§第五章 缩口和胀形
冲压模具设计制造6.第五单元 其他冲压成形模设计
图5-7 加轴向压缩的液体胀形 1—上模 2—轴头 3—下模 4—管坯
三、空心坯料的胀形
• 2. 胀形的变形程度
• 空心坯料胀形的变形主 要是依靠材料的切向拉
伸，故胀形的变形程度 常用胀形系数K表示（见 图5-8):
•
K= dmax/D
• 式件中的：最d大m直ax—径—（胀m形m后）零；
•
D——空心坯料
图5-6 用柔性凸模的胀形
1—凸模 2—分块凹模 3—橡胶 4—斜楔 5—液体
（a）橡皮胀形（b）液压胀形
三、空心坯料的胀形
• 如图5-7所示是采用轴向压 缩和高压液体联合作用的 胀形方法。首先将管坯置 于下模，然后将上模压下， 再使两端的轴头压紧管坯 端部，继而由轴头中心孔 通入高压液体，在高压液 体和轴向压缩力的共同作 用下胀形而获得所需的零 件。也可以用轴向压缩和 聚氨酯橡胶联合作用的胀 形方法获得所需零件。用 这种方法加工高压管接头、 自行车的管接头等零件效 果很好。
值，宽而浅时取小值。
三、空心坯料的胀形
• 空心坯料的胀形俗称凸 肚，它是使材料沿切向 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 壶嘴、皮带轮、波纹管 等。
冲压过程技术标准
冲压工艺培训教材魏龙2004-5第一章绪论冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。
冲压工艺应用范围十分广泛，在国民经济各个部门中，几乎都有冲压加工产品，如汽车、飞机、拖拉机、电机、电器、仪表、铁道、邮电、化工以及轻工日用产品中均占有相当大的比重。
冷冲压和切削加工比较，具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合大批量生产。
一、冲压工序的分类冷冲压工艺按其变形性质可分为分离工序和成形工序两大类。
分离工序又可分为落料、冲孔和切边等，如表1-1所示。
成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、扩口、缩口和旋压等，如表1-2所示。
根据产品零件的形状、尺寸精度和其他技术要求，可分别采用各种工序对板料毛坯进行加工，以获得满意的零件。
表1-1分离工序工序名称简图特点及应用范围第二章冲裁冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，包括落料、冲孔、切口、剖切、修边等。
用它可以制作零件或为弯曲、拉深、成形等工序准备毛坯。
一、落料从板料上冲下所需形状的零件（或毛坯）叫落料。
如图2-1所示。
图2-1落料图2-2冲孔二、冲孔在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）叫冲孔。
如图2-2所示。
三、冲裁的过程冲裁既是分离工序，工件受力时必然从弹、塑性变形开始，以断裂告终。
当凸模下降接触板料，板料即受到凸、凹模压力而产生弹性变形，板料产生弯曲，即从模具表面上翘起（图2-3-1）。
随着凸模下压，模具刃口压入材料，内应力状态满足塑性条件时，产生塑性变形（图2-3-2）。
塑性变形从刃口开始，随着刃口的深入，变形区向板料的深度方向发展、扩大，直到在板料的整个厚度方向上产生塑性变形，板料的一部分相对于另一部分移动。
当切刃附近材料各层中达到极限应变与应力值时，便产生微裂（图2-3-3），裂纹产生后，沿最大剪应变速度方向发展，直至上、下裂纹会合，板料就完全分离。
其他成型工艺
第五章 其它成形工艺与模具设计讲课课时：3学时本章不作重点内容讲解，通过本章学习，主要使学生了解胀形、翻边、缩口、整形等工序的变形特点及模具的结构特点。
在冲压生产中，除冲裁、弯曲和拉深工序以外，还有一些是通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的冲压成形工序，如胀形、翻边、缩口、旋压和校形等，这类冲压工序统称为其它冲压成形工序。
