[整理]冷冲压工序分为分离工序和塑性变形工序两大类
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1. 冷冲压工序分为分离工序和塑性变形工序两大类。
2. 冲裁模的间隙应当大于模具导向件的间隙。
3. 冲裁间隙对冲裁件的尺寸精度有一定影晌。一般情况下，
若采用间隙过大时，落料件尺寸小于凹模尺寸。
4. 对T 形件，为提高材料的利用率，应采用斜对排。
5. 为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料
顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需要的力称为推料力。
6. 冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求，宜采用复合
模。弯曲件在变形区的切向外侧部分受拉应力。
7. 最小相对弯曲半径rmin
8. 闭合状态时，模具上模座下平面至下模座下平面之间的距
离。选择压力机时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大闭合高度与最小闭合高度之间。
9. 弯曲件展开长度的计算依据是弯曲前后中性层长度不变。
弯曲件最容易出现影响工件质量的间题有弯裂、回弹、和偏移等。
10. 拉深模中压边圈的作用是防止工件在变形过程中发生
起皱。拉深系数M 越小，说明拉深变形程度越大。
11. 脱模斜度与塑料的品种、制品的形状、模具的结构等
因素有关。
12. 影响塑件尺寸精度的主要因素有模具、塑料、成型工
艺、成型的时效。
13. 注射模具由成型零件、浇注系统、结构零件、分型与
抽芯机构、推出机构、温度调节系统、排气系统等组成注射模具的成型零件由型芯、凹模、成型杆、镶块等构成。
14. 注塑模具的结构零件主要起安装、导向、机构动作、
调节温度等作用。
15. 注射模按注射机的类型可分为立式、卧式、角式三种，
按型腔数目分可分为单型腔注射模、多型腔注射模两种。
典型注塑模具的浇注系统由主流道、分流道、内浇口、冷料穴等结构组成。
16. 卧式注射机用的单分形面注射模具，主流道开设在定
模一侧，分流道开设在分形面上，开模后塑料制品连同浇注系统凝料一起留在动模一侧注塑模具型腔的排列方式通常有圆型排列、H 型排列、直线排列、符合排列。
17. 按凹模结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、组
合式、镶拼式。成形零件工作尺寸计算包括型腔和型芯的径向尺寸、型腔深度、型芯高度、中心距尺寸等的计算。浇注系统的主要作用是输送流体、传递压力为便于凝料从直流到中拔出，主流道一般设计成圆锥形锥角取
18. R/ t 表示材料的弯曲变形极限。
19. 为了避免弯裂，则弯曲线方向与材料纤维方向垂直。
弹簧式、橡胶式、气垫式三种弹性压料装置中，在拉深成型时，气垫式压料装置的压料效果最好。
20. 拉深时出现的危险截面是指位于凸模圆角部位的断
面。外凸凸缘翻边的极限变形程度主要受材料变形区失稳起皱的限制。
21. 拉深后坯料的径向尺寸增大，切向尺寸减小。
22. 采用多型腔注射模，要根据选定注射机的最大注射量
来确定型腔数。
23. 注射成型的工艺过程是合模→注射充模→保压→冷却
定型→开模→脱模。
24. 注射主流道始端的凹球半径比注射机喷嘴头部球面半
径大塑件设计过程中要考虑到脱模斜度，一般状况下，脱模斜度可以取0.5 度热流道板用于多型腔结构的热流道注射模。双分形面注射模一个分形面取出的是塑料制件，另一个分形面取出的是浇注系统凝料要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必须要求模具压力中心与模柄的轴心线要求重合(或偏移不大)。
25. 落料时，应以凹模为基准配制凸模，凹模刃口尺
寸按磨损的变化规律分别进行计算。冲孔时，应以凸模为基准配制凹模，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。落料凹模在上模的叫倒装复合模，而落料凹模在下模的叫正装复合模，其中正装复合模多一套打料装置。弹性卸料装置除了起卸料作用外，还兼起压料作用.
它一般用于材料厚度相对较薄材料的卸料。
26. 侧刃常被用于定距精度和生产效率要求高的级进模
中，其作用是控制条料进给方向上的进给步距。模具的压力中心就是冲压力的合力的作用点，求压力中心的方法就是求空间平行力系的合力的作用点。
27. 普通曲柄压力机的闭合高度是指滑块在下止点位置
时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。模具的闭合高度是指冲模处于
28. 2o ~ 4o
29. 浇口的设计与塑件形状、制品断面尺寸、模具结构、
注射工艺参数、塑料性能等因素有关。
30. 浇口的常见形式有普通浇口、点浇口、潜浇口、直接
浇口、凸耳式浇口、扇形浇口、蕉型浇口。
31. 注射模具的支撑零件包括动模座板、定模座板、定模
支撑板、垫板。
32. 多型腔绝热流道注射可分为点浇口式、主流道式两种
类型。简单的推出机构有推杆推出、推管推出、推件板推出、推块推出等几种形式。
33. 注塑模具的排气系统主要有利用间隙排气、用排气槽
排气、用球状合金料烧结块渗导排气等几种形式。
34. 其它冲压成形是指除了弯曲和拉深以外的冲压成形工
序。包括胀形、翻边、缩口、旋压和校形等冲压工序。
成形工序中，胀形和翻孔属于伸长类成形，成形极限主要受变形区内过大的拉应力而破裂的限制。
35. 缩口和外缘翻凸边属于压缩类成形，成形极限主要
受变形区过大的压应力而失稳起皱的限制。
36. 什么是冷冲压加工?冷冲压成形加工与其它加工方法
相比有何特点? 答：冷冲压加工是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。特点：冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度高、复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。
只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。
37. 什么是冷冲模?它有何特点? 答:在冷冲压加工中，将
材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具。俗称冷冲模。特点：冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件是“一模一样”的关系，若没有符合要求的冷冲模，就不能生产出合格的冷冲压件；没有先进的冷冲模，先进的冷冲压成形工艺就无法实现。
38.
39. 如何选择冲压设备? 答：（1）压力机的公称压力不
小于冲压工序所需的压力。（2）压力机滑块行程应满足工件在高度上能获得所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具上取出工件。（3）压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应能满足模具的正确安装。（4）压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。
40.
41. 板料冲裁时，其断面特征怎样?影响冲裁件断面质量的
因素有哪些? 答：板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区:即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。
42. 影晌断面质量的因素有：(1)材料性能(2)模具间隙
(3)模具刃口状态影响冲裁件尺寸精度的因素有哪些?
