第5章其他冲压成形方法
从表12可见,除弯曲和拉深外,成形工序中还有很多方法,其中比较常用的有胀形、翻边、扩口、缩口等。这些工序的基本特征为局部变形,因此,也常统称为狭义成形工序。成形工序一般安排在冲裁、弯曲、拉深之后。
51胀形
板料空心工序件空心半成品在双向拉应力作用下,产生扩张鼓凸变形,获得表面积增大厚度变薄的制件的冲压成形方法称为胀形。常见的胀形件有板料的压花筋件、肚形搪瓷制品、自行车管接头、波纹管等,以及汽车车身的某些覆盖件。
胀形的种类可从坯料形状、坯料所处状态、所用模具、所用能源、成形方式等角度作出区分,其中最基本的是按变形区所占比例划分为局部胀形和整体胀形,最常用的是平板坯料局部胀形和空心坯料胀形。
511胀形变形特点
图51所示为圆形板料局部胀形,坯料的外环部分在足够大的压力下不发生流动,仅在直径为d的区域内坯料产生变形,变形的结果是板料变薄、表面积增大。从第4章中拉深系数的概念还可得知,当坯料的外径与成形圆筒直径的比值Dd>3时,外环形部分的材料产生切向收缩所需的径向拉应力很大,成为相对于中心部分的强区,以至于环形部分材料不可能向凹模内流动。显然,胀形变形区内材料承受大小不等的双向拉应力,并产生伸长类变形。正是由于这种应力状态,变形区不会产生起皱现象,成形后制件的表面光滑、规整。同时,由于变形区材料截面上拉应力沿厚度方向分布比较均匀,所以卸件后的弹复很小,容易得到精度较高的制件。因此,可以用胀形的方法来整形,提高冲压件的精度和表面质量。
图51胀形变形区
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冲压工艺与模具设计
512平板坯料局部胀形
平板坯料局部胀形又叫起伏成形,它是依靠平板材料的局部拉伸,使坯料或制件局部表面积增大,形成局部的下凹或凸起。生产中常见的有压花、压包、压字、压筋等如图52所示。
经过起伏成形后的制件,由于形状改变引起惯性矩发生变化,再加上材料的冷作硬化作用,所以能够有效地提高制件的刚度和强度。
在起伏成形中,由于摩擦力的关系,变形区材料的变薄、伸长并不均匀。在某个位置上最为严重,该部位的伸长应变最先达到最大值。若进一步增大变形程度,即会发生迸裂。
图52起伏成形
起伏成形的极限变形程度由许可的拉伸变薄量决定,主要受材料性能、制件几何形状、模具结构、胀形方法及润滑条件等因素影响,很难用某种计算方法来准确表示。特别是复杂形状的制件,成形部分各处的应力应变分布比较复杂,计算的r