五、成型工藝形態(tài)與過程介紹

1、成型工藝分類及介紹

成型機(jī)理：金屬材料受到的應(yīng)力大于彈性極限（屈服強(qiáng)度）而 又小于斷裂極限 （抗拉強(qiáng)度）,在塑性變形范圍內(nèi)產(chǎn)生設(shè)計(jì)人員想要的變形模式。

成型工藝分類：1.拉深 2.擠壓 3.翻邊 4.翻孔（抽孔） 5.縮口、擴(kuò)口

2、與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的成型工藝要點(diǎn)及設(shè)計(jì)舉例

1）擠壓

擠壓凸包的作用有三個(gè)：

（1）作為兩個(gè)零件間的自定位銷使用

注意：

a.當(dāng)凸包做定位銷使用時(shí)，需要嚴(yán)格控制凸臺(tái)的直徑，一般情況下凸臺(tái)的直徑公差可控制在 /- 0.04mm左右
b.由于凸包是擠壓成型的，故凸包的側(cè)面全是光亮帶;

(2)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的限位使用

(3)作為凸焊的凸點(diǎn)使用

凸包設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)及沖頭尺寸：

原則：1)必須保證凸包和母體之間有足夠的材料連接，否則凸包易脫落。2)作為凸焊使用時(shí)凸點(diǎn)直徑D>= 2t 0.7，并且大于1.8mm.

凸點(diǎn)高度H>=(0.4t 0.25)，并且大于0.5mm

凸包極限高度設(shè)計(jì)尺寸如下圖

注意：標(biāo)注凸包尺寸時(shí)，只能夠控制外凸部位尺寸，不能控制內(nèi)凹部位尺寸。

擠壓凸包模具結(jié)構(gòu)：凹模的尺寸決定凸包的直徑頂針和擠凸沖頭共同決定凸包的高度。注意：標(biāo)注凸包尺寸時(shí)，只能夠控制外凸部位尺寸，不能控制內(nèi)凹部位尺寸。

2）抽孔

抽孔的作用有兩個(gè)：

a)作為鉚釘連接零件使用（包括沖鉚、翻鉚）;

優(yōu)點(diǎn)：可省略鉚釘，節(jié)約成本。
缺點(diǎn)：不能承受很大的拔脫力或剪切力。

抽孔沖鉚：起固定連接作用。

抽孔翻鉚：起旋轉(zhuǎn)軸的作用。

b)作為連接螺母使用

抽孔設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)及沖頭尺寸：

原則：a)必須保證有足夠的材料流動(dòng)（即，必須計(jì)算抽孔可行性）。

b)作為翻鉚使用時(shí)，必須控制抽孔的外徑（尺寸標(biāo)外徑）。

注意：模具對(duì)抽孔的內(nèi)、外徑都可以控制 ，沖頭控制內(nèi)徑；凹?？刂仆鈴剑荒芡瑫r(shí)控制。即每個(gè)零件只能控制一個(gè)值.

c)作為螺母使用時(shí)，必須控制抽孔的內(nèi)徑（尺寸標(biāo)內(nèi)徑）。

d)作為螺母使用時(shí)，必須保證抽孔后變薄的直邊厚度大于1.3倍的螺紋牙距。

e)作為螺母使用并且有強(qiáng)度要求時(shí)，必須保證抽孔后直邊最小高度大于3倍的螺紋牙距。

抽孔可行性計(jì)算：

抽孔： 沿內(nèi)孔周圍將材料翻成側(cè)立凸緣的沖壓工序。
翻孔系數(shù)：預(yù)沖孔直徑與翻孔后直邊的中徑的比值（翻孔系數(shù)越大變形程度越?。?/span>