答：影响冲裁件尺寸精度的因素有：压力机的精度、冲模的制造精度、材料性质、冲裁间隙、模具刃口状态等。
43. .影晌弯曲变形回弹的因素是什么，采取什么措施能减
小回弹? 答：影晌弯曲变形回弹的因素有：(1)材料的力学性能；(2)相对弯曲半径强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用
44. 性能稳定和板料厚度波动小的材料。(2)采取适当的弯
曲工艺①使其屈服点σs 降低.对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯采用校正弯曲代替自由弯曲。②对冷作硬化的材料须先退火，曲。③弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，由于变形程度很小，变形区横截面大部分或全部处于弹性变形状态，回弹很大，甚至根本无法成形，这时可采用拉弯工艺。(3)合理设计弯曲模。
45.
46. 弯曲时的变形程度用什么来表示？为什么可用它来表
示?弯曲时的极限变形程度受哪些因素的影响? 答：生产中常用r/t 来表示板料弯曲变形程度的大小。r/t 称为相对弯曲半径，越小，板料表面的切向变形程度r/t
47. εmax 越大，
48.
49. 生产中常用r/t 来表示板料弯曲变形程度的大小。弯
曲时的极限变形程度的影晌因素有：①材料的塑性和热处理状态；②坯料的边缘及表面状态；③弯曲线与钢板纤维方向是否垂直；④弯曲角。简述弯曲件的结构工艺性。答:弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。
50. 弯曲过程中坯料可能产生偏移的原因有哪些?如何减
小和克服偏移? 答:在弯曲过程中凡造成工件变形阻力不对称的因素都将造成工件偏移。例如，弯曲件形状不对称，弯曲件在模具上的接触阻力不对称，冲压方向不同造成的弯曲件滑动阻力不对称等。措施：在坯料上预先增添定位工艺孔，当弯曲件几何形状不对称时，为避免压弯时坯料偏移，应尽量采用成对弯曲，然后再切成两件的工艺；V 形弯曲模，由于有顶板及定料销，可以有效防止弯曲时坯料的偏移;有顶板和定位销的Z 形件弯曲模，能有效防止坯料的偏移；为了防止坯料偏移，应尽量利用零件上的孔，用定料销定位，定料销装在顶板上时应注意防止顶板与凹模之间产生窜动。
51.
52. 工件无孔时可采用定位尖、顶杆顶板等措施防止坯料
偏移. 为什么有些拉深件要用二次、三次拉深成形? 答：因为每次拉深受危险断面材料强度的限制，变形程度是有极限的。由于拉深件的高度与其直径的比值不同，有的拉深件可以一次拉深工序制成，而有些高度大的拉深件需要二次、三次或多次拉深成形。在进行冲压工艺过程设计和确定必要的拉深工序的数目时，通常利用拉深系数作为确定所需拉深饮数的依据。拉深工序中的起皱、拉裂是如何产生的？答：拉深工序中产生起皱的原因有两个方面：一方面是切向压应力的大小，越大越容易失稳起皱；另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模
53. r/t；(3)弯曲中心角α；(4)弯曲方式及弯曲模；(5)
工件的形状。减小回弹的措施有:(1)改进弯曲件的设计，尽量如有可能，在弯曲区压制加避免选用过大的相对弯曲半径r/t。2)量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越小。
54. 塑料的成形方法有哪些？答：注射成型、挤出成型、
压塑成型、吹塑成形、浇注成型等什么是热塑性塑料和热固性塑料？答：热塑性塑料：树脂都是线型或支链型高聚物，在常温下是固体，后热后变软并熔融成为可流动的粘稠液体，再次状态下具有可塑性，冷却后硬化定型，再加热后又可变成粘稠液体，如此可进行反复加工。
热固性塑料：树脂分子最初是线型结构，加热时，分子链之间长生化学键结合，发生交联反应，分子结构之间转化为网型结构，最终转变为体型结构。初次受热可软化熔融，可塑成型，继续加热固化定型，以后不管怎样加热都不会变软，一次成型，不能反复可逆。
55. 什么是塑料收缩性，影响塑料收缩率的因素有哪些？
答：制品在冷却定型或固化变硬后，其尺寸小于模具尺寸，塑料这种尺寸缩小的性质成为收缩性。影响收缩率的因素主要有：制品的形状、壁厚、嵌件数量，成型前对塑料是否进行预热，成型温度，注射压力，保压时间，成型方法和模具结构，浇注系统的形式、布局、尺寸。
56. 热塑性塑料和热固性塑料的工艺性能指标分别有哪
些？答：热塑性塑料的工艺性指标主要有收缩率、流动性、结晶性、吸湿性、热敏性、应力开裂和熔体破裂等。
热固性塑料的工艺性指标主要有收缩率、流动性、比体积、压缩率和固化速度等。
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58. 在进行塑件设计时，加强筋设计要注意哪些问题？
答：加强筋应沿着塑料流动的方向设置，还应尽量减少或避免塑料的局部集中，以免产生缩孔或气泡。塑件壁厚的设计有哪些原则？答：根据成型工艺的要求，应尽量使塑料制品各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或太薄，否则成型后会因为收缩不均匀而导致制品变形或产生缩孔、凹陷烧伤或填充不足等缺陷。热缩性塑料制品壁厚一般在1~4mm，热固性塑料制品壁厚一般在1~6mm。
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60. 塑料制品的表面质量指哪些方面？答：塑料制品的表
面质量包括有无斑点、条纹、凹痕、气泡、变色等缺陷，还有表面光泽型和表面粗糙度。
61. 在注射设备的选用中，合模力怎样校核？答：注射机
的合模力应该大于模腔内塑料熔体的压力产生的胀开模具的力，即合模力要大于模内熔体压强和塑料件及浇注系统在分形面上投影面积之和的乘积。
62. 在注塑模具的设计中，型腔数目的确定要考虑哪些因
素？答： 1.塑料制作的批量和交货周期 2.质量的控制要求 3.成形的塑料品种与塑料件的形状及尺寸 4.所选用的注射机的技术规格
63. 什么是分形面？分形面的选择有哪些原则？答：模具
上取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称分形面。分形面的选择有以下一些原则： 1.分形面应选择在塑件外形的最大轮廓处 2.分形面的选择应考虑有利于塑件脱模 3.要保证塑件的精度要求 4.应考虑模具的侧向抽拔距 5.应将分形面设计在熔融塑料的流动末端，利于模具型腔内气体的排出 6.分形面的选取应是模具零件易于加工，减小模具加工难度，模具加工工艺简单64. 影响分流道设计有哪些因素？答：1.塑件的几何形
状、壁厚、尺寸大小以及尺寸的稳定性、内在质量和外光要求 2.塑料的种类 3.注射机的压力、加热温度及注射速度 4.主流道和分流道的脱落方式 5.型腔的布置、浇口位置以及浇口形式的选择
65. 冷料穴有什么作用？答：作用是防止冷料射入型腔使
塑料制品产生各种缺陷，影响外观。
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67. 绝热流道注射模具绝热原理是什么？答：利用塑料导
热比金属下的特性，将流道的截面尺寸设的较大，由于靠近流道表壁的塑料熔体会因为温度较低而迅速冷却凝结成一个完全或半熔融的固化层，可以使流道中心的塑料在连续注射时保持熔融状态。
68. 什么是合模导向装置？它主要起哪些作用？答：合模
导向装置是保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位和导向的装置。塑料模具的合模导向装置有导柱导向、锥面定位两种类型。作用：1.导向作用 2.定位作用 3.
