第42卷第7期 Vol. 42No. 7
假压技木
FORGING &STAMPING TECHNOLOGY
锥形模扩口成形力计算模型褚亮",2，谢谈，钟志平1
（1．北京机电研究所，北京100083；2．天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384）
2017年7月 Jul.2017
摘要：基于对锥形模扩口变形区材料应力特点的分析，利用主应力法，综合考虑扩口变形过程中材料厚度变薄、材料真实应式。进一步研究了附加变曲作用对扩口成形力的影响，结果表明：锥形模半锥角决定着附加变曲作用对扩口成形力的影响程度，当模其半锥角小于等于25°时，可以忽略附加弯曲作用的影响；当模具半锥角大于25°时，需要考虑附加弯曲作用的影响。进而，从锥形模半锥角和金属材料真实应力-应变曲线规律不同的角度，对所提出的理论公式的适用范围进行了分类。
关键词：扩口成形力；附加弯曲；主应力法；锥形模；半锥角 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 07. 034
中图分类号：TG386
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）07-0177-05
Calculationmodelofdeformationforceforflaringofconicaldie
Chu Liang'-2, Xie Tan', Zhong Zhiping
(1. Beijing Research Institute of Mechanical and Electrical Technology , Beijing 100083, China :
2. School of Materials Science and Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China)
Abstract: By analyzing the stress characteristics of material in defomation one for flaring of conical die and comprehensively considering three important factors with essential deformation characteristics of material thickness thinning, difference of true stress-true strain curve of metal materials and influence of additional bending, a new set of theoretical formulas of flaring deformation force calculating of conical die was set up by the principal stress method, and the influence of additional bending on flaring deformation force was further researched. The results show that the influence of additional bending on flaring defomation force is mainly detemined by the conical die semi-angle. Therefore, the influence of additional bending can be neglected when the conical die semi-angle is less than or equal to 25°, and the influ-ence of additional bending can be considered when the conical die semi-angle is more than 25°. Furthermore, the application scope of the-
oretical formulas is classified by considering the conical die semi-angle and different true stress true strain cune of metal materials. Key words : flaring deformation force; additional bending; principal stress method; conical die; semi-angle
缩口和扩口工艺广泛地应用于金属管材的二次加工中，是将管坏或预先成形好的空心件的口部直径缩小、扩大的一种塑性成形方法。而成形力是缩口、扩口工艺的重要参数，直接影响模具设计、设备选取以及工艺参数优化。
现今有关缩口和扩口工艺的最新文献资料中，大都是研究缩口工艺[1-4]，针对扩口工艺的较少。目前，就成形力计算而言，对缩口成形力的研究比较多，文献【5］～文献【8］深人系统地研究了缩
收稿日期：20170401；修订日期：20170602
作者简介：褚亮（1979-），男，博士研究生 E-mail: chuliangszhm@ 163. com
通讯作者：谢谈（1953-）男，学士，研究员 E-mail: xietan@ jds ac. en
万方数据
口成形力，提出了一组锥形凹模缩口成形力的计算公式，并从凹模半锥角和加工硬化规律的角度对所建立公式的适用范围进行了分类。而对扩口成形力的研究报道较少，量有文献（9」~文献「12」提出了各自的扩口成形力计算公式，但考虑的影响因素都不够全面，不能准确反映扩口变形本质特征，而且研究的不够深人。扩口变形需要考虑的主要因素有材料厚度变薄、材料真实应力-应变曲线规律的不同和附加弯曲作用的影响。
锥形扩口模具半锥角α（图1）决定了附加弯曲作用的影响程度。文献［11］研究了模具半锥角对扩口成形力的影响，得出扩口成形力与模具半锥角α之间呈凹曲线关系，模具半锥角α在20°~30g 之间存在一个最优值使扩口成形力最小。文献[13］研究得出：在较低的摩擦系数下，最优模具