应用这些工序可以加工许多复杂零件，如图所示的自行车多通接头，就是通过切管、胀形、制孔、圆孔翻边等工序加工的。
这些成形工序的共同特点是通过材料的局部变形来改变坯料或工序件的形状；但变形特点差异较大，胀形和圆内孔翻孔属于伸长类成形，成形极限主要受变形区过大拉应力而破裂的限制；缩口和外缘翻凸边属于压缩类成形，成形极限主要受变形区过大压应力而失稳起皱的限制；校形时，由于变形量一般不大，不易产生开裂或起皱，但需解决弹性恢复影响校形精确度等问题；至于旋压这种特殊的成形方法，可能起皱，也可能破裂。
所以在制定成形工艺和设计模具时，一定要根据不同的成形特点，合理设计。
第一节 翻边翻边是在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边的成形方法；根据坯料的边缘状态和应力、应变状态的不同，翻边可以分为内孔翻边和外缘翻边，也可分为伸长类翻边和压缩类翻边。
一、圆孔翻边（一）圆孔翻边的变形机理圆孔的翻边过程就是把平板上或空心件上预先制好的孔扩大成带有竖立边缘的孔的过程。
圆孔翻边的受力特点是变形区在凹模圆角区内，凸模低下的材料为主要变形区，变形区材料处于切向、径向受拉的应力状态，切向应力在孔边缘最大，径向应力在孔边缘为零。
K 称为翻边系数，K 值愈小，则变形程度愈大。
翻边时孔边不破裂所能达到的最小K 值， 称为极限翻边系数。
影响极限翻边系数的因素很多，除材料塑性外，还有翻边凸模的形式、孔的加工方法及预制的孔径与板料厚度的比值（体现工序件相对厚度的影响）。
变形程度 DdK =极限翻边系数见教材表5-1和5-2翻边后竖边边缘的厚度，可按下式估算： K t Dd t t ==′(二）圆孔翻边的工艺计算预冲孔直径d 竖边高度H )72.043.0(2t r H D d −−−=t r K D H t r d D H 72.043.0)1(272.043.02++−=++−=t r K D H 72.043.0)1(2min max ++−=或 极限高度2）先拉深后冲底孔再翻边的工艺计算 采用多次翻边所得制件竖边壁部有较严重的变薄，若对壁部变薄有要求时，则可采用预 先拉深，在底部冲孔然后再翻边的方法。
翻边的预冲孔如何计算(ppt)
F pA
胀形单位面积压力ｐ可用下式计算：
p
1.1
5zx
2t dmax
式中
zx ――胀形变形区实际应力，近似估算时取 zx≈ b（材料的抗拉强度）
第五章 其它成形工艺与模具设计
第三节 翻边
翻边： 在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边
的成形方法。
一、内孔翻边
1．圆孔翻边 （１）圆孔翻边的变形特点与变形程度
圆孔翻边凸模的形状和主要尺寸 凸、凹模单边间隙Ｚ/2＝（0.75～0.85）ｔ
第五章 其它成形工艺与模具设计
第三节 翻边
一、内孔翻边（续）
2．非圆孔翻边
变形区分类
非圆孔翻边系数 K
（一般指小圆弧部分的翻边系数）可
f
小于圆孔翻边系数Ｋ
Kf (0.8~ 50.9)5 K
非圆孔的极限翻边系数，可根据各圆弧段的圆心角ａ大小， 查表5.3.2
1.胀形方法 刚性模具胀形 软模胀形 轴向压缩和高压液体联合作用的胀形
第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
2.胀形的变形程度 常用胀形系数Ｋ表示 K dmax D
Ｋ和坯料伸长率的关系为 dmaxDK1
D
第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
3.胀形的坯料尺寸计算
重点：
胀形、翻边工序的变形特点、工艺计算和模具结构特点。
难点：
翻边工序的变形特点、工艺计算。
第五章 其它成形工艺与模具设计
本章目录
第一节 概述 第二节 胀形 第三节 翻边 第四节 缩口 第五节 旋压 第六节 校形
第五章 其它成形工艺与模具设计
冲压工艺学6-胀形与翻边
图5-7 两道工序完成的凸形
