冲压成形的基本理论

1、1、第2章冲压变形的基本概念、第1节金属塑性形变概要第2节影响塑性和变形阻力的因素第3节超塑成形概要第4节金属塑性形变的力学条件第5节压塑成型中的变形倾向及其控制第6节冷冲压材料及其压塑成型性能、第2、第1节金属塑性形变概要、变形：外力作用于物体后，其形状和尺寸发生变化。 变形的本质：原子间的距离发生变化。 弹性变形：作用于物体的外力被消除后，外力引起的变形消失，物体可以完全恢复到自各儿的原始形状和尺寸，这种变形称为弹性变形。 塑性形变：作用于物体的外力一旦被消除，物体就无法完全恢复自各儿的原始形状和尺寸，这种变形称为塑性形变。 3、塑性：表示材料塑性形变的能力。 是指金属材料在外力的作用下永

2、久变形，不被破坏的能力。 第二节是影响塑性和变形阻力的主要因素，影响因素的内在因素有金属自身的晶格类型、化学成分和金相组织等。 外部因素的变形方式(机械因素的应力状态和应变状态)、变形条件(物理因素的变形温度和变形速度)、变形阻力：金属在外力作用下抵抗塑性形变的能力反映了材料容易引起塑性形变的程度，一般用金属材料引起塑性形变的单位变形力来表示其大小。 塑性指标：测定金属塑性高低的残奥仪表。 一般的塑性指标是增长率和断面收缩率。 4、点的应力和应变状态、应力状态：通常在该点周围取出一个单元，用该单元体上的3个相互垂直的面上的9个应力成分表示。 知道这9个应力成分后，可求出通过此点的任意截平面的应

3、力。 类似于5、主应力状态、三向应力状态平面应力状态单向式应力状态、最大切应力、等效应力、6、主应变状态、应变状态的概念。 体积不规则，金属材料塑性形变时体积变化小，可以忽略不计。 金属材料被认为在塑性形变时体积不变，三向应变状态的平面应变状态，7，1，应力应变曲线，4节的金属塑性形变的力学条件，OA是弹性变形阶段的a点屈服极限ABG均匀塑性形变阶段的g点压曲点k点压曲点，8，不仅金属因外力而塑性形变后形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能一般发生加工硬化和应变刚化现象：塑性形变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，塑性和韧性逐渐降低，晶粒沿变形方

4、向伸长排列，形成纤维状组织，使材料产生各向异性现象； 由于变形不均匀，材料内部产生内部应力，变形后作为残留应力残留在材料内部。 9、真应力：金属材料在塑性形变过程中硬化，屈服应力不断变化，这种变化的真屈服应力就是真应力。 真实失真：在正确反映过渡变形的基础上，真实反映了塑性形变的积累过程。 瞬时真实应变：总真实应变：1.0，硬化曲线：真实应力-应变曲线或真实应力-应变曲线，硬化规律。 这个变化规律可以用指数曲线近似。 加工硬化引起的变形阻力提高。 研究了AG均匀塑性形变阶段GK产生缩颈的变形阶段、1.1、2、屈服条件、屈服塑性状态屈服条件材料进入塑性状态的力学条件。 即材料开始屈服时各应力成分

5、之间的关系。 也称屈服基准、塑性条件、塑性方程式。 Tresca屈服准则：当材料中的最大剪应力达到某个值时，材料开始屈服。 1.2、Mises屈服准则：当材料中的等效应力I达到某一值时，材料开始屈服。、1.3、三、金属塑性形变时的应力应变关系、弹性变形阶段：应力与应变的关系线性可逆，与载荷历史无关的塑性形变阶段：应力与应变的关系非线性不可逆，与载荷的历史有关。 增量理论：各应变成分的增量与对应的应力成分成正比。 每个一刹那的应力只与瞬间的应变增量有关，与瞬间的应变值无关。 1.4、总量理论：在简单的载荷条件下，每隔一瞬间，主应力差与主应变差成正比。 简单的载荷：在塑性形变发展过程中，只有载荷，

6、不卸载载荷，各应力分量始终以相同的比例系数增加，也称为比例载荷。 应力状态决定塑性应变分量。 分析了1.5、总量理论体积不变规律、压塑成型时板材的应力和应变，球应力状态：不引起塑性形变，只存在弹性变形，平面变形：中间应力是另外两个应力的平均值、宽板弯曲、1.6、双向等张：抗拉应力方向是伸长变形，其馀方向是压缩变形，变形量是伸长变形的2倍。 单向式抗拉应力：抗拉应力方向伸长变形，其馀方向是压缩变形，变形量是伸长变形的一半，去毛刺变形的边缘，平面空白对照膨胀变形，单向式压缩应力：压缩应力方向压缩变形，其馀方向是伸长变形，变形量是压缩变形的一半，收缩变形的边缘，双向等压：压缩应力方向是压缩变形1.7

