缩口工艺介绍
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缩口工艺介绍
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日期
: 2007-2-24,11:33
缩口
缩口是
将预先成形好的圆筒件或管件坯料，
通过缩口模具将其口部缩小
的一种成形工序，如图
5.3.1
所示。缩口工序的应用比较
广泛，可用于子弹壳、
炮弹壳、
钢制气瓶、
自行车车架立管、
自行车坐垫鞍管、
钢管拉拔等的缩口加工
。
对细长的管状类零件，
有时用缩口代替拉深可取得更好的效果
。
与缩口相对应的
是扩口工序。
图
5.3.1
缩口变形示意图
缩口成形特点与变形程度
1
缩口成形特点
常见的缩口形式如图
5.3.2
所示，
有斜口式、
直口式和球面式。
缩口属
于压缩类成形工序，其变形区的应力应变特点如图
5.3.2
所示，变形区为各向
压应力状态，其中切向压应力
加，所以切应变
的绝对值最大。
使直径缩小，厚度和高度增
为拉应变。变形区由于
为压应变，径向应变
和厚向应变
受到较大切向压应力的作用易产生切向失稳而起皱，
起传力作用的筒壁区由于受
到轴向压应力的作用易产生轴向失稳而起皱，
所以失稳起皱是缩口工序的主要障
碍。
a)
b)
c)
图
5.3.2
缩口形式
a)
斜口形式
b)
直口形式
c)
球面形式
2
变形程度
缩口变
形程度用缩口系数
表示，其表达式为：
（
5.3
.1
）
式中
:
—缩口后直径；
—缩口前直径。
缩口极限变形程度用极限缩口系数
表示，
取
决于对失稳条件
的限制，
其值大小主要与材料的机械性能、
坯料厚度、
模具的结构形式和坯料表
面质量
有关。材料的塑性好、屈强比值大，允许的缩口变形程度大（极限缩口系
数
小）；坯料越厚，抗失稳起皱的能力就越强，有利于缩口成形；采用内
支承（
模芯）模具结构，口部不易起皱；合理模角、小的锥面粗糙度值和好的润
滑条件，
可以降低缩口力，
对缩口成形有利。
当缩口变
形所需压力大于筒壁材料
失稳临界压力时，
此时非变形区筒壁将
先失稳，
也将限制一次缩口的极限变形程
度。
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表
5.3.1
是一些材料在不同模具结构形式下的极限缩口系数。
当计算出
的缩口系数
小于表中值时，要进行多次缩口。
表
5.3.1
不同模具结构的极限缩口系数
缩口工艺计算
1
缩口次数及其缩口系数确定
当计算出的缩口系数
其缩口次数
由下式确定
：
小于极限缩口系数
时，要进行多
次缩口，
（
5.3.2
）
式中
:
—总缩口系数，
=
；
—平均缩口系数，
可先取
≈
。
的计算值一般是小数，应进位成整数。
多次缩口工序中第一道次采用比平均值
小
10%
的缩口系数，
以后各
道次采用比平均值
大
5%
～
10%
的缩口系数。
考虑材料的加工硬化以及道次增
加可能增加的生产成本等因素，缩口次数
不宜过多。
2
毛坯尺寸计算
毛坯尺寸的主要设计参数是缩口毛坯高度
，按照图
5.3.2
所示的不
同的
缩口形式，根据体积不变条件，可得如下毛坯高度计算公式：
斜口形式
: