板料冲压成形性能共37页
板料冲压性能试验

▪ 板材的拉伸试验也叫做单向拉伸试验或 简单拉伸试验。应用拉伸试验方法,可以 得到许多评定板材冲压性能的试验值,所 以应用十分普遍。
▪ 由于试验目的不同,板材冲压性能评价 用的拉伸试验方法和所得到的试验值均与 为评定材料强度性能的拉伸试验有所不同。 简单介绍如下 :
1
拉伸实验试样
拉伸曲线
3
2、均匀延伸率u
▪ 拉伸试验中,试样拉断时的伸长率称总伸长率 或简称伸长率。
▪ 试样开始产生局部集中变形(缩颈时)的伸长 率称均匀伸长率u。
▪ u表示板料产生均匀的或稳定的塑性变形的能 力,它直接决定板料在伸长类变形中的冲压成形 性能,从实验中得到验证,大多数材料的翻孔变 形程度都与均匀伸长率成正比。可以得出结论: 即伸长率或均匀伸长率是影响翻孔或扩孔成形性 能的最主要参数。
越好。
10
四、胀形性能试验
▪ 即杯突试验,测得凸 包高度,越高则胀形 成形性能越好。
▪ 板料试样被压紧在 凹模和压边圈之间, 凸模向上运动把试样 胀成凸包,直到破裂 为止。以凸包高度记 作试验值IE,
11
五、拉深胀形复合成形性能试验
▪ 即锥杯试验,测量杯口 最大直径和最小直径, 计算:
▪ CCV=(Dcmax+Dcmin)/2, 越大,其拉深胀形成形 性能越好。
4
3、硬化指数n
▪ 宏观上,材料受拉产生缩颈时,外载荷与名义 应力均出现最大值,见前拉伸曲线。而真实应力 则不同,在缩颈后,由于材料实际截面积减小, 真实应力会继续增加直到断裂。
Bn
5
▪ 实际板料拉伸时,整个变形过程是不均匀的。
一方面材料断面尺寸不断减小使承载能力降低, 另一方面由于加工硬化使变形抗力提高,又提高 了材料的承载能力。在变形的初始阶段,硬化的 作用是主要的,因此材料上某处的承载能力,在 变形中得到加强。板料的硬化是随变形程度的增 加而逐渐减弱,到一定时刻,最弱断面的承载能 力不再得到提高,于是变形开始集中在这一局部 地区地行,不能转移出去、发展成为缩颈,直至 拉断。
板料的冲压成形性能与成形极限

§6.1 概述
成形极限图(FLD)就是由不同应变路径下的局部极限 应变构成的曲线或条带形区域,它全面反映了板料在单向和 双向拉应作用下抵抗颈缩或破裂的能力,经常被用来分析解 决成形时的破裂问题。
§6.1 概述
全面地讲,板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性 (fitability)和定形性(shape fixability),故影响因素很多, 如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件(变 形速度、压边力、摩擦和温度等)以及冲压设备性能和操作 水平等。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
一、各种冲压成形方法的力学特点与分类
正确的板料冲压成形工艺的分类方法,应该能够明确地 反映出每一种类型成形工艺的共性,并在此基础上提供可能 用共同的观点和方法分析、研究和解决每一类成形之艺中的 各种实际问题的条件。在各种冲压成形工艺中毛坯变形区的 应力状态和变形特点是制订工艺过程、设计模具和确定极限 变形参数的主要依据,所以只有能够充分地反映出变形毛坯 的受力与变形特点的分类方法,才可能真正具有实用的意义。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
冲压成形时,在应力状态满足屈服准则的区域将产生塑 性变形,称为塑性变形区(A区)。不同工序,随着外力作 用方式和毛坯及模具的形状、尺寸的不同,变形区所处的部 位也不相同。应力状态不满足屈服准则的区域,不会产生塑 性变形,称为非变形区。根据变形情况,非变形区又可进一 步分为已变形区(B)、待变形区(C)和不变形区(D)。有时已变 形区和不变形区还起传力的作用,可称其为传力区(B 、C)。 图所示为拉深、翻边、缩口变形过程中毛坯各区的分布。
贴模性(fittability):板料在冲压过程中取得模具形状 的能力。
定形形(shape fixability):零件脱模后保持其在模内 既得形状的能力。
板料冲压

