武汉职业技术学院教案 课根名球：【冲压工艺及院风设计与制遗多 课师：新表和 *号29 52边 力.内我翻池 内 学目 字长内民朝池的工计弃】 了都外深翻池的特应发工巨计弃。 了都翻边寝比构发工作质恩】 点 重在：内民翻边工巨计弃 点 米：外翻随的工计芹 传业 内民翻随工计 有关 记录
5.2翻边 利用模具将工序件的孔边缘或外边缘翻成竖直的直边， 称为翻边。利用翻边方法加工立体零件具有很好的刚性， 这一点常常是翻边加工的主要目的。 对工件的孔进行翻边称为内缘翻边，或简称为翻孔， 见图5-11a。对工件的外缘进行翻边称为外缘翻边，见图 5-16b. a) b) a)内缘翻边b)外缘翻边 图511内缘和外缘翻边 翻边与弯曲不同，弯曲主要是折弯线为直线，切向没有变形， 而翻边时的折弯线为曲线，切向有变形，并且常常是主要的变 形
5.2 翻边 利用模具将工序件的孔边缘或外边缘翻成竖直的直边， 称为翻边。利用翻边方法加工立体零件具有很好的刚性， 这一点常常是翻边加工的主要目的。 对工件的孔进行翻边称为内缘翻边，或简称为翻孔， 见图5 -11a。对工件的外缘进行翻边称为外缘翻边，见图 5 - 1lb。 a) 内缘翻边 b) 外缘翻边 图5-11 内缘和外缘翻边 翻边与弯曲不同，弯曲主要是折弯线为直线，切向没有变形， 而翻边时的折弯线为曲线，切向有变形，并且常常是主要的变 形
5.2翻边 5.2.1内缘翻边 一、圆孔翻边 (一)圆孔翻边的变形特点 12圆孔翻边应力状态 图5-13圆孔翻边应力一应变分布
5.2 翻边 5.2.1内缘翻边 一、圆孔翻边 (一) 圆孔翻边的变形特点 图5-12 圆孔翻边应力状态 图5-13 圆孔翻边应力—应变分布
5.2翻边 如图5-12所示，翻边变形区切向受拉应力0。，径向 受拉应力·，而板厚方向应力可忽略不计，因此应力状 态可视为双向受拉的平面应力状态。 圆孔翻边时，应力和切向应变的分布情况如图5-13所 示。切向应力0。为最大主应力，径向应力0是由凸模对 板料的摩擦作用引起的，其值较小。应力沿径向的分布是 不均匀的，在底孔边缘处，切向应力▣。达到其最大值， 而径向应力σ为零，因此该处可视为单向拉伸应力状态。 切向应变为拉应变，沿径向的分布也是不均匀的，在底孔 边缘处其值最大，越远离中心，其值越小。 可见，翻孔时底孔边缘受到强烈的拉伸作用。变形程 度过大时，在底孔边缘很容易出现裂口。因此翻孔的破坏 形式就是底孔边缘拉裂。为了防止出现裂纹，需限制翻孔 的变形程度
5.2 翻边 如图5-12所示， 翻边变形区切向受拉应力σθ，径向 受拉应力σP，而板厚方向应力可忽略不计，因此应力状 态可视为双向受拉的平面应力状态。 圆孔翻边时，应力和切向应变的分布情况如图5-13所 示。切向应力σθ为最大主应力，径向应力σP是由凸模对 板料的摩擦作用引起的，其值较小。应力沿径向的分布是 不均匀的，在底孔边缘处，切向应力σθ达到其最大值， 而径向应力σP为零，因此该处可视为单向拉伸应力状态。 切向应变为拉应变，沿径向的分布也是不均匀的，在底孔 边缘处其值最大，越远离中心，其值越小。 可见，翻孔时底孔边缘受到强烈的拉伸作用。变形程 度过大时，在底孔边缘很容易出现裂口。因此翻孔的破坏 形式就是底孔边缘拉裂。为了防止出现裂纹，需限制翻孔 的变形程度
5.2翻边 (二)圆孔翻边的变形程度 圆孔翻边的变形程度用翻边系数K表示： K=do (5-9) D D一翻边后孔的中径。 显然，K值越小，表示变形程度越大。各种材料 的首次翻边系数Ko和极限翻边系数Kmin见表5-3。 采用Kmin值时，翻孔后的边缘可能有不大的裂口
5.2 翻边 (二) 圆孔翻边的变形程度 圆孔翻边的变形程度用翻边系数Kf表示： D——翻边后孔的中径。 显然，Kf值越小，表示变形程度越大。各种材料 的首次翻边系数Kf0和极限翻边系数Kfmin见表5-3。 采用Kfmin值时，翻孔后的边缘可能有不大的裂口。 D d K f 0 = (5-9)
5.2翻边 (三)影响翻边系数的因素 1.材料的塑性： 由于翻孔时的主要变形是切向的伸长变形，因此 影响翻边系数的主要因素是材料的塑性。最大切 向伸长变形在底孔边缘处，其值不应超过材料的 伸长率： 6=D-40 dd--K1 由上式可得翻边系数K与材料伸长率δ或断面 收缩率ψ之间的近似关系：K=1/(1+ψ)，或K =1一ψ。这表明：材料的塑性越好，其极限翻边 系数可以更小些
