【文章內(nèi)容簡介】 s??? ?? 31屈雷斯加準則形式簡單，概念明確，如果事先知道主應(yīng)力的次序，使用該準則是十分方便的。然而該準則忽略了中間主應(yīng)力 ?2，而中間主應(yīng)力 ?2 對于材料的屈服實際上也是有影響的。 德國力學(xué)家密席斯（ Von Mises）于 1913 年提出另一屈服準則，該準則指出：當材料（質(zhì)點）中的等效應(yīng)力 ?i 達到材料的屈服強度 ?s 時，材料就開始屈服： 按此觀點寫出密席斯屈服準則的數(shù)學(xué)表達式如下： 或 試驗表明，對于絕大多數(shù)金屬材料，密席斯準則較之屈雷斯加準則更接近于實驗數(shù)據(jù)。 這兩個屈服準則實際上相當接近，對有兩個主應(yīng)力相等的應(yīng)力狀態(tài)來說，兩個準則完全一致。 為了使用上的方便，密席斯準則可以改寫成類似于屈雷斯加準則的形式： 沖壓成形中的變形趨向及其控制 沖壓成形時，毛坯內(nèi)各處的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)都不相同。從變形過程中的某瞬間來看，在應(yīng)力狀態(tài)滿足屈服準則的區(qū)域內(nèi)將產(chǎn)生塑性變形，此區(qū)稱為塑性變形區(qū)，沒有滿足屈服準則的區(qū)域不會產(chǎn)生塑性變形，稱為非變形區(qū)。 非變形區(qū)進一步又可分為已變形區(qū)、待變形區(qū)和不變形區(qū)。圖 所舉各例中， A為變形區(qū)， B、 C 為非變形區(qū)，其中 B 為已變形區(qū)， C 為不變形區(qū)或待變形區(qū)。 如圖 （ c）所示， C 的上部為待變形區(qū)， C 的下部為不變形區(qū)。模具作用在毛坯上的變形力，可以直接作用在變形區(qū)，也可通過非變形區(qū)再傳到變形區(qū)。 同一個變形力 作用下，變形區(qū)已屈服，開始塑性變形，非變形區(qū)則沒有屈服變形，因此，變形區(qū)通常被稱為弱區(qū)，非變形區(qū)稱為強區(qū)。因為弱區(qū)所需塑性變形力最小，所以該區(qū)可以先行屈服變形。 所謂變形的趨向性，就是指毛坯的弱區(qū)在什么部位，將會按哪種變形方式變形。例如圖 所示毛坯在同一個模具中加工，當改變其外徑 D0、內(nèi)孔 d0 及凸模直徑 d 凸的相互比例時，就可能出現(xiàn)多種互不相同的變形方式，即具有不同的變形趨向性。 ① 拉深（圖 （ b））：當 D0/d 凸和 d0/d 凸都較小時，外環(huán)（凸緣）寬度不大，成為弱區(qū)，于是出現(xiàn)拉 深變形。 ② 翻邊（圖 （ c））：當 D0/d 凸和 d0/d 凸都較大時，外環(huán)（凸緣）寬度較大，成為強區(qū)，而內(nèi)環(huán)（底孔周圍）寬度較小，成為弱區(qū)，于是出現(xiàn)翻邊變形。 ③ 脹形（圖 （ d））：當 D0/d 凸較大而 d0/d 凸很小，甚至等于零（沒有底孔）時，外環(huán)拉深和底孔翻邊的變形阻力都較大，而凸、凹模圓角附近的變形阻力較小，于是出現(xiàn)脹形變形。 ? ? ? ? ? ?? ? si ???????? ??????? 213232221212213232221 2)()()( s??????? ??????s???? ?? 31 動畫 :金屬流動趨向 變形趨向性的控制 也可以從流動的角度來分析問題，塑性變形是通過材料的流動實現(xiàn)的。通過對材料流動趨向性的控制，其實就是對變形趨向性的控制，一切導(dǎo)流措施均有利于強區(qū)向弱區(qū)轉(zhuǎn)化。反之，一切阻流措施，均有利于弱區(qū)轉(zhuǎn)化為強區(qū)。 在沖壓生產(chǎn)中，為了使毛坯能“按需變形”（即按制件所需的變形部位及變形方式來變形，不需變形的部位不得變形），經(jīng)常采取下述工藝措施來實現(xiàn)對變形趨向性的控制。 1．改變毛坯形狀與尺寸 如圖 所示帶底孔的圓形板坯，當 D0/d 凸 ～ 2， d0/d 凸 時為拉深變形；當 D0/d 凸 ， d0/d 凸 ～ 時為翻邊變形，當 D0/d 凸 ， d0/d 凸 時為脹形變形。 在盒形件首次拉深時，毛坯形狀和尺寸更是保證拉深合格制件的關(guān)鍵。 2．改變模具工作部分的幾何形狀與尺寸 增大凸、凹模圓角半徑，可以減少材料流動的阻力，因此，增大拉深凹模圓角半徑有利于拉深變形，增大翻孔凸模圓角半徑有利于翻孔變形。 盒形件拉深時，為了防止角部材料的堆聚和拉裂，必需改善角部材料的流動條件，為此，除增大凸、凹模角部圓角半徑外，還要增大凸、凹模角部間隙。 3．改變毛坯和模具間的摩擦阻力 加大壓邊力，增設(shè)拉深筋，不用潤滑劑，均可增大摩擦力，有利于阻流。反之，降低模具表面粗糙度，采用壓邊限位裝置，采用潤滑劑則可減小摩擦力，有利于導(dǎo)流。 4．改變毛坯局部區(qū)域的溫度 主要指局部加熱或局部冷卻的方法。例如，在拉深和縮口時，采用局部加熱變形區(qū)的方法，使變形區(qū)材料軟化，從而有利于變形的進行。又如在不銹鋼工件拉深時，采用局部深冷傳力區(qū)的方法，來增大該處材料的承載能力，防止大變形下拉裂。 沖壓用板料 沖壓用板料 板料的沖壓成形性能和評定方法 板料對各種沖壓成形加工的適應(yīng)能 力稱為板料的沖壓成形性能。具體地說，就是指能否用簡便地工藝方法，高效率地用坯料生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)沖壓件。沖壓成形性能是個綜合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有兩個主要方面：一方面是成形極限，希望盡可能減少成形工序；另一方面是要保證沖壓件質(zhì)量符合設(shè)計要求。下面分別討論。 (一 )成形極限 在沖壓成形中，材料的最大變形極限稱為成形極限。對不同的成形工序，成形極限應(yīng)采用不同的極限變形系數(shù)來表示。例如彎曲工序的最小相對彎曲半徑、拉深工序的極限拉深系數(shù)等等。這些極限變形系數(shù)可以在各種沖壓手冊中查到，也可通過實驗求得。 依據(jù)什么來確定極限變形系數(shù)呢？這要看影響成形過程正常進行的因素是哪些。沖壓成形時外力可以直接作用在毛坯的變形區(qū)（例如脹形），也可以通過非變形區(qū)，包括已變形區(qū)（例如拉深）和待變形區(qū)（例如縮口、擴口等），將變形力傳給變形區(qū)。因此，影響成形過程正常進行的因素，可能發(fā)生在變形區(qū)，也可能發(fā)生在非變形區(qū)。歸納起來，大致有下述幾種情況： 伸長類變形一般是因為拉應(yīng)力過大，材料過度變薄，局部失穩(wěn)而產(chǎn)生斷裂，如 脹形、翻孔、擴口 和彎曲外區(qū)等的拉裂。壓縮類變形一般是因為壓應(yīng)力過大，超過了板材的臨界應(yīng)力， 使板材喪失穩(wěn)定性而產(chǎn)生起皺，如縮口、 無壓邊圈拉深 等的起皺。 傳力區(qū) 承載能力不夠：非變形區(qū) 作為傳力區(qū)時 ，往往由于變形力超過了該傳力區(qū)的承載能力而使變形過程無法繼續(xù)進行。也分為兩種情況： 1)拉裂或過度變薄；例如拉深是利用已變形區(qū)作為拉力的傳力區(qū)，若變形力超過已變形區(qū)的抗拉能力，就會在該區(qū)內(nèi)發(fā)生拉裂或局部嚴重變薄而使工件報廢。 2)失穩(wěn)或 塑性鐓粗 ： 例如擴口和 縮口工序是利用待變形區(qū)作為壓力的傳力區(qū) ，若變形力超過了管坯的承載能力，待變形區(qū)就會因失穩(wěn)而壓屈，或者發(fā)生塑性鐓粗變形 。 非傳力區(qū)在內(nèi)應(yīng)力作用下破壞 ：