脹形是在管坯內(nèi)部或在板坯一側(cè)通以高壓液體﹑氣體或放入剛體瓣模﹐迫使管﹑板塑性變形﹐以制成工件的沖壓成形工藝。
基本解釋
由于受到材料塑性和塑性變形能力的限制﹐脹形程度不宜過大。脹形可用以制造平板的局部突起﹑凹坑﹑花紋﹐波紋管﹐皮帶輪和自行車五通接頭等。脹形時﹐作為介質(zhì)的氣體﹑液體的壓力隨工件材料﹑厚度﹑變形情況而異﹐一般用10～13兆帕﹐也有用高能率成形和超塑成形的。脹形變形均勻﹐只需要一塊模具(通常為凹模)﹐可以節(jié)省制模費(fèi)用﹐但輔助工序較多﹐效率不高。
定義及特點(diǎn)
脹形是利用模具使毛坯厚度減薄和表面積增大。以獲取零件幾何形狀的沖壓加工方法。脹形又稱起伏成形方法主要用于平板毛坯的局部成形，如壓凸起、加強(qiáng)肋、凹坑、花紋圖案及標(biāo)記等。另外．還有管類空心毛坯的脹形（如波紋管）以及平板毛坯的張拉成形等。曲面零件拉深時毛坯的中間部分也會產(chǎn)生脹形變形。在大型覆蓋件的沖壓成形過程中，為使毛坯能夠很好地貼模，提高成形件的精度和剛度，必須使零件獲得一定的脹形量，因此。脹形如同前面的彎曲、拉深，也是沖壓成形的基本方法之一。
分類
1、從坯料形狀看，有平板坯料局部脹形，即起伏成形和圓柱形空心毛坯脹形；
2、從所用模具看，有剛性模脹形、半剛性模脹形和軟模脹形；
3、從成形方式看，有整體同時成形和局部漸進(jìn)成形；
4、從脹形所使用的能源看，有普通能源脹形和高能脹形
方法
在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用的脹形方法主要有剛模脹形、固體軟模脹形、液壓脹形、起伏成形和圓柱形空心坯料的脹形等方法。
剛模脹形
剛模脹形是利用錐形芯塊將分瓣凸模頂開，使工序件脹出所需的形狀。
生產(chǎn)中常采用8~12個模瓣。當(dāng)脹形變形程度小，精度要求低時，采用較少的模瓣，反之采用較多的模瓣，一般情況模瓣數(shù)目不少于6瓣。
固體軟模脹形
固體軟模脹形的凸模采用橡膠、聚氨或聚氯乙稀（聚氨乙烯）等材料，脹形時利用軟凸模受壓變形并迫使板材向凹模型腔貼靠。
用固體軟模脹形可以改善剛模脹形的某些不足（如工件變形不均勻、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜等）。
液壓脹形
液壓脹形是在工作前先在坯料內(nèi)灌注液體，當(dāng)壓力機(jī)外滑塊下行時先把制件的口邊壓住，然后內(nèi)滑塊下行，通過橡皮墊使液體產(chǎn)生高壓將坯料脹大成形。
液壓脹形是在無摩擦狀態(tài)下成形，與其他脹形方法相比，極少出現(xiàn)變形不均勻現(xiàn)象。因此，液壓脹形法多用于生產(chǎn)表面質(zhì)量和精度要求較高的復(fù)雜形狀零件。
起伏成形
起伏成形是一種使材料發(fā)生拉伸，形成局部的凹進(jìn)或凸起，借以改變毛坯形狀的方法。起伏成形主要用于：加強(qiáng)筋和凸形壓制、零件及藝術(shù)裝飾品的浮雕形壓制、不對稱開口零件的冷壓成形。
在寬凸緣拉深中，當(dāng)零件的凸緣寬度大于某一數(shù)值后，凸緣部分不再產(chǎn)生明顯的塑性流動，毛坯的外緣尺寸在成形前后保持不變。零件的成形將主要靠凸模下方及附近材料的拉薄，極限成形高度與毛坯直徑不再有關(guān)，這一階段就是起伏成形階段。它與寬凸緣拉深的分界點(diǎn)取決于材料的應(yīng)變強(qiáng)化率、模具幾何參數(shù)和壓邊力的大小，其變形區(qū)直徑（d）與毛坯直徑（D）的比值（d/D）約在0.35~0.38之間。
圓柱形空心坯料的脹形
圓柱形空心坯料的脹形是依靠材料的拉伸，將直徑較小的空心零件或管毛坯，在半徑方向上向外擴(kuò)張的方法。脹形一般要用可分式凹模，其凸模有下列形式：
（1）橡皮或聚氨酯凸模；
（2）分塊式凸模，由楔狀心塊將其分開；
（3）用液體作為凸模。這種方法有的可以直接將液體倒入毛坯內(nèi)，但此法操作不便且生產(chǎn)率低。有的可用裝在凸模上的充滿液體的橡皮囊。
加工過程分析
不論是起伏成形類的平板坯料局部脹形，還是凸肚類的空心坯料脹形，在脹形時，坯料的塑性變形局限于一個固定的變形范圍內(nèi)，板料既不向變形區(qū)以外轉(zhuǎn)移，也不從外部進(jìn)入變形區(qū)。
下圖為脹形加工變形過程，變形只局限于直徑為d的圓周以內(nèi)，而其以外的環(huán)形部分并不參與變形，凸緣部分的材料處于不流動的狀態(tài)，只是當(dāng)凸模作用到材料時，在變形區(qū)內(nèi)發(fā)生伸長，表面積增加。
脹形變形區(qū)金屬處于兩向受拉的應(yīng)力狀態(tài)，變形區(qū)內(nèi)的板料形狀的變化，主要是由其表面積的局部增大來實(shí)現(xiàn)，所以，脹形時坯料厚度不可避免地產(chǎn)生變薄。由于在脹形過程中材料逐級伸長，變形最劇烈的部分最終要出現(xiàn)縮頸甚至破裂，因而脹形的深度（脹形量）受到一定的限制。
由于脹形時板料受兩向拉應(yīng)力的作用，因而在一般情況下，變形區(qū)的坯料不會產(chǎn)生塑性失穩(wěn)而出現(xiàn)起皺，所沖制的工件表面光滑，質(zhì)量較好，也容易得到尺寸精度較高的工件。
參考資料 >