胀形工艺与模具设计--要点
5.1-2胀形成形工艺和模具(模具设计与制造)
5．2．3 平板坯料的起伏成形
该成形方法的极限变形程度通常有两种确定方法， 即试验法和计算法。起伏成形的极限变形程度，主要 受到材料的性能、零件的几何形状、模具结构、胀形 的方法以及润滑等因素的影响。特别是复杂形状的零 件，应力应变的分布比较复杂，其危险部位和极限变 形程度，一般通过试验的方法确定。对于比较简单的 起伏成形零件，则可以按下式近似地确定其极限变形 程度：
模。工件形状为曲母线锥形筒，材料为不锈钢。工序 件为直母线锥形筒，由板料弯曲成形并焊接制成。
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5
为了防止胀形时工序件下滑，造成工件大端缺料， 胀形前先由压力机外滑块带动锥面压边圈2进行扩口 压边，将工序件大端的一段压紧到凹模3上口的锥面 上，工序件要相应留出工艺余量。然后压力机内滑 块带动凸模1下行完成胀形。由于工件的曲母线比较 平缓，成形后凸模能顺利从工件大端抽出，因此凸 模可以采取整体式的结构。
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5.1-2胀形成形工艺和模具(模具设计与制造)
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
本章要点
第5章 其它冲压成型工艺与模具
胀形成形工艺和模具； 翻边成形工艺和模具； 缩口成形工艺和模具。 拉深模的结构。
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
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教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第5章 其它冲压成型工艺与模具
5．2．1 胀形的变形特点
胀形时变形区的应力状态为双向受拉应力，即径 向应力σ1 和切向应力σ2 均为拉应力，而板厚方向应 力可视为零。变形区的应变状态为双向受拉伸、一向 受压缩，即径向应变ε1 和切向应变ε2 均为拉应变，而 板厚方向应变εt为压应变。径向和切向的伸长变形引 起板厚的变薄，因此胀形属于伸长类成形。胀形过程 中不会产生失稳起皱现象，而且在胀形充分时工件表 面很光滑，这是由于材料硬化作用的结果。
冲压工艺学4成形工序胀形课件
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第五章 胀形
2）软模胀形 1) 毛坯两端不固定，允许轴向收缩 2) 毛坯两端固定，不产生轴向收缩
p
t r
s
p
(
t r
t R
)
s
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3）球体胀形
第五章 胀形
p
2t r
s
200立方米液化石油气储罐 （直径7.1米，材料16MnR，壁厚24毫米，三类容器）
12
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第五章 胀形
3.毛坯计算
一般情况下毛坯两端不固定，以减轻材料变薄，
H L(1 c ) b
式中 L－工件母线长； －工件切向最大延伸率； b－切边余量，一般取10~20 mm； c－系数，一般取0.3~0.4。
13
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第五章 胀形
小结（小结）
掌握胀形的概念和平板胀形变形特点 成形极限图
第五章 胀形
2) 绘制方法
一般通过试验的方法获得成形极限线，如半球形胀性试验和圆柱形凸模 胀形试验等。
首先在毛坯上制好网格，再改变润滑条件、毛坯尺寸、成形力等，以建立 不同双向拉应力比值 2 1 下的实验变形条件，以获得不同的极限变形时的 2 1
值。测量成形后的网格尺寸，以确定 x、 y 的极限值，得到一系列 x、 y ，
2
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第五章 胀形
2）变形区受两向拉应力作用，属伸长类变形，其成形极限 与材料塑性及塑性成形稳定性有关，破坏特点主要是拉裂。