(2)圆柱形空心毛坯的胀形 1)胀形方式 a．橡皮（或聚氨酯）凸模 胀形 该胀形方式如图5-8 所示。由于聚氨酯橡胶优 良的物理机械性能，用它 作工作介质的胀形得到愈 来愈广泛的应用。
图5-8 橡皮凸模胀形
b.分块式凸模胀形 如图5-9所示，采用刚性凸模， 凸模必须作成分块式，以便出模时由楔状心块 将其分开。
(3)影响胀形成形极限的因素 1)材料性能 加工硬化指数n值对胀形成形极限 影响极大。 n值大，加工硬化能力强，可促使 应变分布趋于均匀化，同时还能提高材料的局 部强度，故成形极限也大。 2)变形均匀程度 胀形破裂发生在板料厚度减薄 最大部位。变形均匀，板料厚度减薄均匀能获 得较大的胀形变形程度。
图5-9 分块式凸模胀形
c.液压胀形 如图510所示，用液体作 为凸模的胀形方式 称做液压胀形。 d.石蜡胀形 除采用 橡皮和液体等软模 来成形外,还可采用 石蜡作为传力介质 进行胀形。
a）直接倾注液体法 b）充液橡皮囊法 图5-10 液压胀形
2)圆柱形空心毛坯胀形的成形极限 生产中用 胀形系数K表示圆柱形空心毛坯胀形的变形程 度。用最大胀形系数Kmax表示其破裂成形极 限。 胀形系数: K=dmax/d 在胀形时对毛坯轴向加压的话，胀形成形 极限可以增大。对毛坯变形区局部加热会显 著增大胀形变形程度。
图5-17 非圆形孔翻边
图5-18 非圆形孔翻边的实例
(3) 内孔翻边的工艺计算 1)圆孔翻边的毛坯计算 a.预制孔径计算 翻边时材料主要是切向伸长， 厚度变薄，径向变形不大,可根据弯曲件中性层 长度不变原则来求预制孔径。
t d 0 D1 (r ) 2h1 d1 2(h 0.43r 0.72t ) 2
第五章 冷冲模具复习题
第五章 其他冲压成形工艺及模具设计 复习题一、 填空题1. 其他冲压成形是指除了弯曲和拉深以外的冲压成形工序。
包括胀形、翻边、缩口等冲压工序。
2. 成形工序中，胀形和翻孔属于伸长类成形，成形极限主要受变形区内过大的拉应力而破裂的限制。
缩口和外缘翻凸边属于压缩类成形，成形极限主要受变形区过大的压应力而失稳的限制。
3.成形工序的共同特点是：通过局部的变形来改变坯料的形状。
4.起伏成形的极限变形程度可根据___________来确定。
5. 胀形的极限变形程度用d d k 0max 来来表示，其值大则变形程度大。
6.采用多次翻孔时，应在每两次工序间进行退火。
7.外缘翻边按变形性质可分为伸长类外缘翻边和压缩类外缘翻边。
8. 伸长类外缘翻边的特点是，坯料变形区主要在切向拉应力的作用下产生切向的伸长变形，边缘容易拉裂。
压缩类外缘翻边变形区主要为切向受压，在变形过程中，材料容易失稳起皱。
9. 缩口的极限变形程度主要受失稳起皱的限制，防止失稳是缩口工艺要解决的主要问题。
10. 校平和整形工序大都是在冲裁、弯曲、拉深等工序之后进行，以便使冲压件的平面度、圆角半径或某些形状尺寸经过校形后达到产品的要求。
11.校形与整形工序的特点之一是：只在工序件局部位置使其产生不大的塑性变形，，以达到提高零件的形状与尺寸精度的要求。
二、问答题1.胀形工艺特点，常用胀形的方法？胀形的特点是：（1）胀形时，板料塑性变形区仅局限于一个固定的变形范围内，板料不向变形区外转移，也不从变形区外进入变形区。
（2）胀形时板料在板面方向处于双向受拉的应力状态，所以胀形时工件一般都是要变薄。
因此在考虑胀形工艺时，主要应防止材料受拉而胀裂。
（3）胀形的极限变形程度，主要取决于材料的塑性。
材料塑性越好，延伸率越大，则胀形的极限变形程度越大。
（4）胀形时，材料处于双向拉应力状态，在一般情况下，变形区的工件不会产生失稳或起皱现象。
胀形成形的工件表面光滑、回弹小，质量好。
第5章 成形工艺与模具设计
2、螺纹底孔变薄翻边 当工件很高时，可采用减小凸、凹模间隙，强迫材 料变薄的方法，以提高生产率和节约材料。 螺纹底孔的变薄翻边基本形式如图所示。
1
1
1
1 0
3
小孔翻边模
3、外缘翻边 外缘翻边的变形特点及变形程度 外凸的外缘翻边，其变形 性质、变形区应力状态与不用 压边圈的浅拉深一样。变形过 程中材料易于起皱。 内凹的外缘翻边，其特点 a） b） 近似于内孔翻边，变形过程中 外缘翻边 a）外凸外缘翻边 b）内凹外缘翻边 材料易于边缘开裂。 外凸的外缘翻边变形程度Ep的计算式为：
