材料课件冲压模具设计与制造2

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δ和断面收缩率ψ。第一章冲压模具设计与制造基础变形：弹性变形、塑性变形。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。

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。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：σ=σS

一般应力状态：σ1-σ3=βσS

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。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б1＞б2＞б3，则有ε1＞ε2＞ε3。（4）若有两个应力分量相等，则对应的应变分量也相等，即若б1＝б2，则有ε1＝ε2。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）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：σ=Aεn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。

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：ε1+ε2+ε3=0第三节节冲冲压变变形理理论基基础4．最小小阻力力定律律四、金属塑塑性变变形的的一些些基本本规律律（续续）在塑性性变形形中，，破坏坏了金金属的的整体体平衡衡而强强制金金属流流动，，当金金属质质点有有向几几个方方向移移动的的可能能时，，它向向阻力力最小小的方方向移移动。。第一章章冷冲压压模具具设计计与制制造基基础在冲压压加工工中，，板料在在变形形过程程中总是是沿着着阻力力最小小的方方向发发展。。这就是是塑性性变形形中的的最小阻阻力定定律。弱区先先变形形，变变形区区为弱弱区第三节节冲冲压变变形理理论基基础4．最小小阻力力定律律（续续）四、金属塑塑性变变形的的一些些基本本规律律（续续）控制变变形的的趋向向性：：第一章章冷冲压压模具具设计计与制制造基基础措施：：（1））材料料本身身的特特性开流和限流冲压工工序的的性质质（2））板料料的应应力状状态工艺参参数模具结结构参参数（（如凸凸模、、凹模模工作作部分分的圆圆角半半径，，摩擦擦和间间隙等等。第三节节冲冲压变变形理理论基基础1．冲冲压成成形性性能五、冲冲压材材料及及其冲冲压成成形性性能材料的的冲压压成形形性能能：第一章章冷冲压压模具具设计计与制制造基基础材料的的冲压压性能能好成形极极限高高成形质质量好好便于冲冲压加加工冲压成成形性性能是是一个个综合合性的的概念念成形极极限高高成形质质量好好材料对对各种种冲压压加工工方法法的适适应能能力。。冲压压加工工的依依据。。第三节节冲冲压变变形理理论基基础2．冲冲压成成形性性能的的试验验方法法五、冲冲压材材料及及其冲冲压成成形性性能（（续））间接试试验和和直接接试验验第一章章冷冲压压模具具设计计与制制造基基础3．板板料的的机械械性能能与冲冲压成成形性性能的的关系系板料的的强度指标越越高，，产生生相同同变形形量的的力就越大大；塑性指标越越高，，成形形时所所能承承受的的极限限变形量量就越大大；刚度指标越越高，，成形时抵抗失稳起皱的的能力就越越大。不同冲压工工序对板料料的机械性性能的具体体要求有所所不同。第三节冲冲压变形理理论基础4．冲压材材料五、冲压材材料及其冲冲压成形性性能（续））（1）对冲冲压材料的的要求第一章冷冲压模具具设计与制制造基础b．对材料料厚度公差差的要求c．对表面面质量的要要求a．对冲压压成形性能能的要求（2）常用用冲压材料料黑色金属、、有色金属属、非金属属材料本章思考与与练习题5第一章冷冲压模具具设计与制制造基础第三节冲冲压变形理理论基础作业布置：：点的应力状状态a）任意坐标标系b）主轴坐标标系第一章冷冲压模具具设计与制制造基础9种主应力状状态图第一章冷冲压模具具设计与制制造基础3种主应变状状态图第一章冷冲压模具具设计与制制造基础金属的应力力-应变图1-实际应力曲曲线2-假象应力曲曲线第一章冷冲压模具具设计与制制造基础硬化曲线第一章冷冲压模具具设计与制制造基础方板拉深试试验——最小阻力定定律试验第一章冷冲压模具具设计与制制造基础变形趋向性性对冲压工工艺和影响响第一章冷冲压模具具设计与制制造基础环形毛坯的的变形趋向向（ａ）变形形前的模具具与毛坯（（ｂ）拉