鈑金翻邊工藝簡介

1、1.翻邊的概念,一.內(nèi)孔翻邊,翻邊是在模具的作用下，將坯料的孔邊緣或外邊緣沖制成豎立邊的成形方法，根據(jù)坯料的邊緣狀態(tài)和應(yīng) 力、應(yīng)變狀態(tài)的不同，翻邊可以分為內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊，也可分為伸長類翻邊和壓縮類翻邊。,2.圓孔翻邊,1）圓孔翻邊的變形特點與變形程度,將畫有距離相等的坐標(biāo)網(wǎng)格（圖1.1.1a）的坯料，放入翻邊模內(nèi)進(jìn)行翻邊（圖1.1.1c）。翻邊后從圖 1.1.1b所示的沖件坐標(biāo)網(wǎng)格的變化可以看出：坐標(biāo)網(wǎng)格由扇形變?yōu)榫匦?，說明金屬沿切向伸長，愈靠近 口伸長越大。同心圓之間的距離變化不明顯，即金屬在徑向變形很小。豎邊的壁厚有所減薄，尤其在孔 口處減薄較為明顯。由此不難分析，翻孔時坯料的變形區(qū)是

2、d和d1之間的環(huán)形部分。變形區(qū)受兩向拉應(yīng) 力切向拉應(yīng)力1和3的作用（ 圖1.1.1c ）;其中切向拉應(yīng)力是最大主應(yīng)力。在坯料孔口處，切向拉應(yīng) 力達(dá)到最大值。因此，圓孔翻邊的成型障礙在于孔口邊緣被拉裂。破裂的條件取決于變形程度的大小。 變形程度以翻邊前徑d與翻邊后孔徑d的比值k來表示，即： k=d/d,一.內(nèi)孔翻邊,圖1.1.1圓孔翻邊時的應(yīng)力與變形情況,k稱為翻邊系數(shù)，k值愈小，則變形程度愈大。翻邊時孔邊不破裂所能達(dá)到的最小k值，稱為極限翻邊 系數(shù)。表1.1.2所列的是低碳鋼圓孔翻邊的極限翻邊系數(shù)。對于其它材料，按其塑性情況，可參考表列數(shù)值 適當(dāng)增減。從表中的數(shù)值可以看出，影響極限翻邊系數(shù)的因

3、素很多，除材料塑性外，還有翻邊凸模的形式 孔的加工方法及預(yù)制的孔徑與板料厚度的比值（體現(xiàn)工序件相對厚度的影響）。,一.內(nèi)孔翻邊,表1.1.2 低碳鋼圓孔的極限翻邊系數(shù)kmin,一.內(nèi)孔翻邊,2）翻邊的工藝計算,圖1.2.1平板坯料翻邊尺寸計算,一.內(nèi)孔翻邊,3）翻邊力的計算,翻邊力f一般不大，用圓柱形平底凸模翻邊時，可按下式計算： f=1.1（d-d）ts 式中 d-翻邊后直徑（按中線算）； d-坯料預(yù)制孔直徑； t-材料厚度； s-材料屈服點,當(dāng)零件要求的高度h h max 時，就不能一次翻邊達(dá)到制件高度中，這時可以采用加熱翻邊，多次翻 邊或先拉深后沖底孔再翻邊的方法。 采用多次翻邊時，應(yīng)在

4、每次工序間進(jìn)行退伙。第一次以后的極限翻邊系數(shù)k min 可取為： k min =（1.151.20）k min （1.2.4）,一.內(nèi)孔翻邊,4）翻邊模工作部分的設(shè)計,翻邊凹模圓角半徑一般對翻邊成形影響不大，可取該值等于零件的圓角半徑。翻邊凸模圓角半徑應(yīng) 盡量取大些，以便有利于翻邊變形。圖2.2.5 是幾種常用的圓孔翻邊凸模的形狀和主要尺寸： 圖2.2.5 圖2.2.5 所示為較大孔的翻邊凸模，從利于翻邊變形看，以拋物線形凸模（圖c）最好，球形凸模（圖b）次之，平底凸模再次之；而從凸模的加工難易看則相反。圖2.2.5圖2.2.5所示的凸模端部帶有較長的引導(dǎo)部分，圖2.2.5用于圓孔直徑為10以

5、上的翻邊，圖2.2.5用于圓孔直徑為10以下的翻邊；圖2.2.5用于無預(yù)孔的不精確翻邊。,圖2.2.5圓孔翻邊凸模的形狀和尺寸,由于翻邊后材料要變薄，為了保 證豎邊的尺寸和精度，凸，凹模間隙 可小于材料原始厚度t，一般可取單 邊間隙z/2為： z/2=（0.750.85）t 式中系數(shù)0.75用于拉深后孔的翻邊 系數(shù)0.85用于平坯料孔的翻邊,一.內(nèi)孔翻邊,3.非圓孔翻邊,圖3.1.1為非圓孔翻邊，從變形情況看，可以沿孔分成，三種不同的變形區(qū)，其中只有區(qū) 屬于圓孔翻邊變形， 區(qū)為直邊，屬于彎曲變形，而區(qū)和拉深變形情況相似。由于和區(qū)兩部分 的變形性質(zhì)可以減輕部分的變形程度，因此非圓孔翻邊系數(shù)kf(