a）
b）
翻边形式 a）内孔翻边 b）外缘翻边
内孔翻边的变形特点及变形系数 内孔翻边的变形程度用翻边系数K0表示。
d0 K0 D
K0值愈小，则变形程度愈大。圆孔翻边时孔边不破 裂所能达到的最小翻边系数称为极限翻边系数（Kmin）。 极限翻边系数与许多因素有关，主要有： 1）材料的塑性 2）孔的边缘状况 3）材料的相对厚度 4）凸模的形状
平面（曲面）形零件
2.加强窝 加工时时，毛坯直径与凸模直径的比值应大于4，属 于胀形性质的起伏成形。
平板毛坯局部压加强窝时的许用成形高度和尺寸
表 5-2 简 图 加强窝的尺寸和间距 h a mm D 6.5 8.5 10.5 13 15 18 24 31 36 43 48 55 L 10 13 15 18 22 26 34 44 51 60 68 78 l 6 7.5 9 11 13 16 20 26 30 35 40 45
Ep b Rb
内凹的外缘翻边变形程度Ed的计算式为：
Ed b R b
4、固定套翻边模设计 翻边前为Ф80mm、高15mm的无凸缘圆筒形工件， 如图所示。 1）计算预孔尺寸 D=39mm，H=4.5mm D1=D+2r+t=39+2×1+1=42mm h=H-r-t=4.5-1-1=2.5mm 翻边前工序图
翻边的预冲孔如何计算
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第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
2.胀形的变形程度 常用胀形系数Ｋ表示 K dmax D
Ｋ和坯料伸长率的关系为 dmaxDK1
D
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第五章 其它成形工艺与模具设计
第二节 胀形
三、空心坯料的胀形
1）平板坯料翻边的工艺计算
预冲孔直径d
d D 2 (H 0 .4r 3 0 .7t)2
竖边高度H H Dd 0.43r 0.72t
或
2 H D(1K)0.43r 0.72t
2
极限高度 H ma xD 2(1K m)i n0.4r3 0.7t2
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第五章 其它成形工艺与模具设计
一、内孔翻边（续）
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第五章 其它成形工艺与模具设计
内容简介：
在掌握冲裁、弯曲、拉深成形工艺与模具设计的基础 之上，本章介绍其它成形工艺特点和模具结构特点。涉及 胀形、翻边、缩口、校形等成形工序的变形特点、工艺与 模具设计特点。
学习目的与要求：
1． 了解胀形、翻边、缩口、校形等工序的变形特点； 2． 了解胀形模、翻边模、缩口模、校形模的结构特点。
重点：
胀形、翻边工序的变形特点、工艺计算和模具结构特点。
难点：
翻边工序的变形特点、工艺计算。
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第五章 其它成形工艺与模具设计
本章目录
第一节 概述 第二节 胀形 第三节 翻边 第四节 缩口 第五节 旋压 第六节 校形
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第五章 其它成形工艺与模具设计
模具第5章习题
第5章习题
一、填空题
1．塑性变形工序除弯曲和拉深外其它成型工序包括有、和等。
2．冷挤压过程中，根据金属流动方向和凸模运动方向的相互关系，可分为轴向挤压和径向挤压，轴向挤压又可分为、和三种。
二、选择题
1.除弯曲和拉深以外的成形工艺中，（）均属于伸长类变形，其主要质量问题是拉裂。
A、校平、整形、旋压；
B、缩口、翻边、挤压；
C、胀形、内孔铡边；
D、胀形、外缘翻边中的内凹翻边
