优化缩口成形的主要工艺参数

1.总的缩口系数

缩口作业总的变形程度通常用总的缩口系数K_SΣ表示。K_SΣ值越小，总的缩口变形程度越大。K_SΣ可按下式计算：

式中，d为工件缩口加工后的直径（mm）；D为工件未缩口加工前的空心毛坯直径（mm）。

当采用多道工序，或连续多工步进行缩口作业时，其总的缩口系数应为各次缩口系数的乘积：

K_SΣ=K_S1K_S2K_S3…K_Sn （8-7）

式中，K_S1、K_S2、K_S3、…、K_Sn为各次缩口作业用缩口系数。

2.分序缩口系数

多数情况下，缩口变形程度大，不是一次缩口作业就可以达到要求的，大多都采用二次及二次以上缩口加工，才能取得满意的缩口效果。特别是一些缩口质量要求较高的零件，不仅要求缩口区外观光滑，无肉眼可见皱纹，还要求缩口后的尺寸（直径d、高度h₀及顶部圆弧等）都符合要求。故往往在多次缩口作业中，采用不同的分序缩口系数。第一次稍小，以后各次逐渐加大，最后一次兼有校形作用，缩口系数更大一些。因此，多工序缩口的缩口系数是不等的。

缩口系数的大小除取决于缩口零件的材料性能，主要是塑性，还与其料厚密切相关。缩口模的结构形式对缩口系数有决定性的影响。有缩口模芯作内部支承，又有外部匹配模腔进行外部支承，其缩口变形程度又可提高一倍，即与无模芯缩口相比，缩口系数可减小一半以上。

分序缩口系数可按下式计算：

式中，K_Sn为第n次缩口的系数；d_n-1为第n次缩口前的坯件口部直径（mm）；d_n为第n次缩口后的工件直径（mm）。

3.平均缩口系数

控制多次缩口作业中每次缩口的变形程度不超过平均值，是确保缩口质量和平衡各次变形程度、减少废次品的关键。各种材料的平均缩口系数K_SJ见表8-5。

表8-5 各种材料的平均缩口系数KSJ

4.缩口次数

缩口次数n_S可按下式计算：

式中，K_SΣ为总的缩口系数，按式（8-6）或式（8-7）计算；K_SJ为平均缩口系数，查表8-5。

按式（8-9）求得的理论缩口次数，往往不是整数。而实际要采用的缩口次数，总是大于计算次数不足1次的整数。故需依据计算结果，决定缩口次数，并合理分配和平衡各次缩口变形程度，以求达到较好的缩口质量。

5.多次缩口变形程度的分配

在多数缩口作业中，每次缩口变形程度的确定，是在计算并确定缩口次数之后，才能进行分配与调整。通常情况下，可按下述公式给定。(www.xing528.com)

第一次缩口系数：

K_S1≥（0.85～0.9）K_SJ （8-10）

以后各次缩口系数：

K_Sn≥（1.05～1.10）K_SJ （8-11）

6.缩口后料厚增量

零件缩口部位的料厚稍有增大。其缩口后的料厚，可按下式计算：

式中符号意义同以上各式。

7.回弹的控制与消减

与其他成形作业一样，缩口作业后亦有回弹。弹性变形总伴随着塑性变形发生，且在塑性变形后总要回弹，这符合金属压力加工的基本定律。缩口后回弹量大小与缩口变形程度有关，一般小于1%，约为0.5%～0.8%。因此，在缩口后的零件尺寸会比模腔尺寸大出0.5%～0.8%。通常可通过预加变形量，或试模后修准模腔尺寸加以控制。对于一般精度的缩口零件，可以不预考虑。

8.缩口毛坯尺寸的计算

通常情况下，由于不同的缩口形式及模具结构，使缩口零件的缩口部位，发生不同的尺寸变化。不仅外形迥然不同，而且尺寸差异很大；但是，缩口前后体积不变。根据这个原则可依以下各式进行缩口毛坯尺寸计算：

1）斜口形式缩口毛坯（见图8-11a）尺寸的计算如下：

2）直口形式缩口毛坯（见图8-11b）尺寸的计算如下：

3）球面形式缩口毛坯（见图8-11c）尺寸的计算如下：

以上式中符号意义，见图8-11。

9.缩口力的计算

不同的缩口形式，即便其变形程度相当，其缩口力的大小也是有差别的。弹壳缩口所需压力的近似计算公式如下：

式中，F_S为缩口力（N）；t为毛坯料厚（mm）；D为毛坯直径（mm），按中心层计；d为缩口部分直径（mm），按中心层计；μ为凹模与毛坯接触面的摩擦因数；R_eL为材料的屈服强度（MPa）；α为凹模的圆锥角（°）；K为速度系数，在曲柄压力机上缩口，取K=1.15。