影響翻孔系數(shù)的因素：

a)材料的塑性，塑性越好翻孔系數(shù)越小。

b)預(yù)沖孔相對(duì)直徑D/t，D/t越小，翻孔系數(shù)越小。

c)孔的加工方法。（若翻孔較高，則毛刺位于內(nèi)側(cè)時(shí)，不易開裂；位于外側(cè)時(shí)需增加導(dǎo)面工序然后再抽孔。）

d)翻孔沖頭的形式。（球面沖頭能夠使翻孔系數(shù)減小，增大變形程度。）

理論上需要根據(jù)抽孔系數(shù)來判斷抽孔工藝是否可行（該方法需要確定的因素太多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力）。一般情況下可根據(jù)預(yù)沖孔與料厚的比例關(guān)系，進(jìn)行判斷。當(dāng)預(yù)沖孔相對(duì)直徑D/t大于1時(shí)，一般認(rèn)為可行。

預(yù)沖孔尺寸計(jì)算：

原則：翻孔前后體積不變?cè)瓌t。

AB={H*EF-（π/4-1）*EF*EF}/T

預(yù)沖孔直徑d＝D-2*AB
一般翻孔后材料的厚度變薄，變薄系數(shù)取0.45到0.9之間。

變薄系數(shù)指：EF與原材料厚度T的比值

一般認(rèn)為當(dāng)d>=T時(shí)，抽孔可行（ 經(jīng)驗(yàn)值，詳細(xì)判斷可參考抽孔系數(shù)）

抽孔模具結(jié)構(gòu)

抽孔沖頭結(jié)構(gòu)：
a)當(dāng)采用拋物線形的翻孔沖頭時(shí)，因?yàn)橛袌A弧過度，故翻的質(zhì)量較高。（結(jié)構(gòu)如下）

注：圓弧半徑不一樣時(shí)，沖頭對(duì)材料的擠出效果不一樣。小的圓弧沖頭由于過度較小，對(duì)材料擠出時(shí)瞬時(shí)的擠壓力大，故材料的變形也大，所以在其他條件相同的情況下，采用小圓弧翻孔沖頭翻孔的高度較高。

b)無預(yù)沖孔的一次翻孔成形沖頭。

注：刺孔的大小與兩次成形時(shí)預(yù)沖孔的大小一致（A=a, B=b)。一次沖孔翻孔結(jié)構(gòu)，只適用于翻孔毛刺在外側(cè)的情況。

3)內(nèi)凹翻邊

翻邊是沿外形曲線周圍將材料翻成側(cè)立短邊的工序。

a)內(nèi)凹翻邊（伸長(zhǎng)類翻邊）：變形與抽孔相似。
b)變薄率范圍在0.9～1之間（變形最嚴(yán)重的區(qū)域在最高端面）

內(nèi)凹翻邊可行性判斷:

a)展開尺寸

b)判斷

翻邊前的端面弧長(zhǎng)度L1

翻邊后的端面弧長(zhǎng)度L2

當(dāng)端面變形率K>原材料的延伸率時(shí)，會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象

產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可以調(diào)整R、r、h的數(shù)值，使得端面變形率滿足設(shè)計(jì)要求 ，不產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象.

4)外凸翻邊

a)外凸翻邊（壓縮類翻邊）：變形性質(zhì)屬于壓縮成型。

b)外凸翻邊展開尺寸

六、其它沖壓模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

1. 卷圓模具結(jié)構(gòu)（方式一）

步驟：1、卷八分之一圓， 2、上斜曲八十度，3、下推卷圓成形。

2、卷圓模具結(jié)構(gòu)（方式二）

步驟：1、卷四分之一圓， 2、利用滑塊側(cè)推。

3、打扁模具結(jié)構(gòu)（外邊緣打扁）

步驟： 1、下料；2、上曲90度；3、下壓70度（沖頭R的大小為2倍的料厚減0.3） 4、壓平

4.打扁模具結(jié)構(gòu)（內(nèi)孔打扁）

步驟： 1、下料；2、上曲90度；3、下壓70度（沖頭R的大小為2倍的料厚減0.3） 4、壓平

5、拉深結(jié)構(gòu)

（完）

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