胀形加工的8个实用方法

不论是起伏成形类的平板毛坯局部胀形，还是凸肚类的空心毛坯胀形，一般必须采用胀形模通过压力机的压力才能完成。生产中只有在单件、少量且翻边孔尺寸较小、形状较简单的情况下，才考虑采用简单胀形模通过手工操作完成。胀形时，毛坯的塑性变形局限于一个固定的变形范围内，板料既不向变形区以外转移，也不从外部进入变形区内。图8-11为胀形加工变形过程，变形只局限于直径为d的圆周以内，而其以外的环形部分并不参与变形，凸缘部分的材料处于不流动的状态，它只是当凸模作用到材料时，在变形区内发生伸长，表面积增加。

图8-11 胀形加工变形过程

由于胀形时板料受两向拉应力的作用，因而在一般情况下，变形区的毛坯不会产生塑性失稳而出现起皱，所冲制的零件表面光滑、质量较好，也容易得到尺寸精度较高的零件。因此，胀形加工广泛用于汽车、电器、电子、日用品及飞机制造业等工业领域。

由于胀形变形区内的金属处于两向受拉的应力状态，变形区内板料形状的变化主要是由其表面积的局部增大来实现的，所以胀形时毛坯厚度不可避免地要产生变薄。由于胀形过程中材料的逐级伸长，变形最剧烈的部分最终要出现缩颈甚至破裂，因而使胀形的深度（胀形量）受到一定的限制。

（1）胀形的变形程度 起伏成形的极限变形程度，可以概略地按单向拉伸变形处理，即

式中 δ_极——起伏变形的极限变形程度；

δ——材料的伸长率；

l₀、l₁——变形前后长度。

系数0.7～0.75视胀形时断面形状而定，球形肋取大值，梯形肋取小值。

如果计算结果符合上述条件，则可一次成形。否则，应先压制成半球形过渡形状，然后再压出工件所需形状。

凸肚的变形程度以胀形系数m来表示：

式中 d_max——零件最大变形处变形后的直径（mm）；

d——变形处的原始直径（mm）。

胀形系数m与坯料伸长率δ的关系为m=1+δ。

表8-4所示为一些材料的极限胀形系数和切向许用伸长率的试验值。

表8-4 极限胀形系数和切向许用伸长率的试验值

（2）胀形力的计算 起伏成形的变形力按下式计算：

F=KLtσ_b(www.xing528.com)

式中 F——变形力（N）；

K——系数，K=0.7～1，加强肋形状窄而深时取大值，宽而浅时取小值；

L——加强肋的周长（mm）；

t——料厚（mm）；

σ_b——材料的抗拉强度（MPa）。

凸肚胀形力的计算分以下几种情况：

1）刚模胀形力按下式计算：

F=Ap

式中 F——胀形力（N）；

A——胀形面积（mm²）；

p——单位胀形力（MPa）；

σ_b——材料抗拉强度（MPa）；

d_max——胀形最大直径（mm）；

t——材料厚度（mm）。

2）软模胀形时所需单位压力p：

两端不固定允许毛坯轴向自由收缩

两端固定毛坯轴向不能收缩