2．圆孔翻边，主要的变形是坯料（）。
A、切向的伸长和厚度方向的收缩；
B、切向的收缩和厚度方向的收缩；
C、切向的伸长和厚度方向的伸长；
D、切向的收缩和厚度方向的伸长．
三、思考题
1、内孔翻边的常见废品是什么？如何防止？
2．从应力和应变角度上把胀形与翻边作一比较。
3．缩口与拉深在变形特点上有何相同与不同的地方？
4．要压制如题图5.1所示的凸包，判断是否能一次起伏成形，并计算用硬模成型的冲压力，冲压所用材料为08钢，t=1mm，δ=32%，σb= 380Mpa
题图5.1题4工件图
5．从题图5.2中所示的自行车中轴碗零件的几个尺寸中，分析为什么在冲压成形中—定要安排整形工序？试设计该整形模凸、凹模工作部分尺寸并画出示意图。
题图5.2题5工件图
6．已知两个形状相似的冲压件（见题图7.3），其尺寸D、h见下表中数值，材料为H62．试通过分析计算，判断能否一次翻边成形．若能，试计算翻边力，设计凸模，并确定凸、凹模间隙．若不能，则说明应采用什么方法成形？(σb =294Mpa)。
题图5.3题6工件图。
胀形 翻边 缩口(二)
5.3.2缩口变形程度 缩口变形程度
缩口变形程度用缩口系数K来表示，其表达式： 缩口变形程度用缩口系数 来表示，其表达式： 来表示
d K= D
式中：d—缩口后的直径 式中： 缩口后的直径 D—为缩口前的直径 为缩口前的直径
5.3.3缩口模具结构设计举例 缩口模具结构设计举例
刚制气瓶缩口模，成形材料为１ 刚制气瓶缩口模，成形材料为１mm的０８钢（如 的０８钢 图５.３.３） ３３
2.冲压设备规格的选择 冲压设备规格的选择 1)公称压力 1)公称压力 一般情况下， 一般情况下，设备的公称压力应大于或等于成 形总工艺力的1.3倍。 形总工艺力的1.3倍 1.3 2)滑块行程 2)滑块行程 在拉深、弯曲工序中工件的高度较大时， 在拉深、弯曲工序中工件的高度较大时，为便 于取件，滑块行程应大于或等于工件高度的2.5 2.5倍 于取件，滑块行程应大于或等于工件高度的2.5倍。 3)闭合高度 闭合高度 模具的闭合高度必须适合于压力机闭合高度范围 的要求，它们之间的关系一般为： 的要求，它们之间的关系一般为：
D = d p + 4dH − 3.44d × r = 542 + 23.8×16− 3.44× 23.8× 2.25mm≈ 65mm
2
2) 计算拉深次数 因为 ; t / D = 2.3%
d ' 凸 54 = = 0.83 D 65
m总 =
d 23.8 = = 0.366 D 65
初定 r1 ≈ ( 4 ~ 5)t 《冲压手册》中查表可得极限拉深 从 冲压手册》 系数 [m1 ] = 0.44, [m2 ] = 0.75 又由 所以
特点：生产率高，操作比较安全，用于大批量的， 特点：生产率高，操作比较安全，用于大批量的，采用其他工序 加工困难的精度要求不太高的小型工件的生产。 加工困难的精度要求不太高的小型工件的生产。
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图7-34 外支撑管子缩口模
7.缩口模（续）
资料[15]图7-35 无支承衬套缩口 模，适用于管子 高度不大、带底 制件的锥形缩口。
1-卸料板 2-凹模 3-定位座 图7-35 无支撑衬套缩口模
7.缩口模（续）
资料[17]图5-32 气瓶缩口模(外支承) 1-顶杆 2-下模板 3.14-螺栓 4.11-销钉 5-下固定板 6-垫板 7-外支承套 8-缩口凹模 9-项出器 10-上模板 12-打料杆 13-模柄 15-导柱 16-导套
内外支承形式
资料[3]图5—32d 1-活动模块； 2-组合芯杆 3-活动导向套； 4-支承杆 模具结构最为复杂，但稳定 性最好，许可的缩口系数也是 三者中最小的。 活动模块1驱动活动导向 套3下移，芯杆2支撑控制材 料变形。用这种模具成形的 零件精度最高。
公式的来由：
d1 d 2 dn 每一次平均缩口系数： m0 D d1 d n 1
6.缩口毛料高度H（毛料计算）（续）
图（a）型式