6、一般指小圓部分的翻邊系數(shù))可小于圓 孔翻邊系數(shù)，兩者的關(guān)系大致是： kf =（0.850.95）k,非圓孔翻邊坯料的預(yù)孔形狀和尺寸，可以按圓孔翻邊、彎曲和拉深各區(qū)分別展開，然后用作圖法把 各展開線交接處光滑連接起來。,圖1.3.1 非圓孔翻孔,二.外緣翻邊,1.伸長類翻邊,伸長類外緣翻邊時，其變形類似于內(nèi)孔翻邊，但由于是沿不封閉曲線翻邊，坯料變形區(qū)內(nèi)切向的拉應(yīng)力和 切向的伸長變形沿翻邊線的分布是不均勻的，在中部最大，而兩端為零。假如采用寬度一致的坯料形狀，則 翻邊后零件的高度就不是平齊的，而是兩端高度大，中間高度小的豎邊。另外，豎邊的端線也不垂直，而是向 成一定的角度。為了得到平齊一致的翻邊高

7、度，應(yīng)在坯料的兩端對坯料的輪廓線做必要的修正，內(nèi)傾斜采用如 圖2.1.1a中虛邊所示的形狀，其修正值根據(jù)變形程度和 的大小而不同。如果翻邊的高度不大，而且翻邊沿線的 的曲率半徑很大時，則可以不做修正。,伸長類曲面翻邊時，為防止坯料底部在中間部位上出現(xiàn)起 皺現(xiàn)象，應(yīng)采用較強(qiáng)的壓料裝置；為創(chuàng)造有利于翻邊變形的 條件，防止在坯料的中間部位上過早地進(jìn)行翻邊，而引起徑 向和切向方向上過大的伸長變形，甚至開裂，應(yīng)使凹模和頂 料板的曲面形狀與工件的曲面形狀相同，而凸模的曲面形狀 應(yīng)修正成為圖2.1.2 所示的形狀；另外，沖壓方向的選取，也 就是坯料在翻邊模的位置，應(yīng)對翻邊變形提供盡可能有利的 條件，應(yīng)保證翻

8、邊作用力在水平方向上的平衡，通常取沖壓 方向與坯料兩端切線構(gòu)成的角度相同,圖2.1.3曲面翻邊時的沖壓方向,2.壓縮類翻邊,二.外緣翻邊,如圖2.2.1a為沿不封閉外凸曲線進(jìn)行的平面翻邊，圖2.2.1b為壓縮曲面翻邊。它們的共同點是變形 主要在切向壓力的作用下產(chǎn)生切向壓縮，在變形過程中才撈容易起皺。其變形程度壓=b/r+b,壓縮類平面翻邊其變形類似于拉深，所以當(dāng)翻邊高度較大時，模具上也要帶有防止起皺的壓料裝置； 由于是沿不封閉曲線翻邊，翻邊線上切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的分布是不均勻的中部最大，而在兩 端最小。為了得到翻邊后豎邊的高度平齊而兩端線垂直的零件，必須修正坯料的展開形狀，修正的方向 恰好

9、和伸長類平面翻邊相反，如圖2.2.1虛線所示。壓縮類曲面翻邊時，坯料變形區(qū)在切向壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生的失穩(wěn)起皺是限制變形程度的主要因素， 如果把凹模的形狀做成圖2.2.2所示的形狀，可以使中間部分的切向壓縮變形向兩側(cè)擴(kuò)展，使局部的集中 變形趨向均勻，減少起皺的可能性，同時對坯料兩側(cè)在偏斜方向上進(jìn)行沖壓的情況也有一定的改善；沖 壓方向的選擇原則與伸長類曲面翻邊時相同.,）壓縮類平面翻邊）壓縮類曲面翻邊 圖2.2.1壓縮類翻邊,1凹模2壓料板3凸模 圖2.2.2壓縮類曲面翻邊凹模形狀的修正,三.變薄翻邊,在不變薄翻邊時，對于豎邊較高的零件，需要先拉深再進(jìn)行翻邊。如果零件壁部允許變薄，這時可應(yīng)用變薄 翻

10、邊，既可提高生產(chǎn)率,又能節(jié)約材料。圖3.1是用階梯形凸模變薄翻邊的例子。由于凸模采用階梯形，經(jīng) 過不同階梯使工序件豎壁部分逐步變薄，而高度增加。凸模各階梯之間的距離大于零件高度，以便前一個階 梯的變形結(jié)束后再進(jìn)行后一階梯的變形。用階梯形凸模進(jìn)行變薄翻邊時，應(yīng)有強(qiáng)力的壓料裝置和良好的潤滑。 從變薄翻邊的過程可以看出，變形程度不僅決定于翻邊系數(shù)，還決定于壁部的變薄系數(shù)。變薄系數(shù)用kb表示： kb=ti/ ti-1 式中 ti-變薄翻邊后豎邊材料厚度 ti-1 -變薄翻邊前豎邊材料厚度 在一次翻邊中的變比系數(shù)可達(dá)kb=0.40.5，甚至更小。豎邊的高度應(yīng)按體積不變定律進(jìn)行計算。,變薄翻邊經(jīng)常用于平板

11、坯料或工序工件上沖制以下的小螺孔，翻邊參數(shù)見圖3.2。,）零件）凸模,圖3.1用階梯形凸模變薄翻邊,圖3.2小螺孔的翻邊,四.翻邊模結(jié)構(gòu),圖4.1所示為內(nèi)孔翻邊模，其結(jié)構(gòu)與拉深模基本相似。圖4.2所示為內(nèi)、外緣同時翻邊的模具。,圖4.1 內(nèi)孔翻邊模,圖4.2 內(nèi)、外緣翻邊模,圖4.3所示為落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模。凸凹模8與落料凹模4均固定在固定板7上，以保證同軸度。 沖孔凸模2壓入凸凹模1內(nèi)，并以墊片10調(diào)整它們的高度差，以此控制沖孔前的拉深高度，確保翻出合格的 零件高度。該模的工作順序是：上模下行，首先在凸模1和凹模4的作用下落料。上模繼續(xù)下行，在凸凹模1 和凸凹模8相互作用下將坯料拉深，沖床緩沖器的力通