會計學1鈑金與成型脹形與翻邊重點內容：

脹形、翻邊工序的變形特點、工藝計算。難點內容：

翻邊工序的變形特點、工藝計算。

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利用模具強迫板料厚度減薄和表面積增大，以獲得零件幾何形狀的沖壓加工方法叫脹形。脹形方法：剛模脹形

橡皮脹形液壓脹形……

脹形包括：起伏成形

圓柱形空心毛坯脹形

平板張拉成形……第2頁/共36頁

利用模具把板料上的孔緣或外緣翻成豎邊的沖壓加工方法叫翻邊。

按工藝特點，翻邊分為：內孔（圓孔或非圓孔）翻邊外緣翻邊（內曲翻邊、外曲翻邊）

變薄翻邊……

第3頁/共36頁按變形性質，翻邊分為：

伸長類翻邊

壓縮類翻邊

變薄翻邊（屬體積成形）第4頁/共36頁

伸長類翻邊的特點：

變形區材料切向受拉應力，切向產生伸長變形，導致厚度減薄，容易發生破裂，如圓孔翻邊、外緣的內曲翻邊等。

壓縮類翻邊的特點：變形區材料切向受壓縮應力，切向產生壓縮變形，導致厚度增大，容易起皺，如外緣的外曲翻邊。非圓孔翻邊經常是由伸長類翻邊、壓縮類翻邊和彎曲組合起來的復合成形。

第5頁/共36頁5、1脹形

脹形：利用模具強迫板料厚度減薄和表面積增大，以獲取零件幾何形狀的沖壓加方法。分為：平板毛坯的脹形空心毛坯的脹形第6頁/共36頁1、脹形成形特點（圖5-1）

應力狀態為雙向（徑向、切向）均受拉應力作用，略板厚方向的應力。應變狀態為雙向受拉伸、一向受壓，即徑向、切向產生拉伸變形，板厚度減薄、表面積增大。脹形過程中不會產生失穩起皺現象。由于脹形成形是依靠局部材料的變薄成形，成形高度較小。

教材P128圖5-2，5-3，5-4，5-5。第7頁/共36頁第8頁/共36頁2、脹形成形極限脹形成形極限以零件是否發生破裂來判斷，由于脹形方法不同，成形極限的表示方法也不同。純脹形時，常用脹形高度表示成形極限；采用其他脹形方法時，成形極限可分別用許用斷面變形程度（壓筋）、許用凸包高度（壓凸包）、極限脹形系數（圓柱形空心毛坯脹形）和極限拉形系數（張拉成形）等表示成形極限。

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雖然脹形成形極限表示方法不同，但由于脹形區應變性質相同，且破裂只與變形區應變情況有關，所以影響因素基本相似。影響脹形成形極限的材料因素主要是延伸率和應變硬化指數。一般來講，延伸率大，破裂前允許的變形程度大，成形極限也大；應變硬化指數值大，應變硬化能力強，可促使應變分布趨于均勻化，同時還能提高材料的局部應變能力，故成形極限也大。第10頁/共36頁

潤滑條件和變形速度以及材料厚度對脹形成形極限也有影響。如用球頭凸模脹形時，若毛坯和凸模之間施加良好的潤滑，其應變分布要比干摩擦時均勻，能使脹形高度增大。變形速度的影響，主要是通過改變摩擦系數來體現的，對球頭凸模來講，速度大，摩擦系數減小，有利于應變分布均勻化，脹形高度有所增大。必須指出，用平底凸模脹形時，應盡量增大凸模底部板料的變形，避免板料在圓角處變形過于集中，否則，脹形高度就比較小。一般來講，材料厚度增大，脹形成形極限有所增大，但料厚與零件尺寸比值較小時，其影響不太顯著。

第11頁/共36頁3、脹形工藝方法（1）起伏成形起伏成形主要用來增強零件的剛度和強度。起伏成形有壓加強筋、壓凸包、壓字和壓花等。

1）壓加強筋能夠一次壓出加強筋的條件：2）壓凸包

許用凸包高度表示其極限變形程度。

第12頁/共36頁起伏成形a)加強筋；b)局部凹坑

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（2）空心毛坯的脹形(圖5-3)變形程度用脹形系數表示:脹形極限用極限脹形系數表示:

