【材料课件】冲压模具设计与制造（1-3）.ppt

复习上次课内容如何选择冲压设备？第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础2021/9/251第三节 冲压变形理论基础塑性塑性：表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。一、塑性变形的基本概念塑性指标塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率和断面收缩率。第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础变形变形：弹性变形、塑性变形。2021/9/252第三节 冲压变形理论基础 金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化加工硬化或应变刚应变刚现象：二、塑性变形对金属组织和性能的影响 金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。2021/9/253第三节 冲压变形理论基础1点的应力与应变状态 为了全面、完整地描述变形区内各点的受力和变形情况。三、塑性力学基础应力正应力、剪应力第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础应力状态：主应力状态类似有应变状态的概念。一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，因此主应变状态图只有三种。通常是围绕该点取出一个微小（正）六面体（即所谓单元体），用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来表示。已知该九个应力分量，则过此点任意切面上的应力都可求得。塑性变形可能出现九种主应力状态。2021/9/254第三节 冲压变形理论基础2金属的屈服条件三、塑性力学基础（续）第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础屈服塑性状态，主要取决于两方面的因素：（1）在一定的变形条件（变形温度和变形速度）下材料的物理机械性质转变的根据根据；（2）材料所处的应力状态转变的条件条件。单向应力状态：=S 一般应力状态：1-3=S 2021/9/255第三节 冲压变形理论基础3金属塑性变形时的应力应变关系三、塑性力学基础（续）弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性线性的、可逆可逆的，与加载历史无关无关；第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性非线性的、不可逆不可逆的，与加载历史有关有关。2021/9/256第三节 冲压变形理论基础第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础（1）应力分量与应变分量符号不一定一致，即拉应力不一定对应拉应变，压应力不一定对应压应变；（2）某方向应力为零其应变不一定为零；（3）在任何一种应力状态下，应力分量的大小与应变分量的大小次序是相对应的，即123，则有123。（4）若有两个应力分量相等，则对应的应变分量也相等，即若12，则有12。几点讨论结论3金属塑性变形时的应力应变关系（续）三、塑性力学基础（续）2021/9/257第三节 冲压变形理论基础 1硬化规律四、金属塑性变形的一些基本规律加工硬化：第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础硬化曲线：=An塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性。实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。这种变化规律可近似用指数曲线表示。2021/9/258第三节 冲压变形理论基础2卸载弹性恢复规律和反载软化现象四、金属塑性变形的一些基本规律（续）第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础反载软化曲线2021/9/259第三节 冲压变形理论基础 3体积不变条件四、金属塑性变形的一些基本规律（续）金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足：1+2+3=0 2021/9/2510第三节 冲压变形理论基础 4最小阻力定律四、金属塑性变形的一些基本规律（续）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。第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础 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最小阻力定律。弱区先变形，变形区为弱区2021/9/2511第三节 冲压变形理论基础 4最小阻力定律（续）四、金属塑性变形的一些基本规律（续）控制变形的趋向性：第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础措施：（1）材料本身的特性开流开流 和 限流限流冲压工序的性质（2）板料的应力状态工艺参数模具结构参数（如凸模、凹模工作部分的圆角半径，摩擦和间隙等。2021/9/2512第三节 冲压变形理论基础 1冲压成形性能五、冲压材料及其冲压成形性能材料的冲压成形性能：第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础材料的冲压性能好成形极限高成形质量好便于冲压加工冲压成形性能是一个综合性的概念成形极限高成形质量好材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。2021/9/2513第三节 冲压变形理论基础 2冲压成形性能的试验方法五、冲压材料及其冲压成形性能（续）间接试验和直接试验第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础3板料的机械性能与冲压成形性能的关系板料的强度强度指标越高，产生相同变形量的力力就越大；塑性塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量变形量就越大；刚度刚度指标越高，成形时抵抗抵抗失稳起皱的能力就越大。不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同。2021/9/2514第三节 冲压变形理论基础 4冲压材料五、冲压材料及其冲压成形性能（续）（1）对冲压材料的要求第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础b对材料厚度公差的要求c对表面质量的要求a对冲压成形性能的要求（2）常用冲压材料黑色金属、有色金属、非金属材料2021/9/2515本章思考与练习题5第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础第三节 冲压变形理论基础作业布置：2021/9/2516点的应力状态a）任意坐标系 b）主轴坐标系 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/25179种主应力状态图第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/25183种主应变状态图第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/2519金属的应力-应变图1-实际应力曲线 2-假象应力曲线 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/2520硬化曲线第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/2521方板拉深试验最小阻力定律试验第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/2522变形趋向性对冲压工艺和影响第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/2523 环形毛坯的变形趋向（）变形前的模具与毛坯（）拉深（）翻边（）胀形 第一章 冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础2021/9/2524