第5章其它成形工艺与其它模具设计 > 5.3翻边

翻边是在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边的成形方法，；根据坯料的边缘状态和应力、应变状态的不同，翻边可以分为内孔翻边和外缘翻边，也可分为伸长类翻边和压缩类翻边。

　1. 圆孔翻边
（１）圆孔翻边的变形特点与变形程度

图5.3.1 圆孔翻边时的应力与变形情况

　　K称为翻边系数，K值愈小，则变形程度愈大。翻边时孔边不破裂所能达到的最小K值，称为极限翻边系数。表5.3.1所列的是低碳钢圆孔翻边的极限翻边系数。对于其它材料，按其塑性情况，可参考表列数值适当增减。从表中的数值可以看出，影响极限翻边系数的因素很多，除材料塑性外，还有翻边凸模的形式、孔的加工方法及预制的孔径与板料厚度的比值（体现工序件相对厚度的影响）。

　(２）翻边的工艺计算
1)平板坯料翻边的工艺计算

图5.3.2 平板坯料翻边尺寸计算

　　2）先拉深后冲底孔再翻边的工艺计算
采用多次翻边所得制件竖边壁部有较严重的变薄，若对壁部变薄有要求时，则可采用预先拉深，在底部冲孔然后再翻边的方法。在这种情况下，应先决定预拉深后翻边所能达到的最大高度，然后根据翻边高度及零件高度来确定拉深高度及预冲孔直径。

图5.3.3 预先拉深的翻边

　(３）翻边力的计算

　　用锥形或球形凸模翻边的力略小于上式计算值。
(４）翻边模工作部分的设计
翻边凹模圆角半径一般对翻边成形影响不大，可取该值等于零件的圆角半径。
翻边凸模圆角半径应尽量取大些，以便有利于翻边变形。图5.3.4 是几种常用的圆孔翻边凸模的形状和主要尺寸：图5.3.4ａ～图5.3.4ｃ所示为较大孔的翻边凸模，从利于翻边变形看，以抛物线形凸模（图c）最好，球形凸模（图b）次之，平底凸模再次之；而从凸模的加工难易看则相反。图5.3.4ｄ～图5.3.4ｅ所示的凸模端部带有较长的引导部分，图5.3.4ｄ用于圆孔直径为10ｍｍ以上的翻边，图5.3.4ｅ用于圆孔直径为10ｍｍ以下的翻边；图5.3.4ｆ用于无预孔的不精确翻边。

图5.3.4　圆孔翻边凸模的形状和尺寸

　　当翻边模采用压料圈时，则不需要凸模肩部。

　2. 非圆孔翻边

　　非圆孔的极限翻边系数，可根据各圆弧段的圆心角ａ大小，查表5.3.2。
非圆孔翻边坯料的预孔形状和尺寸，可以按圆孔翻边、弯曲和拉深各区分别展开，然后用作图法把各展开线交接处光滑连接起来。

图5.3.5 非圆孔翻孔

　　按变形的性质，外缘翻边可分为伸长类翻边和压缩类翻边。
　1. 伸长类翻边

　　伸长类外缘翻边时，其变形类似于内孔翻边，但由于是沿不封闭曲线翻边，坯料变形区内切向的拉应力和切向的伸长变形沿翻边线的分布是不均匀的，在中部最大，而两端为零。假如采用宽度ｂ一致的坯料形状，则翻边后零件的高度就不是平齐的，而是两端高度大，中间高度小的竖边。另外，竖边的端线也不垂直，而是向内倾斜成一定的角度。为了得到平齐一致的翻边高度，应在坯料的两端对坯料的轮廓线做必要的修正，采用如图5.3.6a中虚边所示的形状，其修正值根据变形程度和的大小而不同。如果翻边的高度不大，而且翻边沿线的曲率半径很大时，则可以不做修正。