7、，三向抗拉应力：最大抗拉应力方向伸长变形，最小抗拉应力方向压缩变形，三向压缩应力：最小压缩应力(绝对值最大)方向压缩变形，最大压缩应力(绝对值最小)方向伸长变形，1.8，(1)应力分量与应变分量符号不一定一致，即，抗拉应力不一定对应于拉伸应变， 压应力不一定对应于压应变(2)某方向的应力为零，其应变不一定为零(3)的任一个应力状态，应力成分的大小和应变成分的大小的顺序对应，即，在1 2 3中，为1 2 3。 (4)若两个应力成分相等，则对应的应变成分也相等，即若为1 2，则为1 2。 对于一些结论、1.9、伸长类变形，在空白对照变形区域内的抗拉应力的绝对值最大时，该方向的变形必定是伸长类变形，

8、将该冲压变形称为伸长类变形。 在用于空白对照变形区域的压缩应力的绝对值最大的情况下，这种方向的变形必定是压缩变形，这种冲压变形称为压缩系变形。 一般变形区域的板材变薄。 例如，胀形、翻边、土卫五、拉伸等是伸长系的变形例。 压缩系的变形，一般以变形区域的板厚增加为特征。 例如，筒形件的光圈、光圈等是压缩系统的变形。 变形区域容易被抗拉应力过薄而破坏。 变形区域因压缩应力而压曲，容易起皱。2.0、1材料的压塑成型性能、第6节冲压材料及其压塑成型性能、材料冲压性能好，成形极限高，成型质量好，冲压加工容易，压塑成型性能是一个综合概念，是耐破裂性、压模性、材料对各种压塑成型方法的适应能力。 冲压加工的依

9、据。 定形性、2.1、耐破裂性：材料在塑性形变过程中抵抗破裂的能力。 密合性：板材在冲压中得到与模具一致的能力。 定形性：将零配件脱模后，在模具内得到形状的能力。 材料抗破裂性差，零配件严重破损，无法修复，是做评估板材压塑成型性能的主要指标。 一般的耐裂纹性用作为压塑成型过程中的最大变形程度的成形极限来表示。 影响粘贴性的因素有成形中的鼓包、凹陷、皱纹等几何缺陷。 影响粘贴性的最重要的因素是回弹。 2.2、2压塑成型性能的试验方法、间接试验：抗拉试验、硬度试验、金相试验等。 机械(力学)性能指标：伸长率：越大塑性越好，耐破裂性越好。屈服极限s :越小材料越容易屈服，成形后的回弹小，模压性和定形

10、性良好。 屈强比sb :越小，材料从屈服到破裂的塑性形变阶段越长，耐破裂性好，对云同步的反弹小，定形性好。 固化指数n :表示材料在塑性形变中的固化程度。 n越大固化效果越大，不利于后续变形，但抗缩颈能力强，抗破裂性也好。2.3、板厚方向性系数r :板材试样试验中，试样的宽度方向和厚度方向应变之比。 r值反映了板厚方向和板材平面方向的变形容易度的差异。 r的值大，棒的平面方向容易变形，棒的厚度方向难以变形，棒不容易撕裂或皱纹，耐破裂性和模压性好。 大板块平面方向性系数r :存在于大板块平面上的各向异性现象。 r值大，因平面方向不同而变形不同，材料消耗增加，影响冲压零配件的质量。 2.4，直接试

11、验：直接模拟某种实际成型方式，成型小尺寸样品。 也称为模拟。 胀形形成性能试验：测定或做评估棒材胀形形成性能。 拉深成形性能试验：测定或做评估定棒拉深成形性能。 板材的机械性能和压塑成型性能的关系、板材的强度指标越高，产生相同变形量的力越大的塑性指标越高，成形时承受的极限变形量越大的刚性指标越高，成形时抵抗压曲褶皱的能力越大。 不同冲压工艺对板材机械性能的具体要求不同。2.5、3常用冲压材料、(1)对冲压材料的基本要求、c对材料厚度公差的要求、b对表面质量的要求、a对压塑成型性能的要求、良好的抗裂性、良好的密合性和定形性。 材料表面清洁平整，无缺陷损伤。 材料的厚度必须符合国家标准。2.6、(2)材料种类、金属材料、非金属材料：橡胶板、塑料板、纤维板等。 黑色金属：碳钢，合金钢材，非铁金属：纯铜，真？ 青铜、铝合金等、(3)材料规格、板材： 500mmX1500mm、900mmX1800mm、1000mmX2000mm。 用于大型零配件的冲压。 条材：用板材裁剪的。 用于中小型零