承受一定的侧向压力 4.承载作用 5.保持机构运动平稳
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70. 什么是推件板？推件板推出形式有哪些特点？答：推
件板是一块与凸模有一定配合精度的模板，它是在塑料件的整个周边端面上进行推出。推件板推出形式特点：作用面积达，推出力大，脱模力均匀，运动平稳，塑料件上无推出痕迹等
71. 抽芯机构有哪几种类型？答：抽芯机构分为机动抽
芯、手动抽芯、液压抽芯
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73. 推出机构一般由哪几部分组成？推出机构一般由推
出元件、复位元件、限位元件、导向元件、结构元件等组成。
74. 冷挤压过程中，根据金属流动方向和凸模运动方向的
相互关系，可分为轴向挤压和径向挤压，轴向挤压又可分为正挤压、反挤压和复合挤压三种。注射机的合模力（锁模力）必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在模具分型面上的投影面积的乘积。注射机顶出机构的形式有中心机械顶出，两侧机械顶出，中心液压顶出加两侧机械顶出。合理间隙值能够得到满意的冲裁断面质量、较高的尺寸精度和较小的冲裁力，并使模具有较长的使用寿命。一般而言，冲裁件质量要求要的使用较小间隙，反之则使用较大间隙，以降低冲压力和提高模具寿命。
75.
第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案
第一章冲压变形的基本原理复习题答案 一、填空题 1.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。 2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。 3.物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原来的形状和尺 寸，这种变形称为塑性变形。 4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、 金属的尺寸因素。 5.在冲压工艺中，有时也采用加热冲压成形方法，加热的目的是提高塑性，降低变形 抗力。 6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。 7.压应力的数目及数值愈大，拉应力数目及数值愈小，金属的塑性愈好。 8.在同号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起 的变形，所需的变形抗力之值就比较小。 9.在材料的应力状态中，压应力的成分愈多，拉应力的成分愈少，愈有利于材料塑性的 发挥。 10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬 度也增加，塑性指标降低，这种现象称为加工硬化。 11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指 数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。 12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大，则凸耳的高度越大。 13.硬化指数n值大，硬化效应就大，这对于伸长类变形来说就是有利的。 14.当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变 形，故称这种变形为伸长类变形。
15. 当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变 形，故称这种变形为压缩类变形。 16. 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。 17. 材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。 18. 材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。屈强比小，对所有的冲压成形工艺都 有利。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1. 变形抗力小的软金属，其塑性一定好。 （×） 2. 物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。 （×） 3. 金属的柔软性好，则表示其塑性好。 （×） 4. 变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下，引起塑性变形的单位变形力。 （×） 5. 物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。 （×） 6. 物体某个方向上为负应力时，该方向的应变一定是负应变。 （×） 7. 物体受三向等压应力时，其塑性变形可以很大。 （×） 8. 材料的塑性是物质一种不变的性质。 （×） 9. 金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。 （×） 10. 物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。 （∨） 11. 当坯料受三向拉应力作用，而且0321>>>σσσ时，在最大拉应力σ1方向上的变 形一定是伸长变形，在最小拉应力 σ3方向上的变形一定是压缩变形。 （∨） 12. 当坯料受三向压应力作用，而且σσσ3210>>> 时，在最小压应力σ3方向上的变形一定是伸长变形，在最大压应力σ1方向上的变形一定是压缩变形。 （∨）
实验五 金属的冷塑性变形与再结晶
实验五金属的冷塑性变形与再结晶 陈灵 一、实验目的 1.了解金属经冷塑性变形与再结晶后的显微组织变化。 2.了解变形程度对金属再结晶晶粒度的影响。 二、实验说明 当作用于金属的外力超过其屈服极限时金属产生塑性变形，使金属的外部尺寸，内部组织及其性能发生变化。 1. 冷塑性变形对金属组织与性能的影响 若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。 金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。当变形程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。同时，随着变形程度的加剧，原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明显的各向异性。图5-1为工业纯铁经不同程度变形的显微组织。 图5-1 工业纯铁冷塑性变形后组织150× a)变形程度20% b)变形程度50% c)变形程度70%
金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。此外，在金属内部还产生残余应力。一般情况下，残余应力不仅降低了金属的承载能力，而且还会使工件的形状与尺寸发生变化。 2. 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化 金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢复到稳定状态的趋势。但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。若对其加热，因原子活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。 （1）回复：当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变化，仍保持着纤维组织的特征。此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。但造成加工硬化的主要原因未消除，故其力学性能变化不大。 （2）再结晶：当加热温度较高时，将首先在变形晶粒的晶界或滑移带、孪晶带等晶格畸变严重的地带，通过形核与长大方式进行再结晶，图5-2反映了冷塑性变形工业纯铁的再结晶过程的显微组织。冷变形金属在再结晶后获得了新的等轴晶粒，因而消除了冷加工纤维组织、加工硬化和残余应力，使金属又重新恢复到冷塑性变形前的状态。 图5-2 工业纯铁再结晶过程的显微组织150× a)550℃再结晶b)600℃再结晶c) 850℃再结晶 金属的再结晶过程是在一定温度范围内进行的。通常把变形程度在70%以上的冷变形金属经1h加热能完全再结晶的最低温度，定为再结晶温度。实验证明，金属的熔点愈高，在其他条件相同时，其再结晶温度也愈高。金属的再结晶温度(T再)与其熔点(T熔)间的关系，