D2 d 2 H 1.05 h1 (1 8 D sin D ) d
图（b）型式
d D2 d 2 H 1.05 h1 h (1 D 8 D sin D ) d
6.缩口毛料高度H（毛料计算）（续）
表示，即
变形程度=变形后直径 / 变形前直径 其区别在于：胀形变形程度k>1
缩口变形程度m<1
5.胀形模结构
胀形零件图【8】3-202胀形模
杯形工序件压凸腰部
图【8】3-202胀形模
1、2-凹模 3-卸件器 4-顶出器 工序件放在凹模2上， 当压力机滑块下行时， 由凹模1和2将工序件压 凸成形。当压力机滑块 上行时，由卸件器3和 顶出器4将制件从凹模1 和2内退出。
先拉深好的圆筒形 件通过缩口模将其 口部直径缩小的一 种成形方法。 常见的缩口件形式 有时用它来替代拉深工序加 工某些零件，减少成形工序
2.缩口变形的应力应变
在变形区内 应力状态：纬向σθ和经向σφ都为负。
坯料变形区受两 向压应力的作用
应变状态：
厚度方向εt和
经向εφ为正； 纬向εθ为负。
书图5-2 缩口工序变形特点
d1，d2，…dn—分别为第1次，第2次…第n次的缩口口径。 则 m0n D = dn 取对数得
n lgm0 lg D lgdn
则
lg d n lg D n lg m0
机械胀形
又称刚性凸模胀形。 它是利用分块的凸模， 由锥形心块将其顶开， 以使毛坯胀出所需形 状。
1－凹模 2－分瓣凸模 3－拉簧 4－锥形芯块
2
模具由 1—活动模块 2—定心套 组成。活动模块用螺钉 固定在上模座上，定心 套固定在底板上。
外支承缩口模
资料[3]较无支承缩口模复 杂，但缩口过程中毛料稳定性较 好，许可缩口系数也可小些。
该模具导向套3是活动的，它 由活动模块1驱动，其下端支承在 支承杆4上，而支承杆4受机床气 垫的作用。所以材料是随着零件 的移动而变形的。
缩口和胀形 翻边和局部成形 冷挤压 硬质合金冲模 多工位级进模
§5 - 1 缩口和胀形
缩口和胀形是属于二次加工的两个成形工序， 其毛料大多是管件或拉深件。缩口是把冲压件或 管件的口部缩小，而胀形则是将毛料的某部分胀 大。有时这两个工序也在同一零件中出现。
一、缩口
1.概念 缩口是使在空心件或管子的开口处加压缩小的一种冲压工 序，缩口部分的材料受到由外向内的压力，产生压缩变形。 即 将管坯或预
图（c）型式
1 D 2 2 H h1 (1 ) D d 4 d
7.缩口模结构
缩口模工作部分的尺寸根据缩口部分的尺寸来 确定，并考虑缩口制件将产生比缩口模实际尺寸
大0.5%~0.8%的弹性恢复量，以减少试冲后模具
的修正量。缩口凹模的半锥角α对缩口成形很重 要，α小些对缩口变形有利，一般α＜450，最好α ＜300。当α值合理时，极限缩口系数可比平均缩 口系数小10%~15%。
3.缩口系数m
缩口的变形程度用缩口系数ｍ表示 在缩口变形过程中，材料 主要受切向压应力，使直径 减小，壁厚增加。由于切向 压应力的作用，缩口时毛料 便容易失稳起皱。同时，在 非变形区的筒壁，由于承受 全部缩口压力，也易失稳产 生变形。
所以防止失稳是缩口工艺 的主要问题，因而缩口的极 限变形程度也主要是受失稳 条件的限制。
第五章 其它冲压工艺和模具
在冲压生产中，通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和 尺寸的冲压成形工序，统称为其它冲压成形工序。 应用这些工序可以加工许多复杂零件。
伸长类成形： 如胀形和圆内孔翻孔，成形极限主要受变形区
过大拉应力而破裂的限制； 压缩类成形： 如缩口和外缘翻凸边，成形极限主要受变形区 过大压应力而失稳起皱的限制。
d max d0 k
L0=L[1+(0.3～0.4)ε]+b L—零件的母线长度； ε—工件切向最大延伸率； b—切边留量，一般取10～20mm
4.缩口和胀形工序特点比较
（1）缩口变形时工件主要是受切向压应力，而胀形时工件 则主要是受切向拉应力； （2）缩口主要是防止工件失稳起皱，而胀形则主要是防止 毛料受拉而胀裂； （3）缩口和胀形变形程度都采用变形前后工件的直径比来