極限脹形系數與毛坯切向的許用延伸率有關，即：第14頁/共36頁第15頁/共36頁（3）張拉成形特點：曲面變形量很小，破裂不是生產中的主要問題，零件脫模后的曲面回彈，造成零件出現較大的形狀誤差。措施：工藝上：１）調整壓邊力；２）使用拉深筋；３）增大毛料尺寸等。選材上：選用屈強比較小的板料成形零件。張拉成形變形特點及應力應變狀態圖。（教材P135圖５－１９、５－２０）第16頁/共36頁

張拉成形的變形變形程度用拉形系數表示；張拉成形極限用極限拉形系數表示，即：其中：第17頁/共36頁

5、2翻邊

翻邊：利用模具將工件的孔邊緣翻成豎直的邊。（圖7-1）一、圓孔翻邊1、圓孔翻邊的變形特點（圖7-2）變形區應力狀態為雙向（徑向、切向）受拉的平面應力狀態。第18頁/共36頁第19頁/共36頁第20頁/共36頁第21頁/共36頁

變形區的雙向應力分布為：圓孔翻邊的特點是：變形區材料在單向或雙向拉應力作用下，切向伸長變形大于徑向壓縮變形，導致材料厚度減薄，屬于伸長翻邊。通常圓孔翻邊時，孔緣在單向拉應力作用下，切向伸長變形引起的厚度減薄最大，最容易破裂。由于擦料性質不均勻，孔緣各處允許的切向延伸率不同，一旦孔緣某處的伸長變形超過了該處的延伸率，該處就會因厚度減薄過大而破裂。將因材料局部延伸率不足引起的破裂叫做β破裂。第22頁/共36頁

2、圓孔翻邊的變形程度用翻邊系數表示：

K值越小，豎邊孔緣厚度減薄愈大，容易發生破裂，故圓孔翻邊成形極限受K值限制。

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3、影響圓孔翻邊成形極限的因素有：１）材料延伸率和應變硬化指數越大，成形極限越大；２）孔緣無毛刺和硬化時，成形極限較大；３）用球形、錐形和拋物形凸模翻邊時，孔緣會圓滑地脹開，變形條件比平底凸模優越，故成形極限較大；４）板料相對厚度越大，成形極限愈大。

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4、翻邊力的計算采用平底凸模翻邊：（N）

采用球頭凸模翻邊：（N）

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5、翻邊模設計⑴、結構類型（圖7-8、圖7-9）⑵、翻邊凸模和凹模設計（圖7-10）第26頁/共36頁第27頁/共36頁第28頁/共36頁第29頁/共36頁二、變薄翻邊若零件的翻邊高度較大難于一次成形時，可在不影響使用要求的條件下采用變薄翻邊，以提高生產效率并節約材料。

變薄翻邊屬于體積成形。變薄翻邊時，凸模和凹模之間采用小間隙，凸模下方的材料變形與圓孔翻邊相似，但它們成形為豎邊后，將會在凸模和凹模之間的小間隙內受到擠壓，進一步發生較大的塑性變形，使厚度顯著減薄，從而提高翻邊高度。由于變薄翻邊屬于體積成形，所以變薄翻邊的變形程度只取決于豎邊的變薄系數：第30頁/共36頁三、外緣翻邊1、內曲翻邊用模具把坯料上內凹的外邊緣翻成豎邊的沖壓加工方法叫做內曲翻邊，也叫內凹外緣翻邊。內曲翻邊的應力和應變情況與圓孔翻邊相似，所以也屬于伸長類翻邊。內曲翻邊的變形程度表示為：

第31頁/共36頁2、外曲翻邊用模具把坯料上外凸的外邊緣翻成豎邊的沖壓加工方法叫做外曲翻邊，也叫外凸外緣翻邊。外曲翻邊的應力和應變情況與淺拉深相似，豎邊根部附近的圓角部位產生彎曲變形，而豎邊的其他部位均受切向壓應力作用，產生較大的壓縮變形，導致材料厚度有所增大，故稱為壓縮類翻邊。所以也屬于伸長類翻邊。外曲翻邊的變形程度表示為：第32頁/共36頁四、非圓孔翻邊非圓孔翻邊時，視孔緣上曲線性質不同，各部分變形性質也不同；通常屬于復合翻邊成形。（教材P148圖５－４１）由于應變分散效應的影響，非圓孔翻邊時，伸長類翻邊區的變形可以擴展到與其相連的壓