冲压工艺分类精修订
冲压工艺分类 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
冲压工艺分类 冲压工艺大致可分为分离工序和成形工序（又分弯曲、拉深、成形）两大类。分离工序 是在冲压过程中使冲压件与坯料沿一定的轮廓线相互分离，同时冲压件分离断面的质量 也要满足一定的要求；成形工序是使冲压坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化 成所要求的成品形状，同时也应满足尺寸公差等方面的要求。按照冲压时的温度情况有 冷冲压和热冲压两种方式。这取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力 等，同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。 1.冷冲压金属在常温下的加 工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操 作方便，费用较低。缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变形能力。冷冲 压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光洁、无斑、无划伤等。 2.热冲压将金属加 热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为可消除内应力，避免加工硬化，增加材料 的塑性，降低变形抗力，减少设备的动力消耗。（来源：中国机械网） 1．冲模结构:冲模是使板料产生分离或变形的工具。典型的冲模结构如图3—17所示，它由上模和下模两部分组成。上模的模柄固定在冲床的滑块上，随滑块上下运动，下模则固定在冲床的工作台上。 冲头和凹模是冲模中使坯料变形或分离的工作部分，用压板分别固定在上模板和下模板上。上、下模板分别装有导套和导柱，以引导冲头和凹模对准。而导板和定位销则分别用以控制坯料送进方向和送进长度。卸料板的作用，是在冲压后使工件或坯料从冲头上脱出。 2．冲模的分类 冲模是冲压生产中必不可少的模具。冲模基本上可分为简单模、连续模和复合模三种。 （1）简单冲模简单冲模是在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模。图3—17即是落料或冲孔用的简单冲模，简单冲模的装配图如图3-18所示。工作时条料在凹模上沿两个导板9之间送进，碰到定位销10为止。凸模向下冲压时，冲下的零件(或废料)进入凹模孔，而条料则夹住凸模并随凸模一起回程向上运动。条料碰到卸料板8时(固定在凹模上)被推下，这样，条料继续在导板间送进。重复上述动作，冲下第二个零件。 (2) 连续冲模冲床的一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具，称为连续模，如图3—19所示。工作时定位销2对准预先冲出的定位孔，上模向下运动，凸模1进行落料，凸模4进行冲
3塑性变形的基本定律
3 塑性变形的基本定律 3.1 体积不变定律及应用 一、 体积不变定律内容 在压力加工过程中，只要金属的密度不发生变化，变形前后金属的体积就不会产生变化。若设变形前金属的体积为0V ，变形后的体积为1V ，则有： 0V =1V =常数 实际上，金属在塑性变形过程中，其体积总有一些变化，这是由于： （1）在轧制过程中，金属内部的缩孔、气泡和疏松被焊合，密度提高，因而改变了金属体积。这就是说除内部有大量存在气泡的沸腾钢锭（或有缩孔及疏松的镇静钢锭、连铸坯）的加工前期外，热加工时，金属的体积是不变的。 （2）在热轧过程中金属因温度变化而发生相变以及冷轧过程中金属组织结构被破坏，也会引起金属体积的变化，不过这种变化都极为微小。例如，冷加工时金属的比重约减少0.1～0.2％。不过这些在体积上引起的变化是微不足道的，况且经过再结晶退火后其比重仍然恢复到原有的数值。 二、 体积不变定律的应用 1、确定轧制后轧件的尺寸 设矩形坯料的高、宽、长分别为L B H 、、，轧制以后的轧件的高、宽、长分别为l b h 、、（如图3-1所示），根据体积不变条件，则 HBL V =1 hbl V =2 即 hbl HBL = 在生产中，—般坯料的尺寸均是已知的，如果轧制以后轧件的高度和宽度也已知时，则轧件轧制后的长度是可求的，即 图3-1 矩形断面工件加工前后的尺寸
hb HBL l = 例题1：轧50×5角钢，原料为连铸方坯，其尺寸为120×120×3000mm ，已知50×5角钢每米理论重3.77kg ，密度为7.85t/m 3，计算轧后长度l 为多少? 解： 坯料体积 V 0=120×120×3000=4.32×107mm 3 50×5角钢每米体积为 3.77/（7.85×103÷109）=480×103mm 3 由体积不变定律可得 4.32×107=480×103×l 轧后长度 l ≈90m 2、根据产品的断面面积和定尺长度，选择合理的坯料尺寸。例题2：某轨梁轧机上轧制50Kg/m 重轨，其理论横截面积为6580mm 2，孔型设计时选定的钢坯断面尺寸为325×280mm 2，要求一根钢坯轧成三根定尺为25m 长的重轨，计算合理的钢坯长度应为多少？ 根据生产实践经验，选择加热时的烧损率为2％，轧制后切头、切尾及重轨加工余量共长 1.9m ，根据标准选定由于钢坯断面的圆角损失的体积为2％。由此可得轧后轧件长度应为 =l （3×25+1.9）×103=76900mm 由体积不变定律可得 325×280L （1－2％）（1－2％）=76900×6580 由此可得钢坯长度 L = mm 567398 .02803256580769002=??? 故选择钢坯长度为5.7m 。 3、在连轧生产中，为了保证每架轧机之间不产生堆钢和拉钢，则必须使单位时间内金属从每架轧机间流过的体积保持相等，即 n n v F v F v F ===ΛΛ2211 式中 n F F F ΛΛ21、为每架轧机上轧件出口的断面积， n v v v ΛΛ21、为各架轧机上轧件的出口速度，它比轧辊的线速度稍大，但可看作近似相等。 如果轧制时n F F F ΛΛ21、为已知，只要知道其中某一架轧辊的速度（连轧时，成品机架的轧辊线速度是已知的），则其余的转数均可一一求出。 3.2 最小阻力定律及其应用
第一章 冲压变形的基本原理
第一章冲压变形的基本原理 1.1 金属塑性变形的基本概念 金属在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形，变形分为弹性变形和塑性变形。而冲压加 工就是利用金属的塑性变形成形制件的一种金属加工方法。要掌握冲压成形加工技术，首先必须了 解金属塑性变形的一些基本原理。 1.1.1 塑性变形的物理概念 所有的固体金属都是晶体，原子在晶体所占的空间内有序排列。在没有外力作用时，金属中原子处于稳定的平衡状态，金属物体具有自己的形状与尺寸。施加外力，会破坏原子间原来的平衡状态，造成原子排畸变图1.1.1，引起金属形状与尺寸的变化。 图1.1.1 晶格畸变 a)无外力作用；b)外力作用产生弹性畸变；c)晶格滑移或孪动；d)外力卸去后的永久变形 假若除去外力，金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失和金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸，则这样的变形称为弹性变形（图1.1.1a ）。增大外力，原子排列的畸变程度增加，移动距离有可能大于受力前的原子间距离，这时晶体中一部分原子相对于另一部分产生较大的错动（图1.1.1c ）。外力除去以后，原子间的距离虽然仍可恢复原状，但错动了的原子并不能再回到其原始位置（图1.1.1d ），金属的形状和尺寸也都发生了永久改变。这种在外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。 受外力作用时，原子总是离开平衡位置而移动。因此，在塑性变形条件下，总变形既包括塑性变形，也包括除去外力后消失的弹性变形。 1.1.2塑性变形的基本形式 金属塑性变形是金属在外力的作用下金属晶格先产生晶格畸变，外力继续加大时，产生晶格错动，而这种错动通常在晶体中采取滑移和孪动两种形式。。
