沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)ppt課件.ppt

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1、（f)加工中的硬化現(xiàn)象引起材料力學(xué)性能的改變，使得強(qiáng)度指標(biāo)（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度）增大；塑性指標(biāo)（伸長(zhǎng)率、斷面收縮率）下降。不利——進(jìn)一步加工變的困難有利——能夠減小過(guò)大的局部變形，變形趨于平穩(wěn)、均勻、增大變形極限，提高材料的強(qiáng)度§1-3各種沖壓成形方法的力學(xué)特點(diǎn)與分類(lèi)一、沖壓成形時(shí)的力學(xué)特點(diǎn)變形區(qū)——毛坯在力的作用下產(chǎn)生變形非變形區(qū)——已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)變形的已變形區(qū)尚為參與變形的待變形區(qū)不變形區(qū)（傳力區(qū)）在應(yīng)力狀態(tài)下，滿足屈服準(zhǔn)則的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，沒(méi)有滿足屈服準(zhǔn)則的區(qū)域不產(chǎn)生塑性變形1、兩向受拉的應(yīng)力狀態(tài)（脹形、翻孔）環(huán)形毛坯的變形趨向（ａ）變形前的模具與毛坯（ｂ）拉深（ｃ）

2、翻邊（ｄ）脹形最大拉應(yīng)力方向上的變形一定是伸長(zhǎng)變形，應(yīng)力為零的方向上的變形一定是壓縮變形。由此判斷在兩向拉應(yīng)力作用下的變形會(huì)使材料邊薄。2、一拉一壓，以拉為主的應(yīng)力狀態(tài)（擴(kuò)口）3、一壓一拉，以壓為主（拉深）4、兩向受壓（縮口）材料變厚材料變厚材料變薄二，沖壓變形的分類(lèi)1、伸長(zhǎng)類(lèi)變形——當(dāng)作用在板料變形區(qū)的拉應(yīng)力絕對(duì)值大的時(shí)候，這個(gè)方向上一定是伸長(zhǎng)變形，板料的成形主要靠材料的伸長(zhǎng)變形和厚度的減薄來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、壓縮類(lèi)變形——當(dāng)作用在板料變形區(qū)的壓應(yīng)力絕對(duì)值大的時(shí)候，這個(gè)方向上一定是壓縮變形，板料的成形主要靠材料的壓縮變形和厚度的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)。3、板料成形中的問(wèn)題（1）傳力區(qū)是否有足

3、夠的強(qiáng)度——不被拉裂（2）成形區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題——失穩(wěn)，起皺（壓縮變形）失穩(wěn)、拉裂（伸長(zhǎng)變形）要使材料成形順利，必須采取措施，提高極限變形參數(shù)，防止起皺和拉裂三，提高成形極限的措施1、提高伸長(zhǎng)類(lèi)成形極限的措施（1）減小變形不均勻程度伸長(zhǎng)類(lèi)變形的拉裂是因?yàn)榫植窟^(guò)度變薄而出現(xiàn)的，因此應(yīng)盡量減小局部的集中變形，使總的均勻變形程度增加。A、如在脹形時(shí)潤(rùn)滑凸模，可使變形趨于平穩(wěn)；B、采用硬化指數(shù)高的材料以防止過(guò)分集中的局部變形（2）提高材料的塑性采用變形前退火，成形中間退火，消除成形過(guò)程中形成的硬化，提高成形極限。（3）修整毛坯邊緣毛坯邊緣的毛刺。裂紋，硬化層等因素會(huì)導(dǎo)致材料破裂，

4、因此在成形前對(duì)毛坯清除毛刺，整修邊緣，均可減少伸長(zhǎng)類(lèi)變形的破裂現(xiàn)象。2、提高壓縮類(lèi)極限的措施壓縮類(lèi)變形的破壞形式主要是傳力區(qū)受拉失穩(wěn)破裂和變形區(qū)受壓失穩(wěn)起皺。（1）提高傳力區(qū)承載能力，降低變形區(qū)的抗力和摩擦阻力。A、采用彈性凹模拉深和凸模加熱拉深，可使成形極限得以提高。（2）防止失穩(wěn)起皺A，采用壓邊圈B、設(shè)計(jì)具有較高抗失穩(wěn)能力的中間半成品形狀C、采用厚向異性指數(shù)大的材料r=ε寬/ε厚（3）采用以降低變形抗力為目的的退火A、以多次拉深的中間退火，其根本作用是提高傳力區(qū)承載能力與變形區(qū)變形抗力的比值B、伸長(zhǎng)類(lèi)變形的退火是以恢復(fù)材料的塑性為目的的。B、選用屈強(qiáng)比低的材料也可以實(shí)現(xiàn)

5、承載能力的提高，變形抗力的降低，以達(dá)到易于成形的目的。第二章沖裁工藝和沖裁模設(shè)計(jì)沖裁是利用安裝在壓力機(jī)上的沖裁模使材料產(chǎn)生分離的沖壓工序通常包括——落料、沖孔、切口、切邊、剖切、切斷等。沖裁?！淞夏?、沖孔模，切邊模，沖切模等直接制作零件或者為彎曲，拉深、成形等工藝準(zhǔn)備毛坯。§2－1沖裁變形分析一、沖裁變形過(guò)程壓力作用開(kāi)始彈性變形1、彈性變形階段當(dāng)材料內(nèi)部的應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)彈性極限時(shí)，凸模卸載后，板料立即恢復(fù)原狀。塑性變形屈服極限2、塑性變形階段板料應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí)，板料開(kāi)始產(chǎn)生塑性剪切變形裂紋開(kāi)始斷裂分離3、斷裂分離階段隨著凸模不斷壓入材料，已形成的微裂紋沿最大剪應(yīng)變速度

6、方向向材料內(nèi)延伸。合理的間隙——既理想狀態(tài)，上下裂紋完全重合，板料就被拉斷分離。二、沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素1、斷面特征（a）圓角帶——沖裁過(guò)程中，由于纖維的彎曲與拉伸而形成的，軟材料比硬材料的圓角大。（b）光亮帶——塑性變形形成，凸凹模側(cè)壓力將毛坯壓平而形成光亮垂直的斷面，通常占全部端面的1/2～1/3。材料塑性越好，光亮帶所占的比例越大。間隙越大，光亮帶所占的比例越小。（c）斷裂帶—刃口處的微裂在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面，其斷面粗糙，具有金屬本色且?guī)в行倍?。（d）毛刺—在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長(zhǎng)，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺，裂紋首先在凹模刃口側(cè)壁產(chǎn)生，繼而才在凸模刃

7、口側(cè)面產(chǎn)生，所以裂紋形成時(shí)，就在落料件上端留下了毛刺。沖孔件下端留下毛刺。2、材料性能對(duì)斷面質(zhì)量的影響當(dāng)材料的塑性較好時(shí)，沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)的較遲，材料被剪切的深度較大，所得斷面光亮帶所占比例大，圓角和穹彎也大，斷裂帶較窄。3、模具沖裁間隙大小對(duì)斷面質(zhì)量的影響（斷裂的產(chǎn)生方式）（1）間隙過(guò)小——壓應(yīng)力成分增大，拉應(yīng)力成分減小，材料塑性好，裂紋的產(chǎn)生被推遲，光亮帶厚度增加，其他弊病減少，工件質(zhì)量較好。但是，上下裂紋不容易重合，形成第而二個(gè)光亮帶，中間留有斷裂層（2）、間隙過(guò)大——增大了拉應(yīng)力，材料容易產(chǎn)生裂紋，塑性盡早結(jié)