沖壓變形理論基礎(chǔ)ppt課件-wenkub.com
2024-10-31 17:51 本頁(yè)面
【正文】 表 了常用冷沖壓材料的機(jī)械性能，從表中數(shù)據(jù)， 可以近似判斷材料的沖壓性能。 ? 冷沖壓常用材料有： ? ：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等。 ? 2）常用沖壓材料 ? 沖壓用材料的形狀有各種規(guī)格的板料、帶料和塊料。 ? b．對(duì)材料厚度公差的要求 ? 材料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。 ? ．沖壓材料 ? （ 1）對(duì)沖壓材料的要求 ? 沖壓所用的材料，不僅要滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)要求， 還應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足沖壓工藝的要求和沖壓后繼的加工要求（如切削加工、焊接、電鍍等）。例如彎曲， 當(dāng)彎曲件的折彎線與板料的纖維方向垂直時(shí)，允許的極限變形程度就越大，而折彎線平行于纖維方向時(shí)， 允許的極限變形程度就小，方向性越明顯，降低量越大。式中 r0，r90， r45分別為板料在縱向、橫向和 45176。 ｒ值的大小反映平面方向和厚度方向變形難易程度的比較，ｒ值愈大，則板平面方向上愈容易變形，而厚度方向上較難變形，這對(duì)拉深成形是很有利的。因此 n值增大，則變形過(guò)程中材料局部變形程度的增加會(huì)使該處變形抗力增大， 這樣就可以補(bǔ)償該處因截面積減小而引起的承載能力的減弱，從而制止了局部集中變形的進(jìn)一步發(fā)展，具有擴(kuò)展變形區(qū)、 使變形均勻化和增大極限變形程度的作用。 ? (3)彈性模量 E ? 彈性模量是材料的剛度指標(biāo)。屈強(qiáng)比小，即 ζb與 ζs之間的差值大，材料易塑性變形而不易斷裂，允許的塑性變形區(qū)間大，這對(duì)所有沖壓成形都是有利的。 δb是在拉伸試驗(yàn)中開(kāi)始產(chǎn)生局部集中變形時(shí)（剛出現(xiàn)細(xì)頸時(shí)）的延伸率，叫做均勻延伸率。 ? 通過(guò)拉伸試驗(yàn)可測(cè)得板料的各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)。直接試驗(yàn)方法有反復(fù)彎曲試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)、拉深性能試驗(yàn)等，這類(lèi)試驗(yàn)方法試樣所處的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)基本上與實(shí)際的沖壓過(guò)程相同，所以能直接可靠地鑒定板料某類(lèi)沖壓成形的性能，但需要專(zhuān)用試驗(yàn)設(shè)備或工裝。 ? 2．板材沖壓成形性能的試驗(yàn)方法 ? 板料的沖壓成形性能是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)定的。所有這些情況， 在制定沖壓工藝時(shí)都應(yīng)予以考慮。因此，掌握回彈規(guī)律， 控制回彈量是非常重要的。伸長(zhǎng)類(lèi)變形的極限變形系數(shù)主要決定于材料的塑性；壓縮類(lèi)變形的極限變形系數(shù)通常是受坯料傳力區(qū)的承載能力的限制，有時(shí)則受變形區(qū)或傳力區(qū)的失穩(wěn)起皺的限制。 由于大多數(shù)沖壓成形都是在板厚方向上的應(yīng)力數(shù)值近似為零的平面應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行的，因此，不難分析：在變形坯料的內(nèi)部，凡是受到過(guò)大拉應(yīng)力作用的區(qū)域，就會(huì)使坯料局部嚴(yán)重變薄，甚至拉裂而使沖件報(bào)廢；凡是受到過(guò)大壓應(yīng)力作用的區(qū)域，若超過(guò)了臨界應(yīng)力就會(huì)使坯料喪失穩(wěn)定而起皺。材料的沖壓性能好，就是指其便于沖壓加工，一次沖壓工序的極限變形程度和總的極限變形程度大，生產(chǎn)率高，容易得到高質(zhì)量的沖壓件，模具壽命長(zhǎng)等。