缩口成形工艺与模具设计.doc

5.3缩口成形工艺与模具设计缩口（necking)是指将预先拉深成形的圆筒或管状坯料,通过缩口模将其口部缩小的一种成形工艺。 5.3.1典型案例工件名称：气瓶生产批量：中批量材料:08钢料厚：1mm工件简图:如图5-27所示5。3。2缩口成形的特点与变形程度1。 缩口成形的特点图528为同形件缩口成形示意图。缩口时，缩口端的材料在凹模的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，可以近似地认为变形区处于两向（切向和径向)受压的平面应力状态,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，且厚度方向的变形量大于长度方向的变形量。 由于切向压应力的作用，在缩口时坯料易于失稳起皱;同时非变形区的筒壁，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。2缩口成形的变形程度缩口的极限变形程度主要受失稳条件的限制,缩口变形程度用总缩口系数ms表示。 ms = 式中ms -总缩口系数 d -缩口后直径(mm）； D 缩口前直径（mm).缩口系数的大小与材料的力学性能、料厚、模具形式与表面质量、制件缩口端边缘情况及润滑条件等有关。表59所示为各种材料的缩口系数.当工件需要进行多次缩口时,其各次缩口系数的计算为： 首次缩口系数 m1=0.9 m均 以后各次缩口系数 m1 m均式中m均-平均缩口系数； m均= 案例工艺分析；气瓶为带底的筒形缩口工件,可采用拉深工艺制成圆筒形件，再进行缩口成形.缩口系数计算； 表59 各种材料的缩口系数 材料平均缩口系数m均 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,所以只能采用外支承方式的缩口模具,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，工件高度发生变化，缩口毛坯高度按下式计算,式中符号如图5-29所示.图529a形式:图529b形式:由图527可知，h=79mm,则毛坯高度为取H=111.3mm，缩口前毛坯如图530所示。2。缩口凹模的半锥角a缩口凹模的半锥角a在缩口成形中起着重要作用。一般使用a，45，最好使a在30以内，当a较为合理时，允许的极限缩口系数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；工件缩口部分直径;工件与凹模间的摩擦因数； 材料抗拉强度； -凹模圆锥半角； 速度系数，用普通压力机时，k=1。15由附录A可查得，=430Mpa,凹模与工件的摩擦因数=0.1，根据图527，缩口力F为；4。缩口模结构设计常见的缩口模结构如图5-31所示. 图531 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-下支承缩口模采用外支承式一次成形,缩口凹模工作表面的表面粗糙度为Ra=0.4m,采用后侧导柱、导套模架，导柱、导套加长为210mm.因模具闭合高度为275mm，则选用400KN开式可倾式压力机。缩口模结构如图5-32所示. 图532 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