缩口成形工艺和模具设计模板.doc

5.3缩口成形工艺和模具设计缩口（necking）是指将预先拉深成形圆筒或管状坯料，经过缩口模将其口部缩小一个成形工艺。 5.3.1经典案例工件名称：气瓶生产批量：中批量材料：08钢料厚：1mm工件简图：图5-27所表示5.3.2缩口成形特点和变形程度1. 缩口成形特点图5-28为同形件缩口成形示意图。缩口时，缩口端材料在凹模压力下向凹模内滑动，直径减小，壁厚和高度增加。制件壁厚不大时，能够近似地认为变形区处于两向(切向和径向)受压平面应力状态，以切向压力为主。应变以径向压缩应变为最大应变，而厚度和长度方向为伸长变形，且厚度方向变形量大于长度方向变形量。 因为切向压应力作用，在缩口时坯料易于失稳起皱；同时非变形区筒壁，因为承受全部缩口压力，也易失稳产生变形，所以预防失稳是缩口工艺关键问题。2缩口成形变形程度缩口极限变形程度关键受失稳条件限制，缩口变形程度用总缩口系数表示。 = 式中 -总缩口系数 d -缩口后直径（mm）； D -缩口前直径（mm）。缩口系数大小和材料力学性能、料厚、模具形式和表面质量、制件缩口端边缘情况及润滑条件等相关。表5-9所表示为多种材料缩口系数。当工件需要进行数次缩口时，其各次缩口系数计算为： 首次缩口系数 =0.9 以后各次缩口系数 式中m均-平均缩口系数； = 案例工艺分析；气瓶为带底筒形缩口工件，可采取拉深工艺制成圆筒形件，再进行缩口成形。缩口系数计算； 表5-9 多种材料缩口系数 材料平均缩口系数 支承形式 材料厚度无支承外支承内外支承0.511 铝-0.680.720.530.570.270.32硬铝（退火）-0.730.800.600.630.350.40硬铝（淬火）-0.750.800.630.720.400.43 钢0.850.750.70.650.700.750.550.600.300.35由图5-27可知，d=35mm,D=49mm,则缩口系数因该工件为有底缩口件，所以只能采取外支承方法缩口模具，查表5-9得许用缩口系数为0.6，则该工件可一次缩口成形。5.3.3缩口工艺计算1.毛坯高度计算缩口后，工件高度发生改变，缩口毛坯高度按下式计算，式中符号图5-29所表示。图5-29a形式： 图2-29b形式： 图5-29c形式： 由图5-27可知，h=79mm,则毛坯高度为 取H=111.3mm,缩口前毛坯图5-30所表示。2.缩口凹模半锥角a缩口凹模半锥角a在缩口成形中起着关键作用。通常使用a,45,最好使a在30以内，当a较为合理时，许可极限缩口系数m可比平均缩口系数m均小10%15%.3缩口力计算在无内支承进行时，缩口力F可用下式进行计算。是中-缩口前料厚；-缩口前直径；d-工件缩口部分直径；-工件和凹模间摩擦因数； -材料抗拉强度； -凹模圆锥半角； -速度系数，用一般压力机时，k=1.15由附录A可查得，=430MPa,凹模和工件摩擦因数=0.1，依据图5-27，缩口力F为； 4.缩口模结构设计常见缩口模结构图5-31所表示。 图5-31 缩口模结构无支承缩口成形 外支承缩口成形 内支承缩口成形 1-凹模 2-外支承 3-下支承缩口模采取外支承式一次成形，缩口凹模工作表面表面粗糙度为Ra=0.4m,采取后侧导柱、导套模架，导柱、导套加长为210mm。因模具闭合高度为275mm，则选择400KN开式可倾式压力机。缩口模结构图5-32所表示。 图5-32 气瓶缩口模装配图1- 下模座 2、14-螺栓 3、10-销钉 4-顶杆 5-下固定板 6-垫板 7-外支撑套2- 8-凹模 9-口形凸模 11-打料杆 12-上模座 13-模柄 15-导柱 16-导套