胀形模的结构特点及应用实例分析

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生产中，对凸肚类胀形加工件，受零件结构的影响，所设计的胀形模具有一定的特点。

5. 3.1胀形模的结构特点

在胀形模设计过程中，为便于将胀形后的工件从模具中取出，通常凹模不能做成整体 式，根据胀形件结构的不同，胀形件有不同的分型面形式，因此，胀形凹模一般有分成上、 下两体的组合形式[参见图5-24 U)],或左、右两块，俗称“哈夫块”[参见图5-24 (b)] 的两种结构形式，而胀形模的其他零部件设计也就基本是围绕着凹模的结构展开。

图5-24(a)、图5-24(b)模具均采用了聚氨酯橡胶软凸模胀形的结构形式，其中，图5- 24 (a)所示凹模采用了上、下拼块的形式；图5-24 (b)所示凹模则采用了左、右分块的 形式。当然，凹模的不同分块形式同样适用于刚性凸模胀形。

不论是何种胀形凹模分块形式，均应保证结合面的配合紧密及定位的精密、可靠，同 时，还应设计保证结合面可靠夹紧的机构，一般来说，采用上、下拼块的胀形凹模形式不论 生产批量大小，采用弹资、聚氨酯橡胶块等弹性元件便可保证，而对“哈夫块”模芯的定位 及锁紧，则往往成为模具设计中的关键问题。这是因为，“哈夫块”模芯的定位及锁紧受胀 形力的直接影响，若胀形力大于模具中给予“哈夫块”的锁紧力，将使锁紧失效，轻者使两 “哈夫块”的结合面被挤开一条窄缝，工件被挤人缝隙中在表面形成两道凸筋，严重地影响 了产品的外观质量，重者使模具受损，无法工作。

采用左、右分块的胀形凹模形式的胀形模夹紧，生产中多用斜楔滑块机构，该类刚性夹 紧结构夹紧力足够，工作可靠，能满足锁紧力$于胀形力的要求，只要保证夹紧机构强度足 够，一般不需对锁模力进行计算，但整个机构复杂，生产制造成本髙，多用于小外形尺寸或

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第5章-成彤模设计扶巧、经验R实例

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大批蛩生产的胀形件加工，而在对较大零件进行胀形时，若生产批量不大，多采用弹簧、聚 氣酯橡胶块等弹性元件对胀形模中的“哈夫块”模芯实施夹紧锁模，此时，则需计算、校核 锁模力的大小。

一般锁模力F的计算可依据下述公式计算：

F=100EAe .

式中F一锁模力，n;

E—-弹性模量，MPa;

^        承压面积，cm2 ;

e        压缩应变，％。

根据计算出所需的锁模力，便可计算出弹性元件的个数和尺寸。根据上述计算、设计的 模具，在试模后还需做进一步调整和修正才可满足使用要求。

影响聚氨酯橡胶软凸模胀形的另一个关键是：聚氨酯橡胶凸模高度的设计。

凸模高度尺寸由三部分组成，确定原则是：①根据弹性凸模压缩后体积不变，并且与制 件体积相同的假设，确定橡胶模块的基本高度；②由于弹性体压缩后不仅改变形状，还发生 体积变化，确定补偿体积减小所需的弹性模块高度；③因为在胀形过程中，沿凸模高度方向 上产生的胀形压力不同，为了提高制件精度，使橡胶凸模在胀形过程中产生的最大变形力得 到充分利用，需要增加弹性模块髙度，其中②、③两项之和的经验值为30〜50mm。

此外，在凸肚类胀形时，为保证不因变形区压应力过大而引起失稳起皱，对薄壁管原则 上应在管内填充聚氨酯橡胶胀形，对厚壁管可不加，而直接加轴向力成形。

刚性凸模胀形由于生产的胀形件精度较差，且模具成本较高等原因，一般用于零件小区 域的成形。因为此时用聚氨酯橡胶作软凸模，会产生充填不满或无法充填等问题，从而影响 成形质量。

对胀形程度较大的零件，则往往采用石蜡胀形模。用石蜡胀形可比用橡胶、液体和气体 等提高变形程度12%,使胀形出的直径为原直径的1. 47倍。如图5-25是用石蜡的胀形模， 在凸模1的压力下，筒体和其中的石蜡4受轴向压缩，在上下两半凹模3和5内成形。在压 缩过程中，当单位压力g超过一定数值后，石蜡从凸模1中的溢流孔A溢出，由螺钉2调 节溢流孔的大小，以控制石蜡对筒体的压力。

也可考虑采用图5-26所示的压缩胀形。这是因为在胀形的同时沿管坯轴向加压，可使 胀形区的应力、应变发生改变，有利于塑性变形。当轴向压力足够大时，变形区的轴向拉应 力变为轴向压应力，应变状态也可能变为轴向压缩、径向伸长，而厚度基本不变的情况，这 样就显著增大了胀形系数的极限值。