板料的冲压成形
一、何谓冲压成形
板料冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法,板料冲压 的坯料厚度一般小于4mm,通常是在常温下进行的,所以又叫冷冲压。
二、工艺分类
分离工序: 落料、冲孔、切断 变形工序:拉深、弯曲
三、板料冲压的特点
1、操作简单,加工效率高; 2、一般不需再进行切削加工,因而节约材料,节约能源消耗; 3、加工质量高,基本不需要后序加工; 4、对工人技术要求低; 5、灵活性差。
YQ32系列四柱液压机
拉深加工产品示例
1)拉深变形过程
使坯料在凸模的作用下压入凹模, 获得空心体零件的冲压工序。
h d d
Dd h 2
拉深过程示意图
2)拉深废品 ① 拉裂(拉穿) ② 起皱
3)拉深模设计及工艺特点 ① 凸凹模的工作部分必须具有一定 的圆角; r凹=(5~10)t r凸=(0.7-1)t ② 凸凹模间隙要合理 Z =(1.1-1.2)t ③ 控制拉深系数(m)
形状零件的工序。
弯曲过程示意图
1)弯曲的变形特点 ① 变形区域主要在圆角部位; ② 外层金属受拉应力,内层金属受压应力。 2)弯曲缺陷 弯裂 回弹 a)设计补偿角 b)对工件进行退火 c)设计加强筋
3)弯曲工艺特点 ①弯曲半径 r≥rmin=(0.25-1)t ;
② 毛刺应位于内侧;
③ 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直;
3)液态模锻
原理:将液态金属直接注入模膛,施以静压力,使熔融
或半熔融态金属在压力下结晶凝固,并产生少量塑性变形。
特点:
与铸造比:无须浇注系统,节约金属;组织比压铸件细密。 与锻造比:成形压力小及能耗少2/3~~3/4;组织比一般模锻件差。
冲压成形的基本理论

硬度提升而塑性下降。 加工硬化对塑性变形旳影响: ❖ 不利旳一面——使所需旳变形力增长,而且限制了材料进一
步旳变形。 ❖ 有利旳一面——板料硬化能够减小过大旳局部变形,使变形
趋于均匀,从而增大成形极限,同步也提升了材料旳强度。
19
一临界值(与应力状态无关)时,材料就开始屈服。经过单向
拉伸试验可得出,此临界值等于材料旳屈服极限
。
s
等效应力:
2 2
(1 2 )2 2 3 2 3 12
则密塞斯塑性条件可体现为:
( 1
2 )2
2
3 2
3
1 2
2
2 s
9
1.1 塑性变形与应力应变 经过计算可知,两个条件之间差别很小。若把上式进行简化,
设 1 2, 则 3最大剪应力理论可表达为:
max (1 3 ) 2 s 2
或
1 3 s
这一理论形式简朴,与试验成果基本相符,用于分析板料成形问 题有足够旳精度。但其忽视了中间应力旳作用,所以不够完善。
8
1.1 塑性变形与应力应变
2. 密塞斯塑性条件
密塞斯提出:任意应力状态下,当某点旳等效应力 到达某
屈雷斯卡(H.Tresca) 塑性条件(最大剪应力理论) 密塞斯(von Mises) 塑性条件
7
1.1 塑性变形与应力应变
1. 屈雷斯卡塑性条件(最大剪应力理论) 屈雷斯卡提出:任意应力状态下,只要最大剪应力到达某临界值 (与应力状态无关)后,材料就开始屈服。经过单向拉伸试验可 得出,此临界值等于材料屈服极限旳二分之一。
24
1.2 加工硬化与硬化曲线
② S 硬 化直线 用真实应力与真实应变建立坐标系,硬化曲线上缩颈点处旳切线 斜率为 Sb。
板料冲压

冲模在工作过程中必然有磨损,落料件尺寸会 随凹模刃口的磨损而增大,而冲孔件尺寸则随凸模 的磨损而减小。为了保证零件的尺寸要求,并提高 模具的使用寿命:
落料时凹模刃口的尺寸应靠近落料件公差范围 内的最小尺寸;冲孔时,选取凸模刃口的尺寸靠近 孔的公差范围内的最大尺寸。
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
外缘修整模的凸凹模间隙,单边取0.001~0.01 mm。也可以采用负间隙修整,即凸模刃口尺寸大 于凹模刃口尺寸的修整工艺。
三、切断
切断是指用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进 行分离的工序。
剪刃安装在剪床上,把大板料剪切成一定宽度 的条料,供下一步冲压工序用。而冲模是安装在冲 床上,用以制取形状简单、精度要求不高的平板件。
特征与材料(板料材料)塑性的关系:
断面质量受冲裁条件的不同而不同,如: 刃口间隙,刃口形状,锋利程度,冲裁力、 润滑条件,板料质量(表面质量),板料种 类(性能)。
冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带, 尺量减少断裂带区域的宽度。
材料塑性愈好,光亮带愈大,断裂带愈 小,同时,圆角毛刺亦增大。
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
当单边间隙Z增大到材料厚度的15%-20%时, 卸料力为0。
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
冲裁间隙对冲压的影响 D、间隙对模具寿命的影响
由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在, 间隙小,磨擦大,模具寿命短。冲裁过程中,凸模 与被冲孔之闻,凹模与落料件之阀均有摩擦,而且闻 隙越小,摩擦越严重。所以过小的间隙对模具寿命 极为不利,而较大的间隙可使凸模与凹模的侧面与 材料间的摩擦减小,井能减缓间隙不均匀的影响,从 而提高模具的寿命。
第八章板料冲压

δδδFra bibliotek磷青铜
0.01~0.04
(0.08~0.12) δ
(0.11~0.14) (0.14~0.17) (0.18~0.20)
δ
δ
δ
铝及铝合金 (软)
0.01~0.03
(0.08~0.12) (0.11~0.12) (0.11~0.12) (0.11~0.12)
δ
δ
δ
δ
铝及铝合金 (硬)
0.01~0.03
拉深力的大小主要与材料性能、零件和毛坯尺寸、凹 模圆角半径及润滑条件等有关,生产中经常采用以下经验公式 进行计算:
第一次拉深力:F1=πd1δσbK1 第二次及以后各次拉深力:Fi=πdiδσbK2 (i=2, 3,…,n)
式中 σb——材料的抗拉强度(MPa); Fi——第i次拉深力;
K1、K2——系数,可查表8.4、8.5。
材料种类 软铜黄铜
表8.1 冲裁模合理的间隙值(双边)
板 厚δ/mm
1.4~0.4
0.4~1.2
1.2~2.5
2.5~4
4~6
0.01~0.02
(0.07~0.10) δ
(0.09~0.12) (0.12~0.14) (0.15~0.18)
δ
δ
δ
硬铜
0.01~0.05
(0.10~0.17) δ
(0.18~0.25) (0.25~0.27) (0.27~0.29)
优点:推件力与卸料力减小,甚至为 零,材料对凸、凹模的摩擦作用大大 减弱,所以模具寿命较长。
应用:对于批量较大而公差又无特殊 要求的冲裁件,可适当采用“大间隙” 冲裁。
(3)间隙合理
当间隙合理时,冲裁力、卸 料力和推件力适中,模具有足够 长的寿命。这时光亮带占板厚的 l/2~l/3,圆角带、断裂带和 锥度均很小。零件的尺寸几乎与 模具一 致,完全可以满足使用 要求。 合理的间隙值可查表选取.对冲 裁件品质要求较高时,可将表中 数据减小l/3。
板材冲压成形的基本知识课件

