縮口成形工藝與模具設計

1、5.3 縮口成形工藝與模具設計縮口（ necking）是指將預先拉深成形的圓筒或管狀坯料，通過縮口 模將其口部縮小的一種成形工藝。5.3.1 典型案例工件名稱：氣瓶 生產批量：中批量 材料： 08 鋼 料厚： 1mm工件簡圖：如圖 5-27 所示5.3.2 縮口成形的特點與變形程度1. 縮口成形的特點圖 5-28 為同形件縮口成形示意圖?？s口時，縮口端的材料在凹模的壓力下向凹 模內滑動，直徑減小，壁厚和高度增加。 制件壁厚不大時， 可以近似地認為變形區(qū) 處于兩向 （切向和徑向 ）受壓的平面應力狀 態(tài)，以切向壓力為主。應變以徑向壓縮應 變?yōu)樽畲髴儯?而厚度和長度方向為伸長 變形， 且厚度方向的

2、變形量大于長度方向 的變形量。由于切向壓應力的作用，在縮口時坯料易于失穩(wěn)起皺；同時非變形區(qū)的筒 壁，由于承受全部縮口壓力，也易失穩(wěn)產 生變形， 所以防止失穩(wěn)是縮口工藝的主要 問題。2 縮口成形的變形程度縮口的極限變形程度主要受失穩(wěn)條件的限制，縮口變形程度用總縮口系數ms表示。式中ms -總縮口系數料厚、模具形式與表面質量、制件縮口端邊緣情況及潤滑條件等有關。表5-9所示為各種材料的縮口系數。d -縮口后直徑（mm）; D -縮口前直徑（mm ）。 縮口系數的大小與材料的力學性能、當工件需要進行多次縮口時，其各次縮口系數的計算為:首次縮口系數m1=0.9 m均以后各次縮口系數ml-八匕 '

3、;【丄：-'m均式中m均-平均縮口系數；m I + m2 + m3 + + mnm均=”案例工藝分析；氣瓶為帶底的筒形縮口工件，可采用拉深工藝制成圓筒形件，再進行縮口成形。 縮口系數計算；表5-9 各種材料的縮口系數均m-承 外支一一,511>鋁-7a886a3 a23 a|7 火 鋁 硬o8 a37 a36 ,60 a53 a|7 火 (# 鋁 硬o8 a57 a36. aa鋼58 aa56 a ,7 aa g7 a6075 a537 O3 a由圖5-27可知，d=35mm.D=49mm,則縮口系數因該工件為有底縮口件，所以只能采用外支承方式的縮口模具，查表5-9得許用縮口系數

4、為 0.6，則該工件可一次縮口成形?？s口工藝計算i.毛坯咼度計算縮口后，工件高度發(fā)生變化，縮口毛坯高度按下式計算，式中符號如圖5-29所 示。圖 5-29a 形式：圖 5-29b 形式 :由圖 5-27 可知， h=79mm, 則毛坯高度為取 H=111.3mm, 縮口前毛坯如圖 5-30 所示。2. 縮口凹模的半錐角 a縮口凹模的半錐角 a 在縮口成形中起著重要作用。一般使用 a,<45, 最好使 a 在 30 以內，當 a 較為合理時，允許的極限縮口系數 m 可比平均縮口系數 m 均小 10%15%.3 縮口力計算在無內支承進行時，縮口力 F 可用下式進行計算。是中 -縮口前料厚；-

5、縮口前直徑；-工件縮口部分直徑；-工件與凹模間的摩擦因數；-材料抗拉強度；-凹模圓錐半角；-速度系數，用普通壓力機時， k=1.15由附錄A可查得，=430Mpa,凹模與工件的摩擦因數 =0.1,根據圖5-27,縮口 力 F 為；4.縮口模結構設計常見的縮口模結構如圖 5-31 所示。圖 5-31 縮口模結構無支承縮口成形 外支承縮口成形 內支承縮口成形1-凹模 2-外支承 3-下支承縮口模采用外支承式一次成形， 縮口凹模工作表面的表面粗糙度為 Ra=0.4m,采用 后側導柱、導套模架,導柱、導套加長為 2 1 0m m 。因模具閉合高度為 275mm, 則選用400KN開式可傾式壓力機?？s口模結構如圖 5-32所示。圖 5-32 氣瓶縮口模裝配圖1- 下模座 2、14