例如，將一塊方形板料拉深成圓筒形制件，當(dāng)凸模將板料拉入凹模時(shí)，距凸模中心愈遠(yuǎn)的地方（即方形料的對(duì)角線處），流動(dòng)阻力愈大，愈不易向凹模洞口流動(dòng)，拉深變形后，凸緣形成弧狀而不是直線邊，如圖 所示。 ⑷采用局部加熱或深冷，降低變形區(qū)的變形抗力，提高傳力區(qū)的強(qiáng)度。 ⑵ 改變模具工作部分的幾何形狀和尺寸。當(dāng)沖載間隙小到一定程度時(shí)，建立起對(duì)彎曲變形不利而對(duì)剪切有利的條件，此時(shí)便可以在產(chǎn)生很小彎曲變形的情況下實(shí)現(xiàn)剪切。為此，沖壓工藝必然要改變?yōu)槔詈笄械缀颓羞吘?，或?qū)⑴髁?D0增大，進(jìn)行翻邊后再?zèng)_切外邊緣。但在同一內(nèi)力作用下所產(chǎn)生的變形方式不同，因而必定有一個(gè)區(qū)所需的變形力較小而首先進(jìn)入塑性狀態(tài)產(chǎn)生變形。如圖 ，進(jìn)行縮口成形時(shí)，開(kāi)始隨著凹模下降變形區(qū)Ｂ不斷擴(kuò)大，傳力區(qū)Ａ不斷減小，金屬不斷從傳力區(qū)轉(zhuǎn)移到變形區(qū)。 ? 4．最小阻力定律應(yīng)用 —— 沖壓成形中的變形趨向性分析及其控制律 ? 研究各種沖壓成形工藝的變形趨向性及其控制的目的，是為了合理確定沖壓工藝參數(shù)，編制工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)模具，分析和解決生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。若對(duì)四角部分采取開(kāi)流而對(duì)直邊部分采取限流措施，則可消除上述問(wèn)題。當(dāng)某處不需要金屬流入而流入金屬時(shí)，多余的金屬就會(huì)使該處產(chǎn)生起皺。 ? 沖壓成形必須正確控制金屬流動(dòng) —— 開(kāi)流和限流。例如，將一塊方形板料拉深成圓筒形制件，當(dāng)凸模將板料拉入凹模時(shí)，距凸模中心愈遠(yuǎn)的地方（即方形料的對(duì)角線處），流動(dòng)阻力愈大，愈不易向凹模洞口流動(dòng)，拉深變形后，凸緣形成弧狀而不是直線邊，如圖 。關(guān)于反載軟化現(xiàn)象，有人認(rèn)為可能是因?yàn)檎蚣虞d時(shí)材料中的殘余應(yīng)力引起的。所以 ζ又可以理解為材料在變形程度 ε時(shí)的屈服點(diǎn)。于是，加載時(shí)的總變形 ε就分為兩部分：一部分 εt 因彈性恢復(fù)而消失，另一部分 εs仍然保留下來(lái)，成為永久變形。 ? 2．卸載彈性恢復(fù)規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象 ? 由圖 ，在彈性變形范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系是直線函數(shù)關(guān)系。從曲線的變化規(guī)律來(lái)看，幾乎所有的硬化曲線都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即在塑性變形的開(kāi)始階段，隨變形程度的增大，實(shí)際應(yīng)力劇烈增加，當(dāng)變形程度達(dá)到某些值以后，變形的增加不再引起實(shí)際應(yīng)力值的顯著增加。實(shí)際應(yīng)力曲線與材料力學(xué)中所學(xué)的工程應(yīng)力曲線（也稱(chēng)假象應(yīng)力曲線）是有所區(qū)別的，假象應(yīng)力曲線的應(yīng)力指標(biāo)是采用假象應(yīng)力來(lái)表示的，即應(yīng)力是按各加載瞬間的載荷 F除以變形前試樣的原始截面積 A0計(jì)算，沒(méi)有考慮變形過(guò)程中試樣截面積的變化，顯然是不準(zhǔn)確的；而實(shí)際應(yīng)力曲線的應(yīng)力指標(biāo)是采用真實(shí)應(yīng)力來(lái)表示的，即應(yīng)力是按各加載瞬間的載荷 F除以該瞬間試樣的截面積 A計(jì)算。材料加工硬化對(duì)沖壓成形的影響既有有利的方面，也有不利的方面。 ? (4）若有兩個(gè)應(yīng)力分量相等，
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