冲压成形的特点与基本规律讲解.doc

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1、·39·第2章冲压成形的特点与基本规律2冲压成形的特点与基本规律2.1冲压成形的特点(1)平面应力状态多大多数的冲压变形都可以近似作为平面应力状态处理。(2)伸长类变形多以拉应力作用为主的伸长类冲压成形多于以压应力为主的压缩类成形。(3)静水压力影响小板料冲压成形时，毛坯中的内应力数值接近或等于材料的屈服应力。(4)模具的约束作用小大多数情况下板料毛坯都存在一定自由度，常常只有一侧表面与模具接触。冲压技术的研究方向：(1)冲压成形理论研究模拟板料的塑性变形过程，实现优化设计。(2)冲压工艺研究精密冲压

2、、软模成形、高能高速成形、超塑性成形及无模多点成形等。(3)冲压模具研究材料技术、热处理、表面技术、加工技术、检测技术及模具CAD/CAM技术等。(4)材料性能研究板材成形性、形状冻结性。2.2冲压成形中毛坯的分析·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律塑性变形区——应力状态满足屈服准则的区域（正在产生塑性变形的区域）不变形区——没有满足屈服准则的区域（不会产生塑性变形）已变形区——已经完成了塑性变形的区域待变形区——暂不变形的区域传力区——将冲模的作用力传递给变形区的区域冲压成形过程是不断变化

3、的连续过程，各个区域之间可以相互转化。(a)拉伸(b)再次拉伸(c)翻边(d)缩口图2.1冲压毛坯分析2.3冲压变形的分类·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律图2.2冲压应力图图2.3冲压应变图吉田变形分类：拉深，胀形，翻孔，弯曲划分冲压工艺成形区域有三个基本参数，即拉深系数d/D0（纵坐标）；翻边系数d0/d(横坐标)；轴对称冲压件的旋转角θ,θ<360º时属不封闭冲压成形。·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律1.当拉深系数d／D0从

4、0增加到1.0时，胀形、翻边和扩孔工艺均转变为拉深，2.当翻边系数d0／d从0增加到1.0时，成形工艺由胀形转变为扩孔，而后又变为翻边。3.当冲压件旋转角θ从360º逐渐减到0º时，则胀形、拉深工艺或胀形、扩孔和翻边工艺从封闭成形转变为不封闭成形，最后均转变为弯曲工艺2.3.1两向拉应力，时的应力状态，时的应力状态2.3.2两向压应力，时的应力状态，时的应力状态2.3.3两向异号应力，，时的应力状态，，时的应力状态，，时的应力状态，，时的应力状态·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律伸长类变形

5、：作用于冲压毛坯变形区内的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，称为伸长类变形。压缩类变形：作用于冲压毛坯变形区内的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。表2-1伸长类变形和压缩类变形的比较工艺项目伸长类变形压缩类变形变形区的板厚减薄增厚变形区的质量问题变形程度过大引起变形区破坏压应力作用下失稳起皱成形极限主要取决于板材的塑性与板材厚度无关可用断后伸长率及成形极限线判断主要取决于传力区的承载能力与板材抗失稳能力密切相关与板材厚度有关提高成形极限的措施

6、改善板材塑性使变形均化，降低局部变形程度工序间热处理采用多道工序成形改变传力区与变形区的力学关系采用防起皱措施2.4冲压变形趋向性及其控制·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律2.4.1冲压变形趋向性2.4.1.1弱区先变形“弱区先变形，变形区应为弱区”原则对所有冲压成形过程都适用。(a)开始缩口状态(b)缩口中间状态图2.4缩口时的变形趋向性图2.5变形趋向性对冲压工艺的影响在冲压成形过程中，弱区和强区在一定条件下可以相互转化。·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律2.4.1.2变形

7、区与相邻区相互影响·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律图2.6伸长类曲面翻边时的诱发应力图2.7诱发应力引起的底面起皱变形2.4.1.3变形区尺寸与加工硬化影响通常变形大的部位，金属材料的加工硬化也严重，即这部分的变形硬化也大于其相邻部分，结果使变形得以扩展。所以·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律加工硬化性能较强的材料，可使变形区内应变的分布更趋均匀。2.4.2变形趋向性的控制2.4.2.1合理确定毛坯各部分的相对尺寸2.4.2.2改变模具工作部分的几何形状和尺寸2.4.2.3改

8、变毛坯和模具之间的摩擦阻力2.4.2.4降低变形区的变形抗力或提高传力区的强度局部加热或局部深冷·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律图2.8环形毛坯的变形趋向F—冲压力Q—压边力—凸模圆角半径—凹模圆角半径2.5冲压变形中的应力2.5.1加载应力·39··39·第2章冲压成形的特点与基本规律加载应力——由模具作用于坯料上的外力或外力矩直接引起的内应力。2.5.2诱发应力(1)毛坯形状刚度的阻碍引起诱发应力。图2.9(2)毛坯的不均匀变形引起诱发