从二个表数值可看出：材料塑性愈好，厚度愈大，或模 具结构中对筒壁有支承作用的，许可缩口系数便较小。
4.缩口模具的支承形式
缩口模具的支承形式有三种： （1）无支承缩口模 （2）外支承缩口模 （3）内外支承形式
5.各次缩口系数及缩口次数
首次缩口系数 m1=0.9m0 书中遗漏 再次缩口系数 m2=(1.05~1.10)m0 式中：m0—平均缩口系数，参看表5-1 缩口次数：
起伏成形
缩口工件
其它成形件
常见的缩口件形式如资料[3]图
可以用缩口来代 替拉深工序来加 工某些零件，可 减少成形工序数。 图3-6-36[2]图51[1]所示的工件。 用拉深工艺再 在底部冲孔需5道 工序。改用管子 缩口工艺只需3道 工序。
书图
1
无支承缩口模
此类模具结构简单，但
坯料筒壁的稳定性差。
图5-16 液压胀形 （a）倾注液体法（b）充液橡胶囊法
书图5-9 胀形零件的尺寸
[5]
d max d 0 k 1或k 1 d0
表5—3[5]为一些金属材料的极限胀形系数和切向许用延伸率 的试验值，供参考使用。
3.胀形件的毛坯计算
圆柱形空心毛坯时，为了便 于材料流动，减小变形区材料的 变薄量，毛皮两端一般不加固定， 使其自有收缩。 因此毛坯原始高度按下式近似计算： 毛料直径 ： 毛料长度：
7.缩口模结构（续）
缩口模原理图
（图5-5 ）由活动模块1、
夹紧器(扩涨套)2、驱动套 3、芯杆4等件组成。
4 1 2 3
1—活动模块 2—扩张套（夹紧器） 3—驱动套 4—芯杆
7.缩口模结构（续）
资料[15]图7-34所示 为外支承管子缩口模， 适用于管子的锥形缩 口。 1-导正销 2-凹模 3-固定座 4-外支承 5-顶件板
二、胀形（圆柱形空心毛坯的胀形）
胀形,俗称凸肚,是 通过模具使空心件或 管状毛料向外扩张,胀 出所需的凸起曲面。
胀形工艺方法 胀形变形特点及胀形系数 胀形件的毛坯计算 缩口和胀形工序特点比较 胀形模结构
1.胀形工艺方法
空心毛坯的胀形可以采取不同的工艺方法来实 现，一般有机械胀形，软模（橡皮）胀形和液 压胀形等三种
缩口系数m m=d/D d—缩口后的直径； D—缩口前的直径。
3.缩口系数m（续）
极限缩口系数的大小主要与材料种类、厚度、模具形式 和毛料表面质量有关。 书表5-1是不同材料、不同厚度的平均缩口系数。
3.缩口系数m
（续）
缩口系数与模具的结构形式关系极大，还与材料的厚 度、种类及表面质量有关。
表5-2是不同材料、不同支承方式的允许缩口系数参考数值。
1-凸模； 2-顶件块； 3-活动凹模； 4-螺塞； 5-凹模
结束
图【8】3-203胀形、墩压模
筒形毛坯扣在活动凹模3上,活动凹模3平时被弹顶器顶起,凹模内还装有弹 簧顶件块2。冲压时,凸模1压住毛坯，先将顶件块压下，继续将活动凹模3压 下,等到毛坯接触凹模5的台阶后，便开始在上部胀形，最后镦压成形。冲压 完毕,由弹顶器及顶件块2将工件顶起。
公式的由来：
lg d n lg D n lg m0
缩口后，工件端部（颈口部）壁厚略为变大， 一般忽略不计。 精确计算时，缩口前后厚度变化 ：
t n t n 1
d n 1 dn
tn-1—缩口前厚度；tn—缩口后厚度。
6.缩口毛料高度H（毛料计算）
可根据变形前后体积不变的原则进行计算。 下图三种形式的缩口
用刚性凸模的胀形
软模胀形
软模胀形是利用橡 胶、聚氨酯橡胶以及 PVC塑料等作凸模， 在压力作用下通过软 模介质变形而使工件 沿凹模内腔胀形而获 得所需形状。 1-凸模 2-凹模 3-毛料 4-橡胶 5-外套
[5]图5-14 橡胶凸模胀形
液压胀形
液压胀形 的优点是传 力均匀，生 产成本低， 零件表面质 量好。
（1）机械胀形 （2）软模胀形 （3）液压胀形
2.胀形变形特点及胀形系数
变形特点主要是材料受切向和母线方向的拉伸。
d max 胀形加工时的变形程度常用 k 胀形系数k表示 ： d0
式中： dmax—胀形后的最大直径，见书图5—9； d0—坯料原始直径。 胀形变形程度受材料的极限延伸率限制。 胀形系数k与坯料切向的 许用延伸率ε的关系: