冲压模具设计与制造(1-3)PPT课件.ppt

复习上次课内容 如何选择冲压设备 第一章冲压模具设计与制造基础 1 第三节冲压变形理论基础 塑性 表示材料塑性变形能力 它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力 一 塑性变形的基本概念 塑性指标 衡量金属塑性高低的参数 常用塑性指标为延伸率 和断面收缩率 第一章冲压模具设计与制造基础 变形 弹性变形 塑性变形 2 第三节冲压变形理论基础 金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化 而且其内部的组织和性能也将发生变化 一般会产生加工硬化或应变刚现象 二 塑性变形对金属组织和性能的影响 金属的机械性能 随着变形程度的增加 强度和硬度逐渐增加 而塑性和韧性逐渐降低 第一章冷冲压模具设计与制造基础 晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性 由于变形不均 会在材料内部产生内应力 变形后作为残余应力保留在材料内部 3 第三节冲压变形理论基础 1 点的应力与应变状态为了全面 完整地描述变形区内各点的受力和变形情况 三 塑性力学基础 应力 正应力 剪应力 第一章冲压模具设计与制造基础 应力状态 主应力状态 类似有应变状态的概念 一般认为金属材料在塑性变形时体积不变 因此主应变状态图只有三种 通常是围绕该点取出一个微小 正 六面体 即所谓单元体 用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来表示 已知该九个应力分量 则过此点任意切面上的应力都可求得 塑性变形可能出现九种主应力状态 4 第三节冲压变形理论基础 2 金属的屈服条件 三 塑性力学基础 续 第一章冷冲压模具设计与制造基础 屈服 塑性状态 主要取决于两方面的因素 1 在一定的变形条件 变形温度和变形速度 下材料的物理机械性质 转变的根据 2 材料所处的应力状态 转变的条件 单向应力状态 S 一般应力状态 1 3 S 5 第三节冲压变形理论基础 3 金属塑性变形时的应力应变关系 三 塑性力学基础 续 弹性变形阶段 应力与应变之间的关系是线性的 可逆的 与加载历史无关 第一章冷冲压模具设计与制造基础 塑性变形阶段 应力与应变之间的关系则是非线性的 不可逆的 与加载历史有关 6 第三节冲压变形理论基础 第一章冷冲压模具设计与制造基础 1 应力分量与应变分量符号不一定一致 即拉应力不一定对应拉应变 压应力不一定对应压应变 2 某方向应力为零其应变不一定为零 3 在任何一种应力状态下 应力分量的大小与应变分量的大小次序是相对应的 即 1 2 3 则有 1 2 3 4 若有两个应力分量相等 则对应的应变分量也相等 即若 1 2 则有 1 2 几点讨论结论 3 金属塑性变形时的应力应变关系 续 三 塑性力学基础 续 7 第三节冲压变形理论基础 1 硬化规律 四 金属塑性变形的一些基本规律 加工硬化 第一章冷冲压模具设计与制造基础 硬化曲线 A n 塑性降低 变形抗力提高 能提高变形均匀性 实际应力曲线或真实应力曲线 表示硬化规律 这种变化规律可近似用指数曲线表示 8 第三节冲压变形理论基础 2 卸载弹性恢复规律和反载软化现象 四 金属塑性变形的一些基本规律 续 第一章冷冲压模具设计与制造基础 反载软化曲线 9 第三节冲压变形理论基础 3 体积不变条件 四 金属塑性变形的一些基本规律 续 金属材料在塑性变形时 体积变化很小 可以忽略不计 第一章冷冲压模具设计与制造基础 一般认为金属材料在塑性变形时体积不变 可证明满足 1 2 3 0 10 第三节冲压变形理论基础 4 最小阻力定律 四 金属塑性变形的一些基本规律 续 在塑性变形中 破坏了金属的整体平衡而强制金属流动 当金属质点有向几个方向移动的可能时 它向阻力最小的方向移动 第一章冷冲压模具设计与制造基础 在冲压加工中 板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展 这就是塑性变形中的最小阻力定律 弱区先变形 变形区为弱区 11 第三节冲压变形理论基础 4 最小阻力定律 续 四 金属塑性变形的一些基本规律 续 控制变形的趋向性 第一章冷冲压模具设计与制造基础 措施 1 材料本身的特性 开流和限流 冲压工序的性质 2 板料的应力状态 工艺参数 模具结构参数 如凸模 凹模工作部分的圆角半径 摩擦和间隙等 12 第三节冲压变形理论基础 1 冲压成形性能 五 冲压材料及其冲压成形性能 材料的冲压成形性能 第一章冷冲压模具设计与制造基础 材料的冲压性能好 成形极限高 成形质量好 便于冲压加工 冲压成形性能是一个综合性的概念 成形极限高 成形质量好 材料对各种冲压加工方法的适应能力 冲压加工的依据 13 第三节冲压变形理论基础 2 冲压成形性能的试验方法 五 冲压材料及其冲压成形性能 续 间接试验和直接试验 第一章冷冲压模具设计与制造基础 3 板料的机械性能与冲压成形性能的关系 板料的强度指标越高 产生相同变形量的力就越大 塑性指标越高 成形时所能承受的极限变形量就越大 刚度指标越高 成形时抵抗失稳起皱的能力就越大 不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同 14 第三节冲压变形理论基础 4 冲压材料 五 冲压材料及其冲压成形性能 续 1 对冲压材料的要求 第一章冷冲压模具设计与制造基础 b 对材料厚度公差的要求 c 对表面质量的要求 a 对冲压成形性能的要求 2 常用冲压材料 黑色金属 有色金属 非金属材料 15 本章思考与练习题5 第一章冷冲压模具设计与制造基础 第三节冲压变形理论基础 作业布置 16 点的应力状态a 任意坐标系b 主轴坐标系 第一章冷冲压模具设计与制造基础 17 9种主应力状态图 第一章冷冲压模具设计与制造基础 18 3种主应变状态图 第一章冷冲压模具设计与制造基础 19 金属的应力 应变图1 实际应力曲线2 假象应力曲线 第一章冷冲压模具设计与制造基础 20 硬化曲线 第一章冷冲压模具