3）由于受双向拉应力，而且沿厚度分布均匀，因此不易失 稳起皱，弹复小，尺寸精度高，表面质量好。
3
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第五章 胀形
2.成形极限图（FLD）
第五章胀形工艺及模具设计
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。
胀形、缩口、翻边教案
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
胀形(凸肚)件冲压工艺分析及其模具设计(摘要和目录)
胀形（凸肚）件冲压工艺分析及其模具设计XX学院成型XXXXXXX XXX指导老师：XXX XXX摘要本次课程设计的任务是胀形（凸肚）件冲压工艺分析及其模具设计。
胀形是在模具的作用下，毛坯厚度减薄和表面积增大，以获得零件的几何形状的冲压加工方法。
胀形模加工的产品具有表面光滑、质量好、回弹变形小、尺寸稳定等优点。
胀形主要用于平板毛坯的局部胀形（压凸起，凹坑，加强筋，花纹，图形及标记等）、圆柱空心毛坯胀形及拉形等。
本次设计以圆柱空心毛坯胀形为例，对其工艺进行分析并完成其模具的设计。
关键词：胀形,冲压,模具设计B ulging(bulging)Stamping Process analysis anddie designDepartment of Mechanical.Huake Material Forming082203Htanweimin Director：changzhiliang wangquancongAbstractThe task of the curriculum design is bulging(bulging)Stamping Process analysis and die design.Bulging in the role of the mold,the rough thinning and surface area increases,in order to obtain the geometry of the parts stamping processing methods.Bulge-shaped mold processing has the advantage of smooth surface,good quality,the springback deformation is small,dimensionally stable. Bulging is mainly used for the rough local bulging of the flat-panel(raised pressure,pits,strengthen tendons,patterns,graphics,and markings,etc.),the cylindrical hollow blank bulging and stretching.The design of cylindrical hollow rough bulging example,process analysis and the design of the mold.Key words:Bulging,Btamping,Die design目录摘要...............................................................I Abstract.........................................................II 第1章绪论 (1)1.1课题的研究背景和意义 (1)1.2冲压工艺介绍 (1)1.3冲压工艺的种类 (2)第2章胀形工艺简介 (3)2.1概念 (3)2.2胀形工艺的分类 (3)2.3胀形变形分析 (3)第3章胀形模工艺设计 (5)3.1冲压件工艺性分析 (5)3.2冲压工艺方案的确定 (6)3.3工艺设计与计算 (7)3.4压力机的选择 (10)3.5模具压力中心 (10)第4章胀形模具设计 (12)4.1模架 (12)4.2模柄 (12)4.3卸料装置 (13)4.4弹顶和推出装置 (14)4.5导向装置（导柱、导套） (15)4.6连接零件 (15)4.7凸凹模 (15)4.8主要组件的装配 (18)4.9模具的动作说明 (19)4.10模具总装图 (19)参考文献致谢如果在模具设计方面遇到不明白的，可以咨询QQ：506303476。
