沖壓變形理論基礎(chǔ)ppt課件-閱讀頁(yè)
2024-11-18 17:51本頁(yè)面
【正文】 壽命長(zhǎng)等。 ? （ 1）成形極限 在沖壓成形過(guò)程中，材料能達(dá)到的最大變形程度稱(chēng)為成形極限。 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。 ? 沖壓時(shí)，當(dāng)作用于坯料變形區(qū)內(nèi)的拉應(yīng)力的絕對(duì)值最大時(shí)，在這個(gè)方向上的變形一定是伸長(zhǎng)變形，故稱(chēng)這種沖壓變形為伸長(zhǎng)類(lèi)變形（如脹形、擴(kuò)口、內(nèi)孔翻邊等）。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。影響工件質(zhì)量的因素很多，不同的沖壓工序情況又各不相同。因此，掌握回彈規(guī)律， 控制回彈量是非常重要的。 厚度變薄直接影響沖壓件的強(qiáng)度和使用，對(duì)強(qiáng)度有要求時(shí)，往往要限制其最大變薄量。所有這些情況， 在制定沖壓工藝時(shí)都應(yīng)予以考慮。原材料的表面狀態(tài)直接影響工件的表面質(zhì)量； 晶粒粗大的鋼板拉伸時(shí)產(chǎn)生所謂“桔子皮”樣的缺陷（表面粗糙）； 沖壓易于粘模的材料則會(huì)擦傷沖壓件并降低模具壽命。 ? 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。間接試驗(yàn)方法有拉伸試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、金相試驗(yàn)等，由于試驗(yàn)時(shí)試件的受力情況與變形特點(diǎn)都與實(shí)際沖壓時(shí)有一定的差別，因此這些試驗(yàn)所得結(jié)果只能間接反映出板料的沖壓成形性能。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。 ? 材料的拉伸試驗(yàn)：在待試驗(yàn)板料的不同部位和方向上截取試樣，按標(biāo)準(zhǔn)制成如圖 ，然后在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸。 ? 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)。一般而言，板料的強(qiáng)度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量的力就越大； 塑性指標(biāo)越高，成形時(shí)所能承受的極限變形量就越大；剛度指標(biāo)越高， 成形時(shí)抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。 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。一般情況下，沖壓成形都在板材的均勻變形范圍內(nèi)進(jìn)行，故 δb對(duì)沖壓性能有較為直接的意義。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。而強(qiáng)度極限 ζb高， 則傳力區(qū)的承載能力大，所以說(shuō)屈強(qiáng)比小有利于成形極限的提高。 ? (3)彈性模量 E ? 彈性模量是材料的剛度指標(biāo)。 ? (4）硬化指數(shù) n ? 硬化指數(shù) n表示材料在冷塑性變形中材料硬化的強(qiáng)度。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。 5）板厚方向性系數(shù)ｒ 板厚方向系數(shù)ｒ是指板料試樣單向拉伸時(shí) , 寬向應(yīng)變與厚向應(yīng)變之比（又稱(chēng)塑性應(yīng)變比），即 式中 b0， ｂ， t0與ｔ分別為變形前后試樣的寬度與厚度。 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。 沖壓加工所用板料，都是經(jīng)過(guò)軋制的材料。式中 r0，r90， r45分別為板料在縱向、橫向和 45176。 ? (6）板平面方向性 ? 板料經(jīng)軋制后其機(jī)械、物理性能在板平面內(nèi)出現(xiàn)各向異性，稱(chēng)為板平面方向性。例如彎曲， 當(dāng)彎曲件的折彎線(xiàn)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(xiàn)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。 ? 板平面方向性主要表現(xiàn)為機(jī)械性能在板面內(nèi)不同方向上的差別， 但在表示板材機(jī)械性能的各項(xiàng)指標(biāo)中，板厚方向性系數(shù)對(duì)沖壓性能的影響比較明顯，故板平面方向性的大小一般用板厚方向性系數(shù)ｒ在幾個(gè)方向上的平均差值△ｒ來(lái)衡量，規(guī)定為 ? 由于板平面方向性對(duì)沖壓變形和制件的質(zhì)量都是不利的，所以生產(chǎn)中應(yīng)盡量設(shè)法降低板材的△ｒ值。 ? ．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）。 而沖壓成形性能與材料的機(jī)械性能密切相關(guān)，通常要求材料應(yīng)具有：良好的塑性，屈強(qiáng)比小， 彈性模量高，板厚方向性系數(shù)大，板平面方向性系數(shù)小。 ? 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)。 ? c．對(duì)表面質(zhì)量的要求 ? 材料的表面應(yīng)光潔平整，無(wú)分層和機(jī)械性質(zhì)的損傷，無(wú)銹斑、氧化皮及其它附著物。 ? 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。 帶料（又稱(chēng)卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開(kāi)長(zhǎng)度可達(dá)幾千米，適用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)送料， 材料厚度很小時(shí)也是做成帶料供應(yīng)。 ? 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。 ? ：紙板、膠木板、塑料板、纖維板和云母等。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
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