硬模胀形设计优化建议

硬模胀形的优点是工作速度快，模具简单且寿命长，无易损件消耗，无须大型机床。硬模胀形可分为柱形塞整体胀形和分瓣式胀形。

1.柱塞胀形模

柱形塞胀形具有成形尺寸稳定的优点，通常用作变形程度小于10％工件胀形或管材定径。其缺点是内壁容易产生划伤。要求内壁光整的工件采用胀形系数≤1.1。

柱塞式胀形模入料端有锥角过渡和圆角过渡两种形式；锥角单边斜度介于10°～15°。如果采用圆角过渡，入料点与水平线的夹角以不大于40°为宜，如图6-9所示。

2.分瓣式胀形硬模

分瓣式胀形硬模主要由两大部件组成——锥形芯棒和分瓣式滑块。当压力机驱动芯棒做轴向运动时，在斜面的作用下，分瓣式滑块沿锥面做径向运动，向外扩张；使得圆筒件产生直径增大的变形。当胀形结束后，分瓣式滑块在弹簧的作用下，回复到原位，以便将成形后的工件取出，如图6-10所示。

图6-9 硬模胀形

a）锥角过渡 b）圆角过渡 1—坯筒 2—凸模

图6-10 胀形量过大形成梅花形

a）胀形前 b）胀形后

在行程不受限制的前提下，锥形芯棒的单边斜度一般取在3°～8°。

分瓣式滑块在未分割前是圆柱形整体，直径取胀形后所要求的内径尺寸。分割后拼合的尺寸应能保证坯筒能够顺利套入模具，圆周切除宽度的计算公式为

将上式解出得：b＝π（d₀－d－Z）／x式中 d——分割后拼合直径（mm）；

d₀——分割前直径（mm）；

x——分割等份数；(www.xing528.com)

b——切除宽度（mm）；

z——模具与坯件间隙（mm）。

复位弹簧隐藏在滑块的沟槽内。沟槽连同本体一同车削加工，分割后将剖切面倒圆角，避免运行中夹伤弹簧。

分瓣式胀形硬模的分瓣片数越多，则胀形后的工件圆整度越高，但模具结构越复杂，越容易冗于紊乱而不便掌控。其片数一般以3～6片为多。

硬模胀形的胀形量一般宜控制在110％以内，超出此值，分瓣式滑块的边线容易割伤工件或导致破裂。此时若将滑块边线倒角，则成形后的工件成为多瓣状或称为梅花形。

第一次胀形后将管材转动适当的角度，避开分模线再进行第二次胀形，可以将胀形系数提高到1.15，但仍有少量失圆。

硬模胀形不用凹模，所以很难得到精度较高的产品。在目前，这种方法多被用于小型薄壁钢管直径扩大工序。而且在后续工艺中添加定径工序，即用比胀形直径略大的圆柱形硬模再通过一次，以得到圆整的外形，如图6-11和图6-12所示。

图6-11 分瓣式胀形硬模（长锥柱）

图6-12 定径模

当胀套的行程有一定的限制，且胀形量较大的情况下，可以采用短锥柱胀形模。短锥柱胀形模工作部分的斜度不大于40°。短锥柱胀形模可设计成正装模和倒装模。从入料和出料的角度来看，还是倒装式比较方便。因为倒装模可以将工件挂在分瓣式凹模上，而正装模就失去了这个优势，如图6-13所示。

采用弹性装置令凹模向下运动到一定距离后固定不动，然后再添加其他作业动作，短锥柱胀形就可演变成为分瓣式夹具（参看图5-30）。这种夹具有入料出料方便迅速的特点。

图6-13 短锥柱胀形模

1—顶柱 2—模座 3—拉深坯件 4—分瓣式凹模 5—工件 6—弹簧 7—凸模 8—工作台