冲压工艺与模具设计(4胀形)
项目四 罩盖胀形模设计
4.0 项目简介
零件名称: 罩盖 生产批量： 中批量 材 料： 10钢 料厚0.5mm 要求设计此 工件的模具
产品零件图
项目四 罩盖胀形模设计
4.1工作过程1 4.1工作过程1 工作过程 胀形工艺性分析
何谓胀形的工艺性分析? 何谓胀形的工艺性分析
指胀形件对胀形工艺的适应性的分析。 指胀形件对胀形工艺的适应性的分析。 即胀形件的结构、形状、 即胀形件的结构、形状、尺寸及公差等是否 符合胀形加工的工艺要求，难易程度如何。 符合胀形加工的工艺要求，难易程度如何。
学习目的与要求： 学习目的与要求：
1.了解胀形工序的变形特点； 2.了解胀形模的结构特点,掌握常见胀形模的工作过程，能 够根据模具设计手册，进行胀形模的设计。
重点： 重点：
胀形工序的变形特点、工艺计算和模具结构特点。
难点： 难点：
胀形工序的变形特点、工艺计算。
项目四 罩盖胀形模设计
目录
4.0项目简介 4.1工作过程1 1 4.1 4.2工作过程2 4.3工作过程3 胀形工艺性分析 胀形工艺计算 胀形模结构设计
项目四 罩盖胀形模设计
4.2工作过程2 4.2工作过程2 工作过程 胀形工艺计算
项目四 罩盖胀形模设计
4.3工作过程3 4.3工作过程3 工作过程 胀形模结构设计
项目四 罩盖胀形模设计
4.3工作过程3 4.3工作过程3 工作过程 胀形模结构设计
胀形工艺性分析
二、平板坯料的起伏成形
压制加强筋所需的冲压力，可用下式近似计算：
F = KLt σ b
若零件的加强筋超过极限变形程度时，可以采用多次成形的方法
项目四 罩盖胀形模设计
起伏成形前后材料的长度
液压胀形工艺
液压胀形工艺液压胀形工艺是一种利用液体的压力来实现金属件变形的加工方法。
它通过在材料内部施加液压压力，使金属件在一定的模具中产生塑性变形，从而达到所需的形状和尺寸。
液压胀形工艺具有许多优点。
首先，它可以实现复杂形状的加工，如球形、圆形、椭圆形等。
其次，液压胀形工艺能够在一次成形中完成多个工序，从而大大提高了生产效率。
此外，液压胀形还能够提高工件的强度和硬度，改善材料的内部结构，使其具有更好的机械性能。
液压胀形工艺在许多领域中得到广泛应用。
例如，在汽车制造中，液压胀形工艺可以用于制造汽车轮毂、油箱等零部件。
在航空航天领域，液压胀形工艺可以用于制造飞机机身、发动机外壳等部件。
此外，液压胀形还可以应用于管道、容器和锅炉等领域。
液压胀形工艺的实施流程通常包括以下几个步骤。
首先，选择合适的材料和模具。
然后，在模具中放置待加工的金属件，并根据需要调整液压胀形机的参数。
接下来，启动液压胀形机，使液压压力传递到金属件上。
在施加足够的压力后，金属件开始发生塑性变形。
最后，将金属件从模具中取出，进行后续的处理和加工。
液压胀形工艺的关键是控制液压压力和材料的变形行为。
在实际操作中，需要根据材料的性质和加工要求来选择合适的液压压力。
如果液压压力过高，可能导致金属件的破裂或变形不均匀；而如果液压压力过低，则可能无法达到所需的加工效果。
在液压胀形工艺中，还需要考虑材料的弹性回复和弹性恢复的影响。
由于金属材料具有一定的弹性，当液压压力释放后，金属件会发生一定程度的回弹。
因此，在设计模具时需要考虑这一因素，以确保最终产品的形状和尺寸符合要求。
液压胀形工艺是一种有效的金属加工方法。
它能够实现复杂形状的加工，提高生产效率，改善材料的机械性能。
在实际应用中，需要合理选择材料和模具，并控制液压压力和材料的变形行为，以确保加工效果的质量和稳定性。
液压胀形工艺在汽车、航空航天等领域具有广泛的应用前景，将为相关产业的发展提供有力支持。
液压胀形工艺
液压胀形工艺液压胀形工艺是一种利用液压力将金属件扩展成所需形状的加工方法。
它是一种常用的金属成形工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
液压胀形工艺具有成形快速、成本较低、加工精度高等优点，因此备受工业界的青睐。
液压胀形工艺的基本原理是利用液压力将金属件放入模具中，并施加高压液体，使金属件产生塑性变形，从而得到所需的形状。
在液压胀形过程中，液压油通过液压缸输出高压力，传递给液压缸内的活塞，使其向模具施加压力。
模具则对金属件进行约束，使其按照模具的形状进行胀形。