5.2 翻边 (三) 影响翻边系数的因素 1.材料的塑性： 由于翻孔时的主要变形是切向的伸长变形，因此 影响翻边系数的主要因素是材料的塑性。最大切 向伸长变形在底孔边缘处，其值不应超过材料的 伸长率： 由上式可得翻边系数Kf与材料伸长率δ或断面 收缩率ψ之间的近似关系： Kf =1/(1+ ψ)，或Kf =1—ψ。这表明：材料的塑性越好，其极限翻边 系数可以更小些。 1 1 1 0 0 0 max = − = − − = K f d D d D d ≤δ
5.2翻边 2.底孔的断面质量： 由于翻孔的破坏形式是底孔边缘因拉伸变形过 大而开裂，因此用钻孔代替冲孔，或冲孔后再 用整修方法去掉毛刺和表面硬化层，或冲孔后 采取软化热处理措施，都能提高翻孔的极限变 形程度，允许采用较小的翻边系数。 3.板料的相对厚度 底孔直径do与板料厚度t的比值do/t较小时，表 明板料较厚，断裂前材料的绝对伸长量可以大 些，故翻边系数可相应减小些
5.2 翻边 2.底孔的断面质量： 由于翻孔的破坏形式是底孔边缘因拉伸变形过 大而开裂，因此用钻孔代替冲孔，或冲孔后再 用整修方法去掉毛刺和表面硬化层，或冲孔后 采取软化热处理措施，都能提高翻孔的极限变 形程度，允许采用较小的翻边系数。 3.板料的相对厚度 底孔直径d0与板料厚度t的比值d0 ／t较小时，表 明板料较厚，断裂前材料的绝对伸长量可以大 些，故翻边系数可相应减小些
5.2翻边 4.翻边凸模的形状： 图5-12所示为用平头凸模翻边，当凸模圆角 半径较小时，变形过分集中于底孔边缘，容易 引起开裂。随着值的增大，直至采用球形、抛 物面形或锥形凸模，变形将得到分散，可减小 底孔边缘开裂的可能性，因而允许采用较小的 翻边系数。 表5-4给出了低碳钢的极限翻边系数Kmin,@ 从中可以看出上述因素对其值的影响程度
5.2 翻边 4.翻边凸模的形状： 图5-12所示为用平头凸模翻边，当凸模圆角 半径rp较小时，变形过分集中于底孔边缘，容易 引起开裂。随着值的增大，直至采用球形、抛 物面形或锥形凸模，变形将得到分散，可减小 底孔边缘开裂的可能性，因而允许采用较小的 翻边系数。 表5-4给出了低碳钢的极限翻边系数Kfmin ， 从中可以看出上述因素对其值的影响程度
5.2翻边 (四)翻边后板厚的变化 最小板厚tmin可能小于0.75。 翻边后壁部最小板厚可按下式估算： tmin=dD=K (5-10) 式中—初始板厚； k一实际翻边系数
5.2 翻边 (四) 翻边后板厚的变化 最小板厚tmin可能小于0.75。 翻边后壁部最小板厚可按下式估算： tmin = (5-10) 式中 t——初始板厚； kf ——实际翻边系数。 K f t d D = t 0
5.2翻边 (五)圆孔翻边的工艺计算 由于变形区的宽度在翻边时可认为不变，则翻 边后直壁高度可按弯曲进行计算。通常，翻边件图 给出的尺寸有翻边直径D、翻边高度及圆角半径 「（即翻边凹模圆角半径）。按上述条件，从图5-14 所示几何关系可得翻孔底孔直径do的计算公式为： d=D-2H-0.43-0.721）(5-11) 变换上式，可得翻边高度的计算公式： H=0.5D(1-do/D)+0.43rd+0.72t 或H=0.5D(1-k)+0.43ra+0.72t (5-12) 将上式中的翻边系数以极限翻边系数Kmin代替， 可得最大翻边高度Hmax的计算公式：
5.2 翻边 (五) 圆孔翻边的工艺计算 由于变形区的宽度在翻边时可认为不变，则翻 边后直壁高度可按弯曲进行计算。通常，翻边件图 给出的尺寸有翻边直径D、翻边高度及圆角半径 rd(即翻边凹模圆角半径)。按上述条件，从图5-14 所示几何关系可得翻孔底孔直径d0的计算公式为： 变换上式，可得翻边高度的计算公式： H=0.5D(1-d0/D )+0.43 rd +0.72t 或 H=0.5D(1-kf )+ 0.43 rd +0.72 t (5-12) 将上式中的翻边系数以极限翻边系数Kfmin代替， 可得最大翻边高度Hmax的计算公式： d D (H r t) 0 = − 2 − 0.43 d − 0.72 (5-11)