起伏成型

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工实用技术手册第2版》第141页（3238字）

起伏成型是用局部变形的方式来改变毛坯或半成品形状的方法，这种方法不仅提高了工件的刚度，而且还增加表面的美观。起伏成型通常包括压筋、压包、压花、压字、压制百叶窗等。下面分别介绍压筋与压制百叶窗工艺。

(一)凸筋的形状和合理尺寸

一般凸筋断面形式如图1．3－21所示。

图1．3－21 凸筋断面

压筋时，材料主要是承受拉力作用，如果材料塑性太差或变形太大，都可能产生裂纹。要避免裂纹的产生，必须正确设计凸筋的尺寸和进行合理选材。根据工件材质和形状复杂程度，压筋工序可以一次或多次完成。材料在一次成型工序中的极限伸长率，可以概略地按最大变形区域的尺寸来检查，即：

式中 L₁——变形区压筋后沿截面的材料长度(mm)；

L——变形区压筋前材料长度(mm)；

δ——单向拉伸时材料允许伸长率。

如果计算结果不符合上述条件，则说明不能一次压成，必须增加工序逐步压出。如图1．3－22所示需两道工序完成的凸筋，第一道只压成半圆凸形(图1．3－22a)，而第二道工序压成所需形状及尺寸(图1．3－22b)。

(a)第一道工序

(b)第二道工序

图1．3－22 两道工序完成的筋

客车中墙板的凸筋如图1．3－23所示。为保证一次能压成，并且形状美观，一般应该符合表1．3－6所列的数据。

图1．3－23 两端封头压筋前冲缺口

表1．3－6 凸筋的合理尺寸

注：表中符号见图1．3－21。

有些凸筋是很长的，而下料不可能那么长，实际上都是分成若干段，压筋后再对接而成。因此，中间各段的凸筋都是贯通的，它们的变形实际上接近于弯曲。而两端的两块是带封头的凸筋，但由于筋的高度较高，为便于成型，大都采用压筋前冲缺口的办法，如图1．3－23所示。

(二)压筋力的计算

压制凸筋时其近似压力可用下式计算：

P=Lδσ_bK (N)

式中 L——凸筋的周长(mm)；

δ——材料厚度(mm)；

σ_b——材料的抗拉强度(MPa)；

K——与筋的宽度及深度等因素有关的系数，一般取K=0．7～1。

当需要矫平时，其矫平力可按下列公式计算：

Q=Fq

式中 Q——矫平力(N)；

F——被矫平的面积(mm²)；

q——单位矫平力(MPa)。

q的数值与矫平程度和被矫平的面积大小有关，可查表1．3－7。

表1．3－7 单位矫平力q值

(三)压筋模的结构形式

压筋件的质量与压筋模的结构形式及尺寸有着密切的关系，正确合理地设计压筋模不仅使产品易于成型，以保证凸筋的形状和尺寸，避免各种缺陷，而且简化模具结构，易于制造。

压筋凸凹模结构的几种形式和尺寸的确定方法如图1．3－24所示。

图1．3－24 压筋模形式和尺寸的确定

图中 A₁——凸模上部宽度，即工件上凸筋的上口宽度(一般产品图上都标注此尺寸)；

A₂——凹模的宽度；

A₃——凹模底部宽度；

A₄——凸模底部宽度；

A₅——凹模上部宽度；

H——凸模高度；

h——凹模深度(等于凸模高再加0．5mm～2mm间隙)；

R_凸、R_凹——分别为凸模、凹模的圆角半径(等于产品图上的R数值，一般产品图上都标注此尺寸)。

图1．3－24中Ⅰ、Ⅲ、V的形式，多用于压制封闭形加强筋的转角处及T形筋交叉处等材料变形比较复杂的部位，可减少壁部的波浪变形。Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ的形式，多用于压制条形筋或T形筋、封闭形筋的直线部分，即材料变形比较单一的部位。

图1．3－25为客车中墙板压筋模。中墙板上有两根封闭形加强筋，一次压制成型。因为中墙板的宽度有数种不同规格，因而筋的长度也有数种规格，所以凸模、凹模和压边圈是可换的。此模的压边圈是靠弹簧压紧的，压边力不足，因此压出的中墙板不平整；如果在带气垫的设备上，增加压边力，最好在筋的两侧增加齿形压紧块，使中墙板在压筋前先紧压住，于是凸筋的形成完全靠板料延伸而成，这样压制而成的中墙板更加平整。

图1．3－25 客车中墙板压筋模

1－下模板；2－导向装置；3－上模板；4－定位装置；5－压边弹簧装置；6－凹模；7－凸模；8－吊柱；9－凸凹模夹紧装置；10－压边圈

图1．3－26所示为货车车窗板的压筋模。从图中可以看出，压筋模也具有其他模具所具有的结构，但由于压筋件外形一般较大，故模具也较大。为了节省贵重材料，检修方便，模具的工作部分多为镶块式的。

图1．3－26 车窗板压筋模

1、4－成型镶块；2－润滑装置；3－上模板；5－卸料装置；6－导向装置；7－吊运装置；8－下模板；9－成型下模；10－弹簧；11、13－挡料板；12－下模镶块

(四)百叶窗的成型及模具结构

百叶窗的成型方法是，凸模的一边刃口将材料切开，而凸模的其余工作部分使材料同时作拉深与弯曲变形，从而形成有一边开口的起伏形状。其模具结构如图1．3－27所示，凸模与凹模均采用组合式，这样既便于加工，又便于组装和维修。

图1．3－27 内燃机车百叶窗及其成型模

1－上模板；2－圆柱销；3－螺钉；4－组合凹模；5－模柄；6－导向装置；7－定位装置；8－卸料板；9－橡皮；10－下模板；11－卸料螺钉；12－组合凸模