文档介绍：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。
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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
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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。
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(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。
(5-9)
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(三) 影响翻边系数的因素
:
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。
≤δ
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翻边
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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。
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。
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翻边
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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。
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(四) 翻边后板厚的变化
。
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。
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(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=(1-d0/D )+ rd +
或 H=(1-kf