冲压工艺及冲模设计-02冷冲压变形基础

1、冲压工艺及冲模设计机械与动力工程学院LJHCQUST.一、影响金属塑性和变形抗力的要素金属塑性变形概念：在外力的作用下，金属产生的外形和尺寸变化称为变形，变形分为弹性变形与塑性变形。弹性：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。塑性：物体产生永久变形的才干，不可逆性。 第二章 冷冲压变形根底2.1 冷冲压变形根本原理塑性变形的内因 外力破坏原子间原有的平衡形状，呵斥原子陈列的畸变，引起金属外形和尺寸的变化。变形的本质是原子间的间隔产生变化。 塑性变形：金属外形和尺寸产生永久改动，这种改动不可恢复，该变形称为塑性变形。.金属的塑性与变形抗力1. 塑性及其衡量目的 塑性：指金属在外力的作用下，能稳定的发扬

2、塑性变形而不破坏其完好性的才干。 塑性目的：常用的塑性目的有 延伸率 断面收缩率 2. 变形抗力 金属抵抗变形的力称为变形抗力，常用屈服强度s来表征。 塑性与变形抗力是两个不同的概念： 塑性：反映变形的才干。 变形抗力：是塑性变形的难易程度。. 影响金属的塑性与变形抗力的主要要素1. 变形温度 1温度升高，原子热运动加剧； 2温度升高，回复与再结晶； 3温度升高，晶界强度下降。总体而言，随着温度的升高，金属塑性加强，变形抗力下降。实践情况下由于金属和合金种类繁多，温度变化引起的资料物理化学形状的变化各不一样，所以温度对各种金属和合金塑性及变形抗力的影响规律将更为复杂。教材图例2-1对于塑性变形

3、量比较大的成形工艺中，普通都采用加热的方法提高资料的塑性，同时降低资料的变形抗力，减轻设备和工装的负担。. 2. 变形速度对塑性和变形抗力的影响 速度大时，塑性变形来不及扩展，没有足够时间回复、再结晶，塑性降低，变形抗力增大。另一方面，速度大时，发热效应显著，变形温度升高对塑性添加有利。. 应力、应变形状 外力 内力 模具 毛坯 零件 毛坯的变形都是模具对毛坯施加外力所引起内力或由内力直接作用的结果。应力就是毛坯内单位面积上作用的内力。应力应了解为一极小面积上的内力与该面积比值的极限，即： 其中，P表示作用物体某一微元面积F上的内力，即应力是内力P与面积F当F趋于零时比值的极限。. 二、一点的

4、应力与应变形状补充一点的应力形状： 是指经过变形体内某点的单元体一切截面上的应力的有或无、大小、方向等情况。应力是个张量，一点的全应力可分解为三个应力分量：一个正应力与平面垂直和两个剪切力与平面相切. 九种主应力形状图 总可以找到三个相互垂直的平面，其上仅有正应力而无剪应力，这三个应力叫主应力 1、2、 3。反过来，只需三个主应力是知的，就可以计算出恣意平面上作用的正应力与剪应力，也就是说该点的应力形状是知的。主应力的作用方向成为主轴。显然，主轴的方向仅仅决议于该点的应力形状，而与座标轴的选取是无关的。.2一点的应变形状 塑性变形过程中，毛坯的外形和尺寸都发生变化，变化的大小可用应变表示。 1

5、相对应变 相对应变为变形长度与原始长度之比 这种变形表示方法没有思索资料的变形是一个逐渐积累的过程，因此其计算结果与实践情况比较是有误差的，且变形量越大，误差越大，只能用于小变形中1 时，板材厚度方向上的变形比宽度方向上的变形困难，起皱趋向性降低，利于拉深成形。思索到板材方向性，可取三、板料的力学性能与冲压成形性能的关系. 6. 板平面方向性指数凸耳参数 r 板料经轧制后其力学、物理性能在板平面内出现各项异性，称为板平面方向性。在表示板料力学性能的各项目的中，板厚方向性系数对冲压性能的影响比较明显，故板平面方向性普通用板厚方向性系数 r 在几个方向上的平均值差r来衡量。r大，板材方向性强，引起

6、塑性变形分布不均，拉深件出现突耳，因此， r大对冲压成形不利。r 值 大， r亦大，而r 值大有利于拉深变形， r大不利于拉深变形，应选材时，对 r 值的影响要综合思索。 三、板料的力学性能与冲压成形性能的关系.四、成形极限图及其运用1. 概念及实验方法对于大型复杂薄板冲压件成形时，凹模内毛坯产生破裂的情况较多。这一部分毛坯普通是在拉应力作用下成形的，变形区内产生的断裂是延性断裂。掌握板材拉伸失稳实际，利用成形极限图，可以对这种破坏问题较快地作出判别，找出缘由，提出相应的处理方法。成形极限图FLD也称成形极限线FLC，是对板材成形性能的一种定量描画，也是对冲压工艺成败性的一种判别曲线。它比用总

7、体成形极限参数，如胀形系数、翻边系数等来判别能否能成形更为方便而准确。成形极限图是板材在不同应变途径下的部分失稳极限应变1和2构成的条带形区域或曲线图2-19。它全面反映了板材在单向和双向拉应力作用下的部分成形极限。在板材成形中，板平面内的两主应变的恣意组合，只需落在成形极限图中的成形极限曲线上，板材变形时就会产生破裂；反之那么是平安。图2-19中的条带形区域称为临界区，变形如位于临界区，阐明此处板材有濒临于破裂的危险。由此可见，FLD是判别和评定板材成形性能的最为简便和直观的方法，是处理板材冲压成形问题的一个非常有效的工具。.目前，实验确定板材成形极限图的方法是：在毛坯试样外表预先作出一定外

8、形的网格。冲压成形后，察看、测定网格尺寸的变化量，经过计算，即可得到网格所在位置的应变。对破裂部位附近变形区内各点网格尺寸的变化进展丈量与计算，可得到应变的分布。网格图形如图2-21所示。圆形网格在变形后网格变成椭圆外形，椭圆的长、短轴方向就是主轴方向。再改动光滑条件、毛坯尺寸、成形力等，以改动应变形状从而获得不同应变形状下的极限应变值。最终绘制出成形极限图2-19。四、成形极限图及其运用1. 概念及实验方法.成形极限图与应变分析网格法结合在一同，可以分析处理许多消费实践问题。这种方法用于分析处理问题的原理是：首先经过实验方法获得研讨零件所用板材的成形极限图；再将网格系统印制在待研讨零件毛坯的外表，划出变形危险区；坯料成形为零件后，测定其网格的变化量，计算出应变值。将应变值标注在所用资料的成形极限图上。这时零件的变形危险区域便可准确加以判别。成形极限图的运用大致有以下几方面：1 处理冲模调试中的破裂问题；2 判别所设计工艺过程的