金属的塑性变形与再结晶
实验名称：金属的塑性变形与再结晶实验类型： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、实验步骤与实验结果（必填） 五、讨论、心得（必填） 一、实验目的 1.了解冷塑性变形对金属材料的内部组织与性能的影响； 2.了解变形度对金属再结晶退火后晶粒大小的影响。 二、实验原理 金属塑性变形的基本方式有滑移和孪生两种。在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对于另一部分滑动，这种变形方式称为滑移；在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对另一部分产生剪切变形，且变形部分与未变形部分的位向形成了镜面对称关系，这种变形方式称为孪生。 (一) 冷塑性变形对金属组织与性能的影响 若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。当变形程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。同时，随着变形程度的加剧，原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明显的各向异性。金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。 (二) 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化 金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢复到稳定状态的趋势。但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。若对其加热，因原子活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。 1．回复当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变化，仍保持着纤组织的特征。此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。但造成加工硬化的主要原因未消除，故其机械性能变化不大。 2．再结晶当加热温度较高时，将首先在变形晶粒的晶界或滑移带、孪晶带等晶格畸变严重的地带，通过晶核与长大方式进行再结晶。冷变形金属在再结晶后获得了新的等轴晶粒，因而消除了冷加工纤维组织、加工硬化和残余应力，使金属又重新恢复到冷塑性变形前的状态。 金属的再结晶过程是在一定温度范围内进行的。通常把变形程度在70%以上的冷变形金属经1h加热能完全再结晶的最低温度，定为再结晶渡。实验证明，金属的熔点愈高，在其他条件相同时，其再结晶温度也愈高。金属的再结晶温度(T再)与其熔点(T熔)间的关系，大致可用下式表示： T再≈0.4 T熔 3．晶粒长大冷变形金属再结晶后，一般都得到细小均匀的等轴晶粒。但继续升高加热温度或延长保温时间，再结晶后的晶粒又会逐渐长大，使晶粒粗化。 (三) 变形程度对金属再结晶后晶粒度的影响 冷变形金属再结晶后晶粒度除与加热温度、保温时间有关外，还与金属的预先变形程度有关。金属再结晶后的晶粒度与其预先变形程度间的关系如下图所示：
金属塑性变形与断裂
金属塑性变形与断裂集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
金属材料塑性变形与断裂的关系 摘要：金属的断裂是指金属材料在变形超过其塑性极限而呈现完全分开的状态。材料受力时，原子相对位置发生了改变，当局部变形量超过一定限度时，原于间结合力遭受破坏，使其出现了裂纹，裂纹经过扩展而使金属断开。任何断裂都是由裂纹形成和裂纹扩展两个过程组成的，而裂纹形成则是塑性变形的结果。金属塑性的好坏表明了它抑制断裂能力的高低。 关键词：塑性变形解理断裂准解理断裂沿晶断裂冷脆疲劳应力腐蚀 氢脆高温断裂 一、解理断裂与塑变的关系 解理断裂在主应力作用下，材料由于原子键的破断而产生的沿着某一晶面的快速破断过程。解理断裂的的产生条件是位错滑移必须遇到阻力，且位错滑移聚集到一定程度。断裂面沿一定的晶面发生，这个平面叫做解理面。解理台阶是沿两个高度不同的平行解理面上扩展的解理裂纹相交时形成的。形成过程有两种方式：通过解理裂纹与螺型位错相交形成；通过二次解理或撕裂形成。 第一种，当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个台阶，裂纹继续向前扩展，与许多螺型位错相交便形成众多台阶，他们沿裂纹前端滑动而相互交汇，同号台阶相互汇合长大，异号台阶相互抵消，当汇合台阶足够大的时候便在电镜下观察为河流状花样。
第二种，二次解理是指在解理裂纹扩展的两个互相平行解理面间距较小时产生的，但若解理裂纹的上下两个面间距远大于一个原子间距时，两解理裂纹之间的金属会产生较大的塑性变形，结果由于塑性撕裂而形成台阶，称为撕裂棱晶界。舌状花样是由于解理裂纹沿孪晶界扩散留下的舌头状凹坑或凸台。 从宏观上看，解理断裂没有塑性变形，但从微观上看解理裂纹是以塑性变形为先导的，尽管变形量很小。解理断裂是塑性变形严重受阻，应力集中非常严重的一种断裂。 二、准解理断裂与塑变的关系 准解理断裂介于解理断裂和韧窝断裂之间，它是两种机制的混合。产生原因： （1）、从材料方面考虑，必为淬火加低温回火的组织，回火温度低，易产生此类断裂。 （2）、构件的工作温度与钢材的脆性转折温度基本相同。 （3）、构件的薄弱环节处处于平面应变状态。 （4）、材料的尺寸比较粗大。 （5）、回火马氏体组织的缺陷，如碳化物在回火时的定向析出。 准解理断裂往往开始是因为碳化物，析出物或者夹杂物在外力作用下产生裂纹，然后沿某一晶面解理扩展，之后以塑性变形方式撕裂，其断裂面上显现有较大的塑性变形，特征是断口上存在由于几个地方的小裂纹分别扩展相遇发生塑性撕裂而形成的撕裂岭。准解理断裂面不是一
冲压工艺作业参考答案
作业参考答案 1、什么是冲压加工？冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点？答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。 冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。 冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。 2、冷冲压有哪些基本工序，各是什么？答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。 3、什么是金属塑性变形？常见塑性指标有哪些？影响金属的塑性与变形抗力的主要因素有哪些？并作简要分析。答：金属塑性变形就是指金属材料在外力的作用下产生不可恢复的永久变形（形状和尺寸产生永久改变）。 影响金属的塑性和变形抗力的主要因素有：（1）、化学成分和组织——化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素；组织：单向组织、多项组织，不同的组织，金属的塑性和变形抗力会有很大差异。（2）、变形温度——温度升高，原子热运动加剧，热振动加剧（热塑性），晶界强度下降。（3）、变形速度——速度大，塑性变形来不及扩展，没有足够的时间回复、再结晶，塑性降低变形抗力增加。但速度大时热效应显著，变形体有温度效应对塑性增加有利。
