縮口成形工藝和模具設(shè)計(jì)

1、10/10HYPERLINK /5.3縮口成形工藝與模具設(shè)計(jì)縮口（necking）是指將預(yù)先拉深成形的圓筒或管狀坯料，通過(guò)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(chēng)：氣瓶生產(chǎn)批量：中批量材料：08鋼料厚：1mm工件簡(jiǎn)圖：如圖5-27所示5.3.2縮口成形的特點(diǎn)與變形程度1. 縮口成形的特點(diǎn)圖5-28為同形件縮口成形示意圖?？s口時(shí)，縮口端的材料在凹模的壓力下向凹模內(nèi)滑動(dòng)，直徑減小，壁厚和高度增加。制件壁厚不大時(shí)，能夠近似地認(rèn)為變形區(qū)處于兩向(切向和徑向)受壓的平面應(yīng)力狀態(tài)，以切向壓力為主。應(yīng)變以徑向壓縮應(yīng)變?yōu)樽畲髴?yīng)變，而厚度和長(zhǎng)度方向?yàn)樯扉L(zhǎng)變形，且厚度方向的變形量大于長(zhǎng)度方向

2、的變形量。 由于切向壓應(yīng)力的作用，在縮口時(shí)坯料易于失穩(wěn)起皺；同時(shí)非變形區(qū)的筒壁，由于承受全部縮口壓力，也易失穩(wěn)產(chǎn)生變形，因此防止失穩(wěn)是縮口工藝的要緊問(wèn)題。2縮口成形的變形程度縮口的極限變形程度要緊受失穩(wěn)條件的限制，縮口變形程度用總縮口系數(shù)表示。 = 式中 -總縮口系數(shù) d -縮口后直徑（mm）； D -縮口前直徑（mm）?？s口系數(shù)的大小與材料的力學(xué)性能、料厚、模具形式與表面質(zhì)量、制件縮口端邊緣情況及潤(rùn)滑條件等有關(guān)。表5-9所示為各種材料的縮口系數(shù)。當(dāng)工件需要進(jìn)行多次縮口時(shí)，其各次縮口系數(shù)的計(jì)算為： 首次縮口系數(shù) =0.9 以后各次縮口系數(shù) 式中m均-平均縮口系數(shù)； = 案例工藝分析；氣瓶為帶底

3、的筒形縮口工件，可采納拉深工藝制成圓筒形件，再進(jìn)行縮口成形?？s口系數(shù)計(jì)算； 表5-9 各種材料的縮口系數(shù) 材料平均縮口系數(shù) 支承形式 材料厚度無(wú)支承外支承內(nèi)外支承0.511 鋁0.680.720.530.570.270.32硬鋁（退火）0.730.800.600.630.350.40硬鋁（淬火）0.750.800.630.720.400.43 鋼0.850.750.70.650.700.750.550.600.300.35由圖5-27可知，d=35mm,D=49mm,則縮口系數(shù)因該工件為有底縮口件，因此只能采納外支承方式的縮口模具，查表5-9得許用縮口系數(shù)為0.6，則該工件可一次縮口成形。5.

4、3.3縮口工藝計(jì)算1.毛坯高度計(jì)算縮口后，工件高度發(fā)生變化，縮口毛坯高度按下式計(jì)算，式中符號(hào)如圖5-29所示。圖5-29a形式： 圖2-29b形式： 圖5-29c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?xún)?nèi)，當(dāng)a較為合理時(shí)，同意的極限縮口系數(shù)m可比平均縮口系數(shù)m均小10%15%.3縮口力計(jì)算在無(wú)內(nèi)支承進(jìn)行時(shí)，縮口力F可用下式進(jìn)行計(jì)算。是中-縮口前料厚；-縮口前直徑；d-工件縮口部分直徑；-工件與凹模間的摩擦因數(shù)； -材料抗拉強(qiáng)度； -凹模圓錐半角； -速度系數(shù)，用一般壓力機(jī)時(shí)，k=1.15由附錄A可查得，=430MPa,凹模與工件的摩擦因數(shù)=0.1，依照?qǐng)D5-27，縮口力F為； 4.縮口模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)的縮口模結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。 圖5-31 縮口模結(jié)構(gòu)無(wú)支承縮口成形 外支承縮口成形 內(nèi)支承縮口成形 1-凹模 2-外支承 3-下支承縮口模采納外支承式一次成形，縮口凹模工作表面的表面粗糙度為Ra=0.4m,采納后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套模架，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加長(zhǎng)為210mm。因模具閉合高度為275mm，則選用400KN開(kāi)式可傾式壓力機(jī)。縮口模結(jié)構(gòu)如圖5-32所示。 圖5-32 氣瓶縮口模裝配圖下模座 2、14