同，翻边可分为内孔翻边和 外缘翻边。 根据竖边厚壁的变化情况，可分为不变薄翻边和变薄翻边。
平板毛坯翻边
5.2
5.2.1 内孔翻边
1.圆孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
1.圆孔翻边的工艺性 。 2.翻边系数（表5-5） 。 3.翻边的工艺尺寸计算 （预制孔直径、翻边高度）。
计算工件底部冲孔直径 d
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
冲底孔后翻边
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
1—上模板； 2—凹模； 3—托料板； 4—翻边凸模； 5—下模板； 6—顶杆 翻边模
5.3
缩口成形工艺与模具设计
缩口是将预先成形好的圆筒形件或管件坯料，通过缩口 模具将其口部缩小的一种成形工艺。缩口工序应用广泛，如 子弹壳、炮弹壳、钢制气瓶、自行车车架立管等零件的成形。 对于细长的管状零件，有时利用缩口代替拉深可以取得更好 的效果。
直口形式毛坯高度 ：
球面形式毛坯高度 ：
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
缩口力的计算公式 ：
5.3
5.3.3 缩口模设计实例
缩口成形工艺与模具设计
缩口零件和缩口毛坯
5.3
5.3.3 缩口模设计实例
缩口成形工艺与模具设计
3
工艺计算
2
模具总体结构设计
1
零件的工艺性分析
5.3
5.3.3 缩口模设计实例
4.翻边次数的确定 (P162)。
5.翻边力计算 （P162）。 6.翻边凸、凹模形状及尺寸 。
7.凸、凹模间隙（表5-7） 。
5.2
5.2.1 内孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
预先拉深的翻边
5.2
5.2.1 内孔翻边
翻边成形工艺与模具设计
带导正销的圆锥形凸模
圆弧形无导正的曲面凸模
带导正的翻边凸模
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
起伏间的距离和起伏距边缘的极限尺寸
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
加强筋形式和尺寸
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
平板毛坯压凹坑的极限胀形深度
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
空心毛坯胀形是将空心件或管状坯料沿径向向外扩张，胀出所需 凸起曲面的一种加工方法。该方法主要用于制造高压气瓶、球形容器、 波纹管、自行车三通接头及火箭发动机上的一些异性空心件等。
不同材料和厚度的平均缩口系数
m0
5.3
缩口成形工艺与模具设计
5.3.1 缩口成形特点与变形程度
不同模具结构的极限缩口系数
mmin
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
缩口次数的计算公式：
m为缩口系数 m0为平均缩口系数
5.3
5.3.2 缩口工艺计算
缩口成形工艺与模具设计
斜口形式毛坯高度 ：
缩口成形工艺与模具设计
1—顶杆； 2—下模座； 3、14—螺钉； 4、11—销钉； 5—下固定板； 6—垫板； 7—外支承套； 8—缩口凹模； 9—顶出器； 10—上模板； 12—打料杆； 13—模柄；15—导柱； 16—导套 缩口模
平板毛坯在模具的作用下发生局部胀形而形成各种形状的凸起或凹 陷的冲压方法称为起伏成形。 胀形变形程度用胀形系数来表示，即： k d max 。
拉裂
翻边
d0
翻边是利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲 压工序。 在圆孔的翻边中，变形程度决定于翻边预制孔直径与翻边直 径之比，即翻边系数： d0 。 m D
胀形工艺与模具设计
底部起伏 成形计算
侧壁胀形 计算
总胀形力
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
胀形工艺与模具设计
1—下模座； 2、11—螺钉； 3—压凹坑凸模； 4—压凹坑凹模； 5—胀形下模； 6—胀形上模； 7—聚氨酯橡胶； 8—拉杆； 9—上固定板； 10—上模； 12—模柄； 13—弹簧； 14—拉杆螺栓； 15—导柱； 16—导套 胀形模模具装配图
修边余量
拉深的工艺性
基
本
概
念
变薄拉深
变薄拉深主要是在拉深过程中改变拉深件筒壁厚度，而毛坯的直 径变化很小的拉深方法 。
5.1
5.1.1 胀形的变形特点
胀形工艺与模具设计
5.1
5.1.2 平板毛坯的起伏成形
胀形工艺与模具设计
平板毛坯在模具的作用下发生局部胀形而形成各种形状的凸起或凹 陷的冲压方法称为起伏成形。起伏成形主要用于加强筋、局部凹坑、文 字、花纹等加工。
5.2
5.2.2 外缘翻边
翻边成形工艺与模具设计
普通模具内成形翻边
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
180 柴油机通风口座子
5.2
5.2.3 翻边模设计实例
翻边成形工艺与模具设计
1 判断一次翻边是否达到 零件尺寸要求 2 计算冲底孔后翻边 高度h2 4 计算拉深高度 h1 3
胀形工艺与模具设计
d max k d0
极限胀形系数 Kmax 与工件切向伸长率 A 的关系为：
或
5.1
5.1.3 空心毛坯胀形
胀形工艺与模具设计
2）软模胀形力
1）刚性凸模胀形力
3）胀形毛坯尺寸
毛坯长度 L0：
5.1
5.1.4 胀形模设计实例
胀形工艺与模具设计
胀形零件
5.1
5.1.4 胀形模设计实例