二、 1、什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？答：随着冷变形程度的增加，金属材料所有强度和硬度指标都有所提高，但塑形、韧性有所下降。其可制止 局部集中变形的进一步发展，具有扩展变形区、使变形区均匀化和增大极限变形程度的作用。 2、冲裁变形过程分为哪几个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。裂纹出现在断裂分离阶段。材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。 3、冲裁件质量包括哪些方面？其断面具有什么特征？这些特征是如何产生的？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？答：冲裁件质量包括断面状况、尺寸精度和形状误差。其断面有4 个特装区，即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺。圆角带主要是当凸模下降，刃口刚压入板料时，刃口附近材料被带进模具间隙的结果；光亮带是由于金属材料产生塑性剪切变形时，材料在和模具侧面接触中被模具侧面挤光而形成的光亮垂直面；断裂带是有刃口处微裂纹在拉应力作用下，不断扩展而形成的撕裂面；毛刺是在塑性变形阶段后期，刃口正面材料被压缩，裂纹起点不在刃尖处，在模具侧面离刃口不远处发生，在拉应力作用下，裂纹加长材料撕裂而产生。影响断面质量因素有（1）、 材料力学性能（2）、模具间隙（3）、模具刃口状态（4）、模具结构以及刃口的摩 擦条件等。 1、冲裁模刃口尺寸计算原则是什么？ 答：书本P61
冲压成形的理论基础毕业论文
冲压成形的理论基础毕业论文 1.1 冲压的概念、基本工序、现状及发展方向 1.1.1 冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性交形，从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成形工程技术。 冲压所使用的模具称为冲压模具．简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行，没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素． 与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 ①冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟几十次，高速压力机每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。它们的关系如下图0-1。 ②冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一
模一样”的特征。 ③冲压可加工出尺寸围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压件的强度和刚度均较高。 ④冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其他加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以．只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压在现代工业生产中，尤其是在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压方法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的
第四章 塑性变形(含答案)
第四章塑性变形（含答案） 一、填空题（在空白处填上正确的内容） 1、晶体中能够产生滑移的晶面与晶向分别称为________和________，若晶体中这种晶面与晶向越多，则金属的塑性变形能力越________。 答案：滑移面、滑移方向、好（强） 2、金属的再结晶温度不仅与金属本身的________有关，还与变形度有关，这种变形度越大，则再结晶温度越________。 答案：熔点、低 3、晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象称为________。答案：滑移 4、由于________和________的影响，多晶体有比单晶体更高的塑性变形抗力。 答案：晶界、晶粒位向（晶粒取向各异） 5、生产中消除加工硬化的方法是________。 答案：再结晶退火 6、在生产实践中，经冷变形的金属进行再结晶退火后继续升高温度会发生________现象。答案：晶粒长大 7、金属塑性变形后其内部存在着残留内应力，其中________内应力是产生加工硬化的主要原因。 答案：第三类（超微观） 8、纯铜经几次冷拔后，若继续冷拔会容易断裂，为便于继续拉拔必须进行________。 答案：再结晶退火 9、金属热加工时产生的________现象随时被再结晶过程产生的软化所抵消，因而热加工带来的强化效果不显著。 答案：加工硬化 10、纯铜的熔点是1083℃，根据再结晶温度的计算方法，它的最低再结晶温度是________。答案： 269℃ 11、常温下，金属单晶体塑性变形方式有________和________两种。 答案：滑移、孪生 12、金属产生加工硬化后会使强度________，硬度________；塑性________，韧性________。答案：提高、提高、降低、降低 13、为了合理地利用纤维组织，正应力应________纤维方向，切应力应________纤维方向。答案：平行（于）、垂直（于） 14、金属单晶体塑性变形有________和________两种不同形式。 答案：滑移、孪生 15、经过塑性变形的金属，在随后的加热过程中，其组织、性能和内应力将发生一系列变化。大致可将这些变化分为________、________和________。 答案：回复、再结晶、晶粒长大 16、所谓冷加工是指金属在________以下进行的塑性变形。 答案：再结晶温度
【机械类文献翻译】冲压变形1
附录1 外文译文 冲压变形 冲压变形工艺可完成多种工序，其基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。 分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法，主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中有以冲孔、落料应用最广。变形工序是使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工艺方法，主要有拉深、弯曲、局部成形、胀形、翻边、缩径、校形、旋压等。 从本质上看，冲压成形就是毛坯的变形区在外力的作用下产生相应的塑性变形，所以变形区的应力状态和变形性质是决定冲压成形性质的基本因素。因此，根据变形区应力状态和变形特点进行的冲压成形分类，可以把成形性质相同的成形方法概括成同一个类型并进行系统化的研究。 绝大多数冲压成形时毛坯变形区均处于平面应力状态。通常认为在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其数值也是较小的，所以可以认为垂直于板面方向的应力为零，使板材毛坯产生塑性变形的是作用于板面方向上相互垂直的两个主应力。由于板厚较小，通常都近似地认为这两个主应力在厚度方向上是均匀分布的。基于这样的分析，可以把各种形式冲压成形中的毛坯变形区的受力状态与变形特点，在平面应力的应力坐标系中(冲压应力图)与相应的两向应变坐标系中(冲压应变图)以应力与应变坐标决定的位置来表示。也就是说，冲压应力图与冲压应变图中的不同位置都代表着不同的受力情况与变形特点(1)冲压毛坯变形区受两向拉应力作用时，可以分为两种情况：即σ γ>σ>0σt=0和σ θ>σγ>0，σt=0。再这两种情况下，绝对值最大的应力都是拉应力。以下对这两种情况进行分析。 1)当σγ>σθ>0且σt=0时，安全量理论可以写出如下应力与应变的关系式： (1-1) εγ/（σγ-σm）=εθ/（σθ-σm）=εt/（σt -σm）=k 式中ε γ，εθ，εt——分别是轴对称冲压成形时的径向主应变、切向主应变和厚度方向上的主应变； σγ，σθ，σt——分别是轴对称冲压成形时的径向主应力、切向主应力和厚度方向上的主应力； σm——平均应力，σm=（σγ+σθ+σt）/3； k——常数。在平面应力状态，式（1—1）具有如下形式： 3ε γ/（2σγ-σθ）=3εθ/（2σθ-σt）=3εt/[-（σt+σθ）]=k （1—2）因为σ γ>σθ>0，所以必定有2σγ-σθ>0与εθ>0。这个结果表明：在两向拉应力的平面应力状态时，如果绝对值最大拉应力是σ γ，则在这个方向上的主应变一定是正应变，即是伸长变形。 又因为σ γ>σθ>0，所以必定有-（σt+σθ）<0与εt<0，即在板料厚度方向上的应变是负的，即为压缩变形，厚度变薄。 在σ θ方向上的变形取决于σγ与σθ的数值：当σγ=2σθ时，εθ=0；当σγ>2σθ时，εθ<0；当σγ<2σθ时，εθ>0。 σθ的变化范围是σγ>=σθ>=0 。在双向等拉力状态时，σγ=σθ，有式 （1—2）得ε γ=εθ>0 及εt <0 ；在受单向拉应力状态时，σθ=0，有式
