xx年秋金属材料加工学第2讲

xxxx年秋金属材料加工学第年秋金属材料加工学第2 2讲讲 金属材料加工学基础第二讲金属的板成形第一讲复习金属材料加工 的目的 获取所需要的工件形状 获得所需要的使用性能主要加工技 术传统加工技术铸造塑性加工焊接热处理现代加工技术半固态成型 粉末冶金激光加工沉积技术 铁碳相图在所有材料中金属是最 重要的在金属中钢铁是最重要的 板料冲压是金属塑性加工的基本方 法之一 它是通过装在压力机上的模具对板料施压 使之产生分离 或成形 从而获得一定形状 尺寸和性能的零件或毛坯的加工方法 通常是在室温条件下加工 故又称为冷冲压 当板料厚度超过8mm或材料塑性较差时才采用热冲压 板料成形方法 主要包括分离工序和成形工序板料冲压简介板料成形方法成形工序 分离工序切断修整冲裁拉深胀形弯曲翻边板料成形方法落料及冲孔 冲裁 分离工序冲裁变形过程 弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂 分离阶段冲裁变形过程冲裁主要变形区 11 凹模 22 板料 33 凸模垂直力F d F2 F P F1水平力F2 F d F1 F P冲裁变形区应力状态冲裁变形区典型点的应力状态1 低塑性材料 2 3 塑性材料冲裁力 行程曲线冲裁模间隙e e间隙适中 上 下裂纹重合 断面光洁 毛刺小 间隙过小 上 下裂纹不重合 出现二次剪切分离 形成二次光亮带 毛刺有 所增长 但冲裁件易清洗 穹弯小 断面比较平直 间隙过大 光亮带小 圆角和斜度大 毛刺大而厚 难以去除 剪裂带光亮带毛刺冲裁件的断面特征改进冲裁件质量的途径 修整 切除余量 挤光 光洁冲裁 小间隙圆角刃口冲裁 负间隙冲裁 齿圈压 板冲裁 精冲 修整分离工序成形工序成形工序是使坯料的一部分 相对于另一部分产生位移而不破裂的工序 主要包括 弯曲 拉深 胀形 翻边弯曲 弯曲是将坯料弯成具有一定角 度和曲率的成形工序 弯曲过程中 板料弯曲部分的内层受压缩 外层受拉伸 弯曲过程11 凸模22 板料33 凹模成形工序弯曲变形过程V V型件的弯曲变形过程弹性 弹塑性 塑性弯曲产品回弹弯曲主要变形区应力分布变形区应力 应变状态 a 宽板 b t 3 b 窄板 b t 3 弯曲力 行程曲线轧板方向与弯曲方向的关系 压弯 折弯 辊弯弯曲的方式Z 形弯曲模 拉深是利用模具使冲裁后得到的平板坯料或者浅的空心坯 变形成开口空心零件的工序 其变形过程为把直径为D的平板坯料放在凹模上 在凸模作用下 坯 料被拉入凸模和凹模的间隙中 形成空心拉深件 拉深成形工序圆筒形件的拉深变形过程圆筒形件的拉深变形过程 a 原始状态 b 弯曲胀形 c 拉深 d 拉深结束主要变形区 底 部 承力区 壁部 传力区 法兰部 主要变形区拉深力行程曲线拉深系数m与圆筒产生褶皱及拉裂的关系 拉深系数m d D0D0 原始圆坯料直径 d 拉深后筒件直径变形与毛坯尺寸的关系压延力 行程曲线 凸凹模圆角半径设计不合理 R R d d 6 15 S R Rp p 0 6 1 Rd d 凸凹模间隙不合理 Z 1 1 1 2 S 拉深系数过小 模具表面精度 和润滑条件差拉深件产生破裂的原因拉深模落料拉深模二次拉深工 艺过程成形工序胀形胀形变形过程 坯料与凹模圆角接触处弯曲 与凸模接触坯料胀形 弹性 塑性 变形区不断扩大 板料厚度减薄 坯料全部包覆凸模 完成加工 主要变形区 变形区应 力 应变状态及应变分布 胀形力 行程曲线单调增加 变形与毛坯尺寸的关系ddf f d越大 胀形所占比例越大平板坯料胀形管坯胀形球体胀形拉形成 形工序翻边 翻边是在坯料的平面或曲面部分上 使坯料沿一定的曲 线翻成竖直边缘的冲压方法 翻边变形过程 变形区应力 应变状态 及应变分布翻边力行程曲线翻边成形工序复合成形板料成形性能与 板料成形极限 基本概念 板料成形性能板料对各种冲压成形加工的 适应能力 板料成形极限失稳前可达到的最大变形程度 板料成形性 能抗破裂性贴模性 定形性板料成形极限冲压件形状尺寸精度扩孔 翻边性能拉深成形性能弯曲成形性能胀形成形性能 n s s s s b b b b s s s s E E定形性能 n s s s s b b b b s s s s贴模性能 强度及塑性平面各向异性程度 t t s s s s t tNnn s s s s b b b b s s s s总延伸率的平面各向异性程度 t t抗破裂性能次要影响参数主要影响参数板料力学性能板料成形性能 扩孔翻边性能拉深成形性能弯曲成形性能胀形成形性能 n s s s s b b b b s s s s E E定形性能 n s sss b bbb ssss贴模性能 强度及塑性平面各向异性程度 t t ssss t tNnn ssss bbbb ssss总延伸率的平面各向异性程 度 t t抗破裂性能次要影响参数主要影响参数板料力学性能板料成形性能 r