板材冲压成形的应用领域
汽车制造
家用电器
建筑行业
其他领域
汽车车身覆盖件、零部 件等。
外壳、内部结构件等。
金属板材门窗、幕墙等 。
金属包装容器、金属艺 术品等。
板材冲压成形的基本原理
01
02
03
塑性变形
板材在压力作用下发生塑 性变形,从而获得所需形 状和尺寸。
板材的力学性能与厚度
力学性能
指板材在受力时的表现,如强度、硬度、韧性等。这些性能对冲压成形的效果有直接影 响。
厚度
板材的厚度会影响其成形性能和刚性。较厚的板材在冲压时不易发生变形,而较薄的板 材则容易产生较大的变形。
04
板材冲压成形的缺陷与质量控制
起皱与破裂
起皱
在板材冲压过程中,由于材料的流动应 力、切向压应力或切向应变率等因素影 响,板料在弯曲变形区出现多余的金属 材料聚集,形成皱纹的现象。
模具设计
模具是实现板材冲压成形 的重要工具,其设计直接 影响产品的质量和生产效 率。
材料性能
材料的塑性、强度、韧性 等性能对冲压成形效果有 重要影响。
02
板材冲压成形的工艺流程
原材料准备
原材料选择
根据产品要求选择合适的板材,如不锈钢、碳钢板、铝板等 。
板材的剪裁与切割
将大块板材剪裁成适合冲压的小块,并进行必要的切割。
VS
破裂
在板材冲压过程中,由于材料的抗拉强度 不足或变形量过大,导致板料出现裂纹或 断裂的现象。
回弹与畸变
回弹
在板材冲压过程中,板料弯曲变形后,当外 力去除时,由于弹性变形恢复,弯曲角度会 发生变化的现象。
板料冲压成形性能及冲压材料

板料冲压成形性能及冲压材料板料的冲压成形性能板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。
具体地说,就是指能否用简便地工艺方法,高效率地用坯料生产出优质冲压件。
冲压成形性能是个综合性的概念,它涉及到的因素很多,其中有两个主要方面:一方面是成形极限,希望尽可能减少成形工序;另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。
下面分别讨论。
(一)成形极限在冲压成形中,材料的最大变形极限称为成形极限。
对不同的成形工序,成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。
例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。
这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到,也可通过实验求得。
依据什么来确定极限变形系数呢?这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。
冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区(例如胀形),也可以通过非变形区,包括已变形区(例如拉深)和待变形区(例如缩口、扩口等),将变形力传给变形区。
因此,影响成形过程正常进行的因素,可能发生在变形区,也可能发生在非变形区。
归纳起来,大致有下述几种情况:1.属于变形区的问题伸长类变形一般是因为拉应力过大,材料过度变薄,局部失稳而产生断裂,如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。
压缩类变形一般是因为压应力过大,超过了板材的临界应力,使板材丧失稳定性而产生起皱,如缩口、无压边圈拉深等的起皱。
2.属于非变形区的问题传力区承载能力不够:非变形区作为传力区时,往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。
也分为两种情况:1)拉裂或过度变薄;例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区,若变形力超过已变形区的抗拉能力,就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。
2)失稳或塑性镦粗:例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区,若变形力超过了管坯的承载能力,待变形区就会因失稳而压屈,或者发生塑性镦粗变形。
非传力区在内应力作用下破坏:非变形区不是传力区时,由于变形过程中金属流动的不均匀性,也可能产生过大的内应力而使之破坏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
板料冲压成形性能
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力,那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序,有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起,可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的,因为好人用不着它们,而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