缩口工艺
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缩口工艺介绍
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
应变
的绝对值最大。
和厚向应变
使直径缩小，厚度和高度增加，所以切应变
为压应变
，径向
为拉应变。变形区由于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：
< br>
（
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，<
/p>
也将限制一次缩口的极
限变形程度。
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
由下式确定：
小于极限缩口系数
时，要进行多次缩口，其缩口次数
（
5.
3.2
）
式中
:
—
总缩口系数，
=
< br>；
—
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
:
（
5.3.3
）
直口形式
: