冷沖壓變形基礎(chǔ)修復的課件

復習上次課內(nèi)容如何選擇沖壓設(shè)備？

第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》一、塑性變形的基本概念第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)1、變形：外力的作用下，金屬產(chǎn)生形狀和尺寸變化為變形，變形分為彈性變形與塑性變形。2、塑性變形的物理概念:

外力破壞原子間原有的平衡狀態(tài)，造成排列的畸變，引起金屬形狀和尺寸的變化。3、塑性變形的基本方式:

滑移\孿生\多晶體的塑性變形（變形后形成纖維組織、變形織構(gòu)）(如圖)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》4、塑性：表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性能力。

一、塑性變形的基本概念(續(xù))5、塑性指標：衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標為延伸率δ和斷面收縮率ψ，。第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

金屬受外力作用產(chǎn)生塑性變形后不僅形狀和尺寸發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的組織和性能也將發(fā)生變化。一般會產(chǎn)生加工硬化或應(yīng)變剛現(xiàn)象：二、塑性變形對金屬組織和性能的影響

金屬的機械性能，隨著變形程度的增加，強度和硬度逐漸增加，而塑性和韌性逐漸降低；第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)

晶粒會沿變形方向伸長排列形成纖維組織使材料產(chǎn)生各向異性；

由于變形不均，會在材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，變形后作為殘余應(yīng)力保留在材料內(nèi)部。

《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》1．點的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)為了全面、完整地描述變形區(qū)內(nèi)各點的受力和變形情況。三、塑性力學基礎(chǔ)應(yīng)力：內(nèi)力的強度，用σ表示。應(yīng)變：微小六面體的變形，用ε表示。應(yīng)力——正應(yīng)力、剪應(yīng)力第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)應(yīng)力狀態(tài)：通常是圍繞該點取出一個微?。ㄕ┝骟w（即所謂單元體），用該單元體上三個相互垂直面上的九個應(yīng)力分量來表示。已知該九個應(yīng)力分量，則過此點任意切面上的應(yīng)力都可求得。

外力內(nèi)力

模具毛坯零件《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》三、塑性力學基礎(chǔ)（續(xù)）第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)主應(yīng)力狀態(tài)類似有應(yīng)變狀態(tài)的概念。一般認為金屬材料在塑性變形時體積不變，因此主應(yīng)變狀態(tài)圖只有三種。塑性變形可能出現(xiàn)九種主應(yīng)力狀態(tài)。主平面：剪應(yīng)力為零的平面。主應(yīng)力：主平面上的應(yīng)力?！独錄_壓工藝與模具設(shè)計》3．金屬塑性變形時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系三、塑性力學基礎(chǔ)（續(xù)）

彈性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是線性的、可逆的，與加載歷史無關(guān)；第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)

塑性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系則是非線性的、不可逆的，與加載歷史有關(guān)。《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》ψ——非負比例系數(shù)，是一個與材料性質(zhì)和變形程度有關(guān)的函數(shù)，而與變形體所處的應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)。

第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)（1）應(yīng)力分量與應(yīng)變分量符號不一定一致，即拉應(yīng)力不一定對應(yīng)拉應(yīng)變，壓應(yīng)力不一定對應(yīng)壓應(yīng)變；（2）某方向應(yīng)力為零其應(yīng)變不一定為零；（3）在任何一種應(yīng)力狀態(tài)下，應(yīng)力分量的大小與應(yīng)變分量的大小次序是相對應(yīng)的，即б1＞б2＞б3，則有ε1＞ε2＞ε3。（4）若有兩個應(yīng)力分量相等，則對應(yīng)的應(yīng)變分量也相等，即若б1＝б2，則有ε1＝ε2。幾點討論結(jié)論3．金屬塑性變形時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（續(xù)）三、塑性力學基礎(chǔ)（續(xù)）《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

1．硬化規(guī)律四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律加工硬化：第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)硬化曲線：σ=Aεn塑性降低，變形抗力提高。能提高變形均勻性。

實際應(yīng)力曲線或真實應(yīng)力曲線。表示硬化規(guī)律。這種變化規(guī)律可近似用指數(shù)曲線表示。

《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》Ａ和n決定于材料的種類和性能，可通過拉伸試驗求得，不同材料的Ａ和n值列于下表中

3．體積不變條件四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)）金屬材料在塑性變形時，體積變化很小，可以忽略不計。第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)一般認為金屬材料在塑性變形時體積不變，可證明滿足：ε1+ε2+ε3=0《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

4．最小阻力定律四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)）

在塑性變形中，破壞了金屬的整體平衡而強制金屬流動，當金屬質(zhì)點有向幾個方向移動的可能時，它向阻力最小的方向移動。第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)

在沖壓加工中，板料在變形過程中總是沿著阻力最小的方向發(fā)展。這就是塑性變形中的最小阻力定律。弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

4．最小阻力定律（續(xù)）四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)）控制變形的趨向性：第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)措施：（1）材料本身的特性開流和限流沖壓工序的性質(zhì)（2）板料的應(yīng)力狀態(tài)工藝參數(shù)模具結(jié)構(gòu)參數(shù)（如凸模、凹模工作部分的圓角半徑，摩擦和間隙等?！独錄_壓工藝與模具設(shè)計》開流就是在需要金屬流動的地方減少阻力，使其順利流動，達到成形目的。限流就是在不需要金屬流動的地方增大阻力，限制金屬流入。例子變形趨向

2．沖壓成形性能的試驗方法五、沖壓材料及其沖壓成形性能（續(xù)）間接試驗和直接試驗（如圖）第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)3．板料的機械性能與沖壓成形性能的關(guān)系板料的強度指標越高，產(chǎn)生相同變形量的力就越大；塑性指標越高，成形時所能承受的極限變形量就越大；剛度指標越高，成形時抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。

不同沖壓工序?qū)Π辶系臋C械性能的具體要求有所不同?！独錄_壓工藝與模具設(shè)計》

4．沖壓材料五、沖壓材料及其沖壓成形性能（續(xù)）（1）對沖壓材料的要求第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)b．對材料厚度公差的要求c．對表面質(zhì)量的要求a．對沖壓成形性能的要求（2）常用沖壓材料黑色金屬、有色金屬、非金屬材料《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)

黑色金屬金屬材料沖壓材料有色金屬非金屬材料

坯料類型板料：大型零件條料：中小型零件卷料：大批量生產(chǎn)的自動送料塊料：少數(shù)鋼種和有色金屬的沖壓《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》a.

b.有色金屬：銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎂合金、鈦合金等。

c.非金屬材料：紙板、膠木板、塑料板、纖維板和云母等。

關(guān)于各類材料的牌號、規(guī)格和性能，可查閱有關(guān)手冊和標準。下表1.3.6給出了常用冷沖壓材料的機械性能，從表中數(shù)據(jù)，可以近似判斷材料的沖壓性能。第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》在沖壓工藝資料和圖樣上，對材料的表示方法有特殊的規(guī)定。現(xiàn)以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼薄板為例。標記舉例：08鋼，2mm厚，較高精度，高級的精整表面，深拉深級的鋼板表示為鋼板9種主應(yīng)力狀態(tài)圖第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》3種主應(yīng)變狀態(tài)圖第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》方板拉深試驗——最小阻力定律試驗第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》變形趨向性對沖壓工藝和影響第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

環(huán)形毛坯的變形趨向（ａ）變形前的模具與毛坯（ｂ）拉深（ｃ）翻邊（ｄ）脹形第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)拉深試驗試樣《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

第二次課冷沖壓變形基礎(chǔ)多晶體的塑性變形《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》

第二次課冷沖壓變形基