主讲教师：刘维
翻边
●将薄板坯料边部或坯料上预制孔边部窄带区域
的材料弯折成竖边的塑性加工方法。
●作用：
①制成与其他零件装配连接的部位；
②提高零件的刚度；
③大型钣金成形时，控制破裂或褶皱。
按工艺特点分类
内孔翻边
外缘翻边：外缘内凹翻边，外缘外凸翻边
变薄翻边
按变形性质分类
压缩类翻边：变形区材料受切向压应力，压缩变形，厚度增加，易起皱。
包括了外缘外凸翻边。
伸长类翻边：变形区材料受拉应力，切向伸长，厚度变薄，易破裂。
包括了圆孔翻边、外缘内凹翻边。
圆孔翻边
把平板上或空心件上预先制好的孔扩大成带有竖立边缘的孔。
●圆孔翻边工艺分析
凸模底部材料在凸模的作用下，孔内径不断扩大，材料逐渐靠近凹模内壁
而形成侧壁。
变形是局部的，主要发生在位于凸模底部的（D0-d0）的环形部分，该区
是翻圆孔的变形区。
变形区材料沿切向和径向受拉，切向和径向均伸长、厚度减薄。
圆孔翻边工艺分析
网格变形分析：变形区变形不均匀，径向伸长不明显，切向变形较大，且愈到口部伸长愈多，口部减薄最为严重。
圆孔翻边工艺分析
翻边系数：坯料上预制孔的初始直径d0
与翻边成形完成后竖边的中径d m比值，
K=d0 d m
翻边系数K表示圆孔翻边时的变形程度，K值越小，翻边变形程度越大。
（式1）
圆孔翻边工艺分析
圆孔翻边过程中，孔边缘处的材料所承
受的切向拉应力和拉应变的作用最大，
材料厚度减薄最严重。
因此，孔边缘是
圆孔翻边成形的变形危险区。
圆孔翻边的成形极限可根据口部是否发
生破裂来确定。
当翻边系数减小到使孔
的边缘濒于破裂时，这种极限状态下的
翻边系数称为极限翻边系数K l。
圆孔翻边工艺分析
圆孔翻边成形极限的影响因素：
①材料种类及其力学性能：材料伸长率δ和硬化指数n大，成形极限大。
②预制孔的孔口状态：孔缘无毛刺和无冷作硬化时，K l小，成形极限大。
③材料的相对厚度：相对厚度愈大，K l愈小，成形极限愈大。
④凸模的形状：球形、锥形和抛物线形凸模翻边，变形均匀性好；平底凸
模，变形均匀性较差；平底凸模中，相对圆角半径越大，变形均匀性就
越好，极限翻边系数可越小。
圆孔翻边工艺设计
●在翻孔前通常需要预冲出翻孔用的圆孔，因此
翻边工艺计算时，先根据翻边孔的直径算出预制孔的直径；
●再根据翻孔件的翻孔高度及翻孔系数确定能否
一次翻成。
若一次翻边不能达到翻边高度，应先拉深，然后在底部冲孔，再翻边。
圆孔翻边工艺设计
①预制孔直径可根据弯曲件中性层长
度不变的原则作近似计算
d0=D1−πr+t0
2
+2h1
化简为，
d0=d m−2h−0.43r−0.72t0（式2）（式3）
圆孔翻边工艺设计
②翻边高度核算，判能否一次翻成，
h=d m
2
1−K+0.43r+0.72t0
将极限翻边系数代入，可得到允许的最
大翻边高度。
当工件要求的高度大于允
许的最大翻边高度时，就需要先拉深，
再冲孔，后翻边。
（式4）
圆孔翻边工艺设计
③拉深后再翻边，先计算翻边能达到
的最大高度
h1max=d m
2
1−K l+0.57r+
t0
2
预制孔直径为
d0=K l d m
翻边前的拉深高度为
h2=h−h1max+r+t0（式5）（式6）
（式7）
圆孔翻边工艺设计
①平底凸模的圆孔翻边力，
F=1.1πd m−d0t0σs
式中，σs为材料的屈服强度。
②球底凸模的圆孔翻边力，
F=1.2πd m t0σs m
式中，m为系数，可查表确定。
（式8）（式9）
●圆孔翻边模具结构
翻边模的结构与拉深模相似。
平底凸模的圆角半径应尽可能大，凹模圆角对翻边成形影响不大，可按零
件圆角确定。
若零件对竖边垂直度有要求，凸凹模之间的单边间隙可取为（0.75~0.85
）t0，保证翻边后的竖边成为直壁。
内凹翻边
用模具将毛坯上内凹的边缘，翻成竖边的冲压加工方法称为内凹翻边。
其应力和应变情况与圆孔翻边相似，属于伸长类翻边。
内凹翻边
内凹翻边的变形程度，
E s=Rα−R−bα
R−bα
=
b
R−b
若内凹翻边变成程度过大，竖立边缘的切向伸长就比较大，容易发生破裂。
竖边边缘不破裂时极限变形程度，称为内凹翻边的成形极限E SL。
（式10）
外凸翻边
用模具将毛坯上外凸的边缘，翻成竖边的冲压加工方法称为外凸翻边。
其应力和应变情况与浅拉深相似，属于压缩类翻边。
外凸翻边（3）外缘翻边外凸翻边的变形程度，
E C =Rα−R +b αR +b α=b R +b 外凸翻边时由于切向压应力的作用，产生较大的压缩变形，容易起皱。
竖边边缘不起皱的极限变形程度，称为外凸翻边的成形极限E CL 。
（式11）@武汉理工大学
@武汉理工大学翻边工艺
要点小结
●翻边工艺的概念
●圆孔翻边（属于伸长类翻边）
●外缘翻边
内凹翻边（属于伸长类翻边）
外凸翻边（属于压缩类翻边）
@武汉理工大学谢谢观看。