第1章 冲压模具设计基础.pptVIP

第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 金属的应力-应变图 1-实际应力曲线 2-假象应力曲线 4、金属塑性变形的一些基本规律 第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 4、金属塑性变形的一些基本规律 （2）体积不变 金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。 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 第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 4、金属塑性变形的一些基本规律 （3）最小阻力定律 在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。 在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形中的最小阻力定律。 弱区先变形，变形区为弱区 第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 5、板料力学性能与成形性能的关系 （1）屈服强度 σ s 屈服强度 σ s 小, 材料容易屈服, 则变形 抗力小, 所需变形力小, 并且屈服强度小, 在压缩类变形时, 因易于变形而不易出现起皱, 弯曲变形后回弹也小。 （2）屈强比 σs / σb σ s / σ b 对冲压成形性能影响较大。屈强比小说明σs小而σb（拉伸试验时的最大屈服强度）大，允许的塑 性变形区间大，即易于产生塑性变形而不易破裂, 尤其对拉深变形而言, 屈强比小, 变形区易于变形而不易起皱, 而传力区又不易拉裂, 有利于提高拉深变形程度。凸缘加热拉深, 就是利用凸缘和筒底的温差来减小屈强比, 从而提高其变形程度。 第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 5、板料力学性能与成形性能的关系 （3）伸长率 拉伸试验中, 试样拉断时的伸长率称总伸长率或简称伸长率 δ 。而试样开始产生局部集中变形 ( 缩颈时) 的伸长率称均匀伸长率 δ u 。 δ u 表示材料产生均匀的或稳定的塑性变形的能力。它直接决定材料在伸长 类变形中的冲压成形性能, 从试验中得到验证, 大多数材料的翻孔变形程度都与均匀伸长率成正比, 可以得出结论: 伸长率 ( 或均匀伸长率) 是影响翻孔或扩孔成形性能的最主要参数。 （4）硬化指数 n 和弹性模量 E n 值表示材料在塑性变形中的硬化程度。n 值大, 材料在变形中加工硬化严重, 真实应力增大。在伸长类变形中, n 值大, 变形抗力增大, 从而使变形趋于均匀, 变薄减小, 厚度分布均匀, 表面质量好, 成形极限增大, 制件不易产生裂纹, 冲压性能好。弹性模量 E 愈大, 材料抗压失稳能力愈强, 卸载后回弹愈小, 冲压件质量愈高。 第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 5、板料力学性能与成形性能的关系 （5）厚向异性系数 γ 由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素, 板料的塑性会因方向不同而出现差异, 这种现象称板料的塑性各向异性。厚度方向的各向异性用厚向异性系数 γ表示, 其表达式为: γ= ε b / ε t 式中：γ 厚向异性系数; ε b 、ε t 宽度和厚度方向的应变。 由上式可知, 当 γ 1 时, 板料宽度方向较厚度方向容易产生变形, 即板料不易变薄或增厚。 在拉深变形工序中, 加大 γ值, 毛坯宽度方向易于变形, 切向易于收缩不易起皱 γ值大, 材料的拉深性能好。 第一章 冲压模具设计基础 三、冲压变形理论基础 5、板料力学性能与成形性能的关系 （6）板平面各向异性系数 Δ γ 板料轧制后, 在板平面内也出现各向异性, 因此沿各不同方向, 其力学 性能和物理性能均不同。 板平面各向异性系数 Δ γ表示为: Δ γ=（γ0°+ γ90°—2γ45°）/2 由于 Δ γ大会增加冲压工序 (切边工序) 和材料的消耗, 影响冲压 件质量, 因此生产中应尽量降低 Δ γ值。 第一章 冲压模具设计基础 四、冲压常用的材料 1、材料基本要求 冲压最常用的是金属板料，也有部分非金属板料。 一般说来, 伸长率大、屈强比小、弹性模量大、硬化指数高和厚向异性系数大有利于各种冲压成形工序。此外，还应满足： （1）板料应有良好的表面质量。不能有划伤、缩孔、麻点或断面分层，否则会冲压时造成应力集中而产生破裂。 （2）板料的规格应符合有关标准。厚度应符合标准。 第一章 冲压模具设计基础 四、冲压常用的材料 2、常用材料 冲压加工常用的材料包括金属材料和非金属材料两类, 金属材料又分为黑色金属和有色金属两类。 常用的黑色金属材料有: (1) 普通碳素钢钢板 如 Q195、 Q 235 等。 (2) 优质碳素结构钢钢板 如 08、08 F、10、20 等。 (3) 低合金结构钢钢板 如 Q345 (16