冲压成形特点.ppt

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1、第二章冲压成形特点与基本规律1冲压成形的特点(1)平面应力状态多(2)伸长类变形多(3)静水压力影响小(4)模具的约束作用轻2冲压成形中毛坯的分析只有应力状态满足屈服准则的区域才会产生塑性变形，称为塑性变形区。A是塑性变形区；B是已经完成了塑性变形的已变形区；C是自始至终都不参与变形的不变形区；D是暂不变形的待变形区。如果毛坯中任意两点之间不发生相对的位移，这部分一定是不变形区。3冲压变形的分类冲压成形分成为胀形、拉伸、翻边与弯曲等类型。在绝大多数冲压成形过程中，垂直于板面方向上的应力为零(即厚向应力σt=0)，毛坯变形区处于平面应力状态。两向

2、拉应力1.σr>0，σθ>0，σt=0。按全量理论可以写出如下应力与应变的关系式在平面应力状态时:因为σr>σθ>0，则2σr—σθ>0，所以εr>0—(σr+σθ)<0，所以εt<0。处于冲压应力图中GOH范围，在冲压变形图中处于AON范围。2．σθ>σr>0，σt=0时的应力状态当σθ>σr>0，σt=0时，有2σθ—σr>0，知εθ>0,一定是伸长变形。-(σθ+σr)<0，必有εt<0，是压缩变形，厚度变薄。处于冲压应力图中AOH范围，在冲压变形图中处于AOC范围。两向压应力1.σr<σθ<0,σt=0时的应力状态2σr—σθ<0，所以

3、εr<0-(σθ+σr)>0，所εt>0在冲压应力图中处于COD范围，在冲压变形图中处于GOE范围。2．σθ<σr<0,σt=02σθ—σr<0，有εθ<0，是压缩变形。-(σθ+σr)>0，有εt>0，板料增厚。在冲压应力图中处于DOE范围，在冲压变形图中处于GOL范围。两向异号应力1．σr>0，σθ<0，

4、σθ

5、>

6、σr

7、时的应力状态2σθ—σr<0，有εθ<0为压缩变形。2σr—σθ>0，有εr>0，是伸长变形。由于σr∈[0，-σθ]，当σr=-σθ时，εr=-εθ>0；单向压应力状态(σr=0)时，有εr=—εθ／2>0。应力状态处于

8、冲压应力图中的EOF范围，变形状态处于在冲压变形图中处于MOL范围。2.σθ>0，σr<0，

9、σr

10、>

11、σθ

12、时的应力状态2σr—σθ<0，有εr<0为压缩变形。2σθ—σr>0，有εθ>0，是伸长变形。σθ∈[0，-σr]，当σθ=-σr时，εθ=-εr；单向压应力状态(σθ=0)时，有εθ=-εr/2。这种应力状态处于冲压应力图中的BOC范围,变形状态处于在冲压变形图中处于DOE范围。3．σθ>0，σr<0，

13、σθ

14、>

15、σr

16、时的应力状态2σθ—σr>0，有εθ>0,为伸长变形。2σr—σθ<0，有εr<0,是压缩变形。由于σr∈[—σθ，

17、0]当σr=—σθ时，εr=—εθ<0；单向压应力状态(σr=0)时，有εr=—εθ/2。这种应力状态处于冲压应力图中的AOB范围，变形状态处于在冲压变形图中处于COD范围。4·σr>0，σθ<0，

18、σr

19、>

20、σθ

21、时的应力状态2σr—σθ>0，有εr>0,为伸长变形。2σθ—σr<0，有εθ<0，是压缩变形。σθ∈[—σr，0]当σθ=—σr时，εθ=—εr<0；单向压应力状态(σθ=0)时，有εθ=—εr/2。这种应力处于冲压应力图中的GOF范围，变形状态处于在冲压变形图中处于MON范围。冲压变形概括为两大类别，即伸长类与压缩类。当拉应力的

22、绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，称为伸长类变形。当压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，称为压缩类变形。2．4冲压变形趋向性及其控制一、冲压变形趋向性1．弱区先变形在所有各种可能发生的变形方式中，需要变形力最小的部分(弱区)首先变形。即“弱区先变形，变形区应为弱区。”A区受缩口模的作用，先屈服，产生塑性变形；而C区是强区，把作用力F传递到变形区的传力区。当D与d较大、h较小时，可用带孔的环形毛坯用翻边变形加工；当D与d较小、h较大时，拉伸后切底或加大环形毛坯外径后翻边成形、再冲切外圆至尺寸D。在冲压成形过程中，

23、弱区和强区在一定条件下可以相互转化。2．变形区与相邻区相互影响变形区的变形受到相邻区域的牵制，就可能在变形区和与之相邻的其他部分之间引发出诱发应力。诱发应力以拉应力和压应力的形式同时并存。在毛坯不同部位上诱发应力所构成的内力的数值是相等的，而方向是相反的。在所有可能产生的变形方式中，需要变形力最小的部位以需力最小的方式首先变形。毛坯两侧直壁内产生与凸模力作用方向相同的拉应力，在两侧翼曲面部位上产生诱发拉应力(+σ)，同时，还在底面上产生诱发压应力(-σ)。可能引起的变形缺陷是：在底面上可能产生压应力作用下的失稳起皱；在两侧翼面上可能产生因拉应力

24、过度的开裂。3．变形区尺寸与加工硬化影响变形区内应变的分布取决于变形区的宽度尺寸。在变形区宽度小的部位上变形所需的内力小，该部位的变形大，加工硬化也严