液压胀形工艺的关键是选择合适的液压油和控制系统。
液压油需要具有足够的粘度和压力传递能力，以确保胀形过程中能够提供足够的压力和流量。
控制系统需要能够精确控制液压缸的运动和施加的压力，以保证金属件的形状和尺寸符合要求。
液压胀形工艺可以实现对金属件的复杂形状加工，如圆形、椭圆形、异形等。
同时，液压胀形过程中不会对金属件造成变形或破坏，因此可以保证成品的质量和精度。
此外，液压胀形工艺还可以实现对薄壁金属件的加工，避免了传统加工方法中产生的残余应力和变形问题。
在实际应用中，液压胀形工艺可以用于制造各种金属管件、容器和壳体。
例如，航空航天领域中的燃气涡轮发动机和航空发动机中的涡轮叶片、汽车制造中的排气管和燃油管道，以及船舶建造中的船体结构等都可以使用液压胀形工艺进行加工。
液压胀形工艺虽然具有许多优点，但也存在一些限制。
首先，液压胀形工艺对模具的设计和制造要求较高，需要考虑金属材料的流动性和变形规律，以确保胀形过程中金属件的形状和尺寸的精度。
其次，液压胀形工艺在加工大型和复杂结构的金属件时，需要考虑液压缸的尺寸和力量的限制，以及加工过程中的变形和应力分布等问题。
液压胀形工艺是一种重要的金属成形工艺，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和工艺的不断改进，液压胀形工艺将在各个领域得到更加广泛的应用，为工业发展和产品制造提供更多的可能性。
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▪用刚性凸模冲压平板毛坯，当毛坯外形尺寸
生切向收缩，变形只发生在与凸模接触的区域内，此时即为平板毛坯的局部胀形。
D>3d
局部胀形可以压制加强筋、凸包、花纹图
2、圆柱空心毛坯的胀形
▪可获得形状复杂的空心曲面零件。
▪常采用刚模胀形、固体软模胀形或液（气）压胀形。
刚模胀形:
－锥形芯块
液压胀形: 在无摩擦状态下成形，极少出现不均匀变形
▪直接加液压的胀形方法（图a）
1－上模2－轴头3－下模4－管坯
液压胀形适用于表面质量和精度要求较高的复杂形状零件。
3、张拉成形
（一）特点及模具形式
如图，毛还两端被夹入钳口中，凸模向上移动，使毛坯与模具逐渐贴合，终了时再对毛坯作少量补拉。
采用拉形，一方面可以增大材料变形程度，另一方面能够减小甚至消除弯曲时材料内部的压应力成分，从而达到减小零件回弹、增强零件刚度的目的。
▪在凸模力作用下，变形区材料受双向拉应力作用，沿切向和径向产生伸长变形，材料在变形区内、外部之间不发生流动，成形面积的扩大主要靠厚度变薄获得，胀形时毛坯厚度变薄。
▪在双向拉应力条件下卸载后回弹很小，毛坯贴模性与定形性较好，易得到变形区无压应力，不会起皱，零件表面光滑、质量好，所以曲率小的曲面
胀形区过渡部分圆角不能太小，否则该处容易严重减薄而引起破裂。
一、平板毛坯的局部胀形
（一）压加强肋
常用的加强肋形式和尺寸见表5-1。
❑加强肋能够一次成形的条件 式中 成形前的原始长度；
成形后加强肋的曲线轮廓长度；深度较大的局部胀形法
ｂ）最后成形ε0
-=l l l p l l 0
如果计算结果不满足上述条件，则应增加工序。
预成形ｂ）最后成形
压凸包时，凸包高度受到材料性能参数、模具几何形状及润滑条件的影响，
冲压力可按下列经验公式计算
式中 系数,刚200~300N/mm2； 局部胀形面积； 对毛坯施加径向压力的同时附加轴向压力，则极限胀形系数可大于表的数值，这时切向许用伸长率也可提高10%以上。
2.胀形毛坯的尺寸计算
2
KAt
F =A K
00
max d d
d ππ
π-
=
所需单位压力，可分下面两种情况计算。
Hmax<=(0.15~0.2)d=(0.15~0.2)15=2.25~3
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：
三、张拉成形
▪ 拉形原则上只用凸模，并且受力也小。
▪ 设计时应注意使凸模宽度比零件最大宽度大≥8t 0（t 0为毛坏厚度），凸模高度与零件尺寸、形状及凸模材料有关，一般
KAt F 110440515250222=⨯⨯⨯==π
和LC4。
当零件的张拉系数 修边余量。
由于张拉成形时应力分布不均，故准确计算张拉力比较困难。
一般可以用张拉力不能超过拉断毛坯所需力的观点，用下式作简单估算
α
μ
摩擦系数 )
(23210l l l l ∆+∆+∆+4l
∆A。