凸缘

时间:2023-10-21 13:49:11编辑:莆田seo君
介绍

凸缘是在零件上面起到补强作用的附加部分。凸缘可以降低挤压力,提高零件寿命。常用于管道的链接部分和联轴器上。

类别

图1 基本类型

根据凸缘在零件上所处的

位置

,可分为凸缘在上端[图1]和凸缘在中部两大类[图1-44],每 类又可分为通孔和盲孔两种。该类零件由于形状较复杂,挤压工艺性不好,采用单纯的正挤或反挤在一道挤压工艺中完成是很困难的。设计该类工艺方案时,重点是凸缘部分所需材料体积的准备。成形凸缘的

基本方法

是挤压和冷镦。凸缘以外的部分形状采用挤压成形,大多数的凸缘形状主要采用冷镦,或者是以冷镦为主要成形方法的镦挤结合。下面分别叙述各种类型的凸缘类零件的成形方法。

凸缘在上端的凸缘类零件

(1)

通孔类凸缘

[图1(a)]该类零件的

特点

是凸缘位于上端,并且具有通孔,是凸缘类零件中成形较容易的一

图2 工序

种。一般可采用管状坯料正挤压成形,也可采用实心坯料,先反挤压制坯、冲底,然后正挤空心件。凸缘尺寸与厚度相比较大时,为了合理分配变形量,降低挤压力,提高模具寿命,通常分两道工序成形。首先在锥形凹模内进行正挤,在相当于凸缘部位上成形出一个粗大的部分,然后进行变形程度较小的冷镦粗。如图2所示就是采用上述成形方法的典型挤压工艺(包括制坯工序在内)。如果凸缘较小,材料塑性也比较好,可以直接正

挤成形。

(2)

盲孔类凸缘

[图1

]该类零件盲孔形式有:凸缘上开口[图1]和圆柱体开口[图1]两种。前种零件可以采用三种工艺方法成形。

图3

第一种方法是在反挤压的杯形坯料上直接进行冷镦凸缘[图3],不过这种方法只适用于凸缘比较小的场合。

第二种方法采用反挤压在压制出杯形件的同时,在凸缘相应部位上利用凸模锥面的翻边作用,预制出一个大致的中间形状,然后再进行冷镦凸缘[图4]。采用

图4

该方法,必须严格控制反挤杯形件时的壁厚偏差。如果壁厚偏差过大,在凸模锥面的翻边过程中,由于挤压材料不均匀变形而引起的附加拉应力,这极易造成变形部分的边缘开裂,尤其在材料塑性较差时,挤压锥形的深度与外径愈大,开裂愈严重。这种工艺方法对材料、模具、挤压设备精度等方面有较严格的要求,适用于材料塑性较好,凸缘厚度s小于筒壁厚度s的工件。

第三种方法首先在实心坯料上镦出凸缘,然后再反挤成形。反挤瞬间凸缘隆起,形成一个自然的锥形,当凸

图5

模进入模腔后,成形的部位则作刚性平移,同时完成杯体的加工,最后将凸缘镦压成形[图5]。采用这种方法时,冷镦后的实心圆柱体必须与反挤压的模腔深度相一致。若时,在模腔的下部,坯料与模腔之间将出现脱空,从而使零件底部受拉开裂;若,则在凸缘与杯体相连接的部位将出现台阶。这种方法适用于凸缘较厚的零件。

圆柱体开口的盲孔类凸缘零件又可以分为两种:内孔深度小于外部圆柱体高度

,如图6所示;内孔深度大于外部圆柱体高度,如图7

图6

图7

所示。成形该类零件时,一般取介于凸缘(D)和圆柱体直径(d)间某一尺寸为坯料外径。首先正挤出部分内孔与外圆柱部分,然后将剩余的尾部冷镦至凸缘尺寸(图8方案一)。为了避免正挤时圆柱体孔口产生收口或胀口现象,以及冷镦凸缘时产生孔径胀大缺

图8

陷,在设计半成品形状与尺寸时,应使其孔深尺寸与挤压圆柱部分的高度相等,并且小于或等于成品圆柱体的高度,即

。也可以选取外径等于圆柱体直径的坯料,采用正挤或反挤制成筒形件,然后再冷镦出凸缘(图8方案二)。根据同样的道理,半成品的孔深也应小于或等于成品圆柱体的高度,即 。上述两种工艺方案各有特点,应根据凸缘的具体的形状与尺寸来选取。

中部凸缘类零件

(1)

通孔类凸缘

[图1

] 该类零件如采用外径等于圆柱体外径的空心管直接冷镦出凸缘(图9),则由于材料体

图9

积转移方式不合理,在与凸缘相对应的内孔壁上产生环沟,继续挤压将形成折叠。如采用外径等于凸缘外径的空心管,使坯料与模腔接触,可以有效地控制金属的径向流动,如图10所示,就可以避免上述缺陷,保证零件的尺寸精度。

图10

(2)

盲孔类凸缘

[图1(e)]该类零件的凸缘位于筒体的中部位置。设计半成品形状与尺寸时,除了考虑到在成品凸缘相对应的半成品部位上,要预先贮备适量的金属,使贮备的金属体积,同时在成形时,简体部分或多或少要挤入模具中。这样在冷镦中包含一定的挤压成分,

可适当限制金属的径向流动,缩短其流经的距离,避免内孔径胀大与凹陷的产生。这种镦挤的最理想状态是,凸缘、凸缘以上圆筒形部分及向下挤入凹模部分的三种变形过程同时进行,金属同时达到模壁,同时充满模腔.这种工艺方案如图11(a)所示。而如图11(b)所示的工艺方案则在筒形半成品上直接冷镦凸缘,虽然也预先贮备适量的金属,但由于金属径向流经较长,使筒壁弯折,形成内孔折叠缺陷。

该工艺方案的成形流程还可以采用反挤压制成盂形件,再正挤出半成品杯形件,然后冷镦凸缘(图12)。

图12

连接

凸缘连接分为

无垫片

的和

有垫片

的。

在无垫片的凸缘连接中,是靠精细加工密封面和加以很大的压力来达到密封的。这种凸橡迪接的密封

面可以是平的、锥形的或一个密封面是锥形的而另一个是球形的。

有垫片的凸缘连接,根据垫片的形肤而制成蒂带有各种形状的密封面。垫片有:a)平滑垫片(石棉橡胶

片、纸板、橡胶片、铝片、铜片和钢片);b)波纹石棉金属垫片(由铝片或不锈钢片制成外壳的石棉垫片);c)

齿形垫片(钢

或);d)透镜形垫片(金属)和 e)卯形截面的垫片(金属)。

图13

当采用平滑垫片、波纹垫片和齿形垫片时,凸缘上的密封面应是平的。当采用透镜形垫片时,密封面应是

锥形的(图13左);采用卯形截面的垫片时,密封面应带有沟槽(图13右)。

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