冲压变形基础习题与解答
第2章冲压变形基础（答案） 一、填空 1．在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。 2．用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。 3．冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。 4．物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。5．变形温度对金属的塑性有重大影响。就大多数金属而言，其总的趋势是：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。 6．以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。可能出现的主应力图共有九种。 7．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：ε1+ε2+ε3=0。 8．加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。 9．在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的弹性回复(简称回弹)造成的。 10. 材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及 的因素很多，但就其主要内容来看，有两个方面：一是成形极限，二是成形质量。 二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×） 1．（×）主应变状态一共有9种可能的形式。 2．（×）材料的成形质量好，其成形性能一定好。 3．（√）热处理退火可以消除加工硬化（冷作硬化）。 4．（√）屈强比越小，则金属的成形性能越好。 5．（×）拉深属于分离工序。 三、选择 1．主应力状态中， A ，则金属的塑性越好。 A．压应力的成份越多，数值越大 B. 拉应力的成份越多，数值越大。 2．当坯料三向受拉，且σ1＞σ2＞σ3＞0时，在最大拉应力σ1方向上的变形一定是 A ，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是 B A．伸长变形 B.压缩变形 四、思考 1．冷冲压的特点是什么 2．冷冲压有哪两大类基本工序试比较分离工序和成形工序的不同之处。 3．何谓材料的板平面方向性系数其大小对材料的冲压成形有哪些方面的影响 4．何谓材料的冲压成形性能冲压成形性能主要包括哪两方面的内容材料冲压成形性能良好的标志是什么 5．冲压对材料有哪些基本要求如何合理选用冲压材料 1．冷冲压的特点是： （1）便于实现自动化，生产率高，操作简便。大批量生产时，成本较低。 (2) 冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好。 (3) 能获得其它加工方法难以加工或无法加工的、形状复杂的零件。 (4) 冷冲压是一种少无切削的加工方法，材料利用率较高，零件强度、刚度好。 2．冷冲压的基本工序为：分离工序和变形工序。 分离工序：材料所受力超过材料的强度极限，分离工序的目的是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，成为所需成品的形状及尺寸。 成形工序：材料所受力超过材料的屈服极限而小于材料的强度极限，成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状和尺寸。
(完整word版)第六章 塑性变形习题集-附部分答案
1.简单立方晶体(100)面有1 个[]010=b 的刃位错 (a)在(001)面有1 个b =[010]的刃位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折结还是割阶？ (b)在(001)面有1 个b =[100]的螺位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折还是割阶？ 解：两位错相割后，在位错留下一个大小和方向与对方位错的柏氏矢量相同的一小段位错，如果这小段位错在原位错的滑移面上，则它是扭折；否则是割阶。为了讨论方便，设(100)面上[]010=b 的刃位错为A 位错，(001)面上b =[010]的刃位错为B 位错，(001)面上b =[100]的螺位错为C 位错。 (a) A 位错与B 位错相割后，A 位错产生方向为[010]的小段位错，A 位错的滑移面是(100)，[010]?[100]=0，即小段位错是在A 位错的滑移面上，所以它是扭折；而在B 位错产生方向为[ 010 ]的小段位错，B 位错的滑移面是(001)， [010]?[001]=0 ，即小段位错在B 位错的滑移面上，所以它是扭折。 (b)A 位错与C 位错相割后，A 位错产生方向为[100]的小段位错，A 位错的滑移面是(100)，[100]?[100]≠0 ，即小段位错不在A 位错的滑移面上，所以它是割阶；而在C 位错产生方向为[]010的小段位错，C 位错的滑移面是(001)，[] []0001010=?，即小段位错在B 位错的滑移面上，所以它是扭折。 2.下图表示在同一直线上有柏氏矢量相同的2 个同号刃位错AB 和CD ，距离为x ，他们作F-R 源开动。 (a)画出这2 个F-R 源增殖时的逐步过程，二者发生交互作用时，会发生什么情况？ (b)若2 位错是异号位错时，情况又会怎样？ 解：(a)两个位错是同号，当位错源开动时，两个位错向同一方向拱弯，如下图(b)所示。在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如上图(c)中的P 处所示。两段反号位错相吸对消后，原来两个位错连接一起，即形成AD 位错，余下一段位错，即BC 位错，这段位错和原来的位错反号，如上图(d)所示。在外力作用下，BC 位错也作位错源开动，但它的拱弯方向与原来的相反，如上图(e)所示。两根位错继续拱弯在如图(f)的O 及O'处再相遇，因为在相遇处它们是反号的，所以相吸对消。最后，放出一个大位错环，并回复原来的AB 和CD 两段位错，如上图(g)所示。这个过程不断重复增值位错。
弹性变形与塑性变形