ａ）伸长类平面翻边　　　ｂ）伸长类曲面翻边

图5.3.6　　伸长类翻边

　　常用材料的允许变形程度见表5.3.3。
伸长类曲面翻边时，为防止坯料底部在中间部位上出现起皱现象，应采用较强的压料装
置；为创造有利于翻边变形的条件，防止在坯料的中间部位上过早地进行翻边，而引起径向
和切向方向上过大的伸长变形，甚至开裂，应使凹模和顶料板的曲面形状与工件的曲面形状
相同，而凸模的曲面形状应修正成为图5.3.7 所示的形状；另外，冲压方向的选取，也就是
坯料在翻边模的位置，应对翻边变形提供尽可能有利的条件，应保证翻边作用力在水平方向
上的平衡，通常取冲压方向与坯料两端切线构成的角度相同（图5.3.8）。

1－凹模　2－顶料板　3－凸模

图5.3.7 伸长类曲面翻边凸模形成的修正

图5.3.8 曲面翻边时的冲压方向

　2. 压缩类翻边

　　压缩类平面翻边其变形类似于拉深，所以当翻边高度较大时，模具上也要带有防止起皱的压料装置；由于是沿不封闭曲线翻边，翻边线上切向压应力和径向拉应力的分布是不均匀的――中部最大，而在两端最小。为了得到翻边后竖边的高度平齐而两端线垂直的零件，必须修正坯料的展开形状，修正的方向恰好和伸长类平面翻边相反，如图5.3.9ａ虚线所示。
压缩类曲面翻边时，坯料变形区在切向压应力作用下产生的失稳起皱是限制变形程度的主要因素，如果把凹模的形状做成图5.3.10所示的形状，可以使中间部分的切向压缩变形向两侧扩展，使局部的集中变形趋向均匀，减少起皱的可能性，同时对坯料两侧在偏斜方向上进行冲压的情况也有一定的改善；冲压方向的选择原则与伸长类曲面翻边时相同.

ａ）压缩类平面翻边　　　ｂ）压缩类曲面翻边

图5.3.9　　压缩类翻边

1－凹模　2－压料板　3－凸模

图5.3.10　压缩类曲面翻边凹模形状的修正

　　在不变薄翻边时，对于竖边较高的零件，需要先拉深再进行翻边。如果零件壁部允许变
薄，这时可应用变薄翻边，既可提高生产率,又能节约材料。　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5.3.11是用阶梯形凸模变薄翻边的例子。由于凸模采用阶梯形，经过不同阶梯使工
序件竖壁部分逐步变薄，而高度增加。凸模各阶梯之间的距离大于零件高度，以便前一个阶
梯的变形结束后再进行后一阶梯的变形。用阶梯形凸模进行变薄翻边时，应有强力的压料装
置和良好的润滑。

　　变薄翻边经常用于平板坯料或工序工件上冲制Ｍ５以下的小螺孔，翻边参数见图5.3.12。

ａ）零件　　ｂ）凸模

图5.3.11　用阶梯形凸模变薄翻边

图5.3.12　小螺孔的翻边

　　对低碳钢、黄铜、纯铜和铝制件进行螺纹底孔翻边时，也可参考表5.3.4所列的尺寸。

　　图5.3.13所示为内孔翻边模，其结构与拉深模基本相似。图5.3.14所示为内、外缘同时翻边的模具。

图5.3.13 内孔翻边模

图5.3.14 内、外缘翻边模

　　图5.3.15 所示为落料、拉深、冲孔、翻边复合模。凸凹模8与落料凹模4均固定在固定板7上，以保证同轴度。冲孔凸模2压入凸凹模1内，并以垫片10调整它们的高度差，以此控制冲孔前的拉深高度，确保翻出合格的零件高度。该模的工作顺序是：上模下行，首先在凸模1和凹模4的作用下落料。上模继续下行，在凸凹模1和凸凹模8相互作用下将坯料拉深，冲床缓冲器的力通过顶杆6传递给顶件块5并对坯料施加压料力。当拉深到一定深度后由凸模2和凸凹模8进行冲孔并翻边。当上模回升时，在顶件块5和推件块3的作用下将工件顶出，条料由卸料板9卸下。

1、8－凸凹模　2－冲孔凸模　3－推件块4－落料凹模 5－顶件块　6－顶杆
7－固定板　9－卸料板　10－垫片

图5.3.15　落料、拉深、冲孔、翻孔复合模

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