冲压工艺及冲模设计_02冷冲压变形基础01_LJH精品.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 冲压工艺及冲模设计 机械与动力工程学院 LJH@CQUST 一、影响金属塑性和变形抗力的因素 金属塑性变形概念：在外力的作用下，金属产生的形状和尺寸变化称为变形，变形分为弹性变形与塑性变形。 弹性：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。 塑性：物体产生永久变形的能力，不可逆性。 第二章 冷冲压变形基础 2.1 冷冲压变形基本原理 塑性变形的内因 　外力破坏原子间原有的平衡状态，造成原子排列的畸变，引起金属形状和尺寸的变化。变形的实质是原子间的距离产生变化。 塑性变形：金属形状和尺寸产生永久改变，这种改变不可恢复，该变形称为塑性变形。 金属的塑性与变形抗力 1. 塑性及其衡量指标 　 塑性：指金属在外力的作用下，能稳定的发挥塑性变形而不破坏其完整性的能力。 　 塑性指标：常用的塑性指标有 延伸率 断面收缩率 2. 变形抗力 金属抵抗变形的力称为变形抗力，常用屈服强度σs来表征。 塑性与变形抗力是两个不同的概念： 塑性：反映变形的能力。 变形抗力：是塑性变形的难易程度。 影响金属的塑性与变形抗力的主要因素 1. 变形温度 1）温度升高，原子热运动加剧； 2）温度升高，回复与再结晶； 3）温度升高，晶界强度下降。 总体而言，随着温度的升高，金属塑性增强，变形抗力下降。实际情况下由于金属和合金种类繁多，温度变化引起的材料物理—化学状态的变化各不相同，所以温度对各种金属和合金塑性及变形抗力的影响规律将更为复杂。（教材图例2-1） 对于塑性变形量比较大的成形工艺中，一般都采用加热的方法提高材料的塑性，同时降低材料的变形抗力，减轻设备和工装的负担。 2. 变形速度对塑性和变形抗力的影响 速度大时，塑性变形来不及扩展，没有足够时间回复、再结晶，塑性降低，变形抗力增大。另一方面，速度大时，发热效应显著，变形温度升高对塑性增加有利。 　 应力、应变状态 　　 外力　 　　 内力　　 模具 毛坯 零件 毛坯的变形都是模具对毛坯施加外力所引起内力或由 内力直接作用的结果。应力就是毛坯内单位面积上作用的 内力。应力应理解为一极小面积上的内力与该面积比值的 极限，即： 其中，?P表示作用物体某一微元面积?F上的内力，即应力σ是内力?P与面积?F当?F趋于零时比值的极限。 　 二、一点的应力与应变状态（补充） （１）一点的应力状态： 是指通过变形体内某点的单元体所有截面上的应力的 有或无、大小、方向等情况。 应力是个张量，一点的全应力σ可分解为三个应力分量： 一个正应力（与平面垂直）和两个剪切力（与平面相切） 　 九种主应力状态图 总可以找到三个互相垂直的平面，其上仅有正应力而无剪应力，这三个应力叫主应力（σ 1、σ2、 σ3）。反过来，只要三个主应力是已知的，就可以计算出任意平面上作用的正应力与剪应力，也就是说该点的应力状态是已知的。主应力的作用方向成为主轴。显然，主轴的方向仅仅决定于该点的应力状态，而与座标轴的选取是无关的。 （2）一点的应变状态 塑性变形过程中，毛坯的形状和尺寸都发生变化，变化的大小可用应变表示。 1）相对应变 相对应变为变形长度与原始长度之比 这种变形表示方法没有考虑材料的变形是一个逐渐积累的过程，因此其计算结果与实际情况比较是有误差的，且变形量越大，误差越大，只能用于小变形中（10%）。 2）真实应变（对数应变） 真实应变为为变形后长度与变形前长度之比取对数。 3）相对应变与真实应变关系 真实应变能反映变形的连续过程，而相对应变只与变形的始末尺寸有关，不反映变形的连续过程。 4）一点的主应变状态 体积不变定律 该式说明：金属塑性变形前后，只有形状的变化，而无体积的变化。 三个推论： ﹡塑性变形时，只有形状的变化，而无体积的变化；