一、弹性与塑性的概念 可变形固体在外力作用下将发生变形。根据变形的特点,固体在受力过程中的力学行为可分为两个明显不同的阶段:当外力小于某一限值(通常称之为弹性极限荷载)时,在引起变形的外力卸除后,固体能完全恢复原来的形状,这种能恢复的变形称为弹性变形,固体只产生弹性变形的阶段称为弹性阶段;当外力一旦超过弹性极限荷载时,这时再卸除荷载,固体也不能恢复原状,其中有一部分不能消失的变形被保留下来,这种保留下来的永久变形就称为塑性变形,这一阶段称为塑性阶段。 根据上述固体受力变形的特点,所谓弹性,就定义为固体在去掉外力后恢复原来形状的性质;而所谓塑性,则定义为在去掉外力后不能恢复原来形状的性质。“弹性(Elasticity)”与“塑性(P lasticity)”就是可变形固体的基本属性,两者的主要区别在于以下两个方面: 1)变形就是否可恢复 ．．．．．．．．:弹性变形就是可以完全恢复的,即弹性变形过程就是一个可逆的过程;塑性变形则就是不可恢复的,塑性变形过程就是一个不可逆的过程。 2)应力与应变之间就是否一一对应 ．．．．．．．．．．．．．．:在弹性阶段,应力与应变之间存在一一对应的单值函数关系,而且通常还假设就是线性关系;在塑性阶段,应力与应变之间通常不存在一一对应的关系,而且就是非线性关系(这种非线性称为物理非线性)。 工程中,常把脆性与韧性也作为一对概念来讲,它们之间的区别在于固体破坏时的变形大小,若变形很小就破坏,这种性质称为脆性;能够经受很大变形才破坏的,称为韧性或延性。通常,脆性固体的塑性变形能力差,而韧性固体的塑性变形能力强。 二、弹塑性力学的研究对象及其简化模型 弹塑性力学就是固体力学的一个分支学科,它由弹性理论与塑性理论组成。弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题,塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力
弹性变形与塑性变形
一、弹性和塑性的概念 可变形固体在外力作用下将发生变形。根据变形的特点，固体在受力过程中的力学行为可分为两个明显不同的阶段：当外力小于某一限值（通常称之为弹性极限荷载）时，在引起变形的外力卸除后，固体能完全恢复原来的形状，这种能恢复的变形称为弹性变形，固体只产生弹性变形的阶段称为弹性阶段；当外力一旦超过弹性极限荷载时，这时再卸除荷载，固体也不能恢复原状，其中有一部分不能消失的变形被保留下来，这种保留下来的永久变形就称为塑性变形，这一阶段称为塑性阶段。 根据上述固体受力变形的特点，所谓弹性，就定义为固体在去掉外力后恢复原来形状的性质；而所谓塑性，则定义为在去掉外力后不能恢复原来形状的性质。“弹性（Elasticity）”和“塑性（Plasticity）”是可变形固体的基本属性，两者的主要区别在于以下两个方面： 1）变形是否可恢复 ．．．．．．．：弹性变形是可以完全恢复的，即弹性变形过程是一个可逆的过程；塑性 变形则是不可恢复的，塑性变形过程是一个不可逆的过程。 2）应力和应变之间是否一一对应 ．．．．．．．．．．．．．：在弹性阶段，应力和应变之间存在一一对应的单值函数关 系，而且通常还假设是线性关系；在塑性阶段，应力和应变之间通常不存在一一对应的关系，而且是非线性关系（这种非线性称为物理非线性）。 工程中，常把脆性和韧性也作为一对概念来讲，它们之间的区别在于固体破坏时的变形大小，若变形很小就破坏，这种性质称为脆性；能够经受很大变形才破坏的，称为韧性或延性。通常，脆性固体的塑性变形能力差，而韧性固体的塑性变形能力强。 二、弹塑性力学的研究对象及其简化模型 弹塑性力学是固体力学的一个分支学科，它由弹性理论和塑性理论组成。弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题，塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力
冲压模具的分类
冲压模具的分类 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质、模具构造、模具材料三方面来分类。 按工艺性质分类 根据工艺性质分类，分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、成型模、铆合模。 1、冲裁模： 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 2、弯曲模： 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 3、拉深模： 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 4、成形模： 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑形变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 5、铆合模： 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在一起，进而形成一个整体。
按工序组合程度分类 根据工序组合程度分类，可将模具分成单工序模、复合模、级进模、传递模四大类。 1、单工序模： 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 2、复合模： 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 3、级进模（也称连续模）： 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道以上冲压工序的模具。 4、传递模： 综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。
按产品的加工方法分类 依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。 1、冲剪模具： 是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。 2、弯曲模具： 是将平整的毛坯完成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。 3、抽制模具： 抽制模具是将平面毛坯制成有底无缝容器。 4、成型模具： 指用各种局部变形的方法来改变毛坯的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。 5、压缩模具： 是利用强大的压力，使金属毛坯流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。
塑性变形对金属组织和性能的影响
塑性变形对金属组织和性能的影响 1. 塑性变形对金属组织结构的影响 （1）晶粒发生变形金属发生塑性变形后,晶粒沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时, 晶粒变成细条状(拉伸时), 金属中的夹杂物也被拉长, 形成纤维组织。 变形前后晶粒形状变化示意图 （2）亚结构形成金属经大的塑性变形时, 由于位错的密度增大和发生交互作用, 大量位错堆积在局部地区, 并相互缠结, 形成不均匀的分布, 使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块, 而在晶粒内产生亚晶粒。 金属经变形后的亚结构 （3）形变织构产生金属塑性变形到很大程度(70%以上)时, 由于晶粒发生转动, 使各晶粒的位向趋近于一致, 形成特殊的择优取向, 这种有序化的结构叫做形变织构。形变织构一般分两种：一种是各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向, 称为丝织构, 例如低碳钢经高度冷拔后, 其<100>平行于拔丝方向; 另
一种是各晶粒的一定晶面和晶向平行于轧制方向, 称为板织构, 低碳钢的板织构为{001}<110>。 形变织构示意图 2. 塑性变形对金属性能的影响 （1）形变强化金属发生塑性变形, 随变形度的增大, 金属的强度和硬度显著提高, 塑性和韧性明显下降。这种现象称为加工硬化, 也叫形变强化。 产生加工硬化的原因是：金属发生塑性变形时, 位错密度增加, 位错间的交互作用增强, 相互缠结, 造成位错运动阻力的增大, 引起塑性变形抗力提高。另一方面由于晶粒破碎细化, 使强度得以提高。在生产中可通过冷轧、冷拔提高钢板或钢丝的强度。 （2）产生各向异性由于纤维组织和形变织构的形成, 使金属的性能产生各向异性。如沿纤维方向的强度和塑性明显高于垂直方向的。用有织构的板材冲制筒形零件时, 即由于在不同方向上塑性差别很大, 零件的边缘出现“制耳”。在某些情况下, 织构的各向异性也有好处。制造变压器铁芯的硅钢片, 因沿[100]方向最易磁化, 采用这种织构可使铁损大大减小, 因而变压器的效率大大提高。