冲压工艺及模具设计一
冲压工艺与模具设计试题一及答案

冲压工艺与模具设计试题一及答案一、名词解释。
(每题3分,,共15分)1.冷冲压2.落料3.排样4.弯曲5.压力中心二、是非题。
(正确的在括号内画√,错的画×,每题2分,,共20分)1. 使冲压件与板料沿着要求的轮廓线相互分离的工序为变形工序。
()2. 冲裁间隙一般指凸、凹模刃口尺寸的差值。
()3. 生产实践证明:由于凸、凹模之间存在间隙,使落下的料或冲出的孔都带有锥度,落料件的大端尺寸等于或接近于凹模刃口尺寸。
()4. 冲裁件的压力中心一般位于零件的几何中心。
()5. 在模具设计与制造中,通常孔的精度比轴的精度高1个级别。
()6. 圆形或形状简单的冲裁件,模具通常采用配合加工方法制造。
()7. 在测量与使用中,落料件是以大端尺寸为基准,冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
()8. 在模具材料选取上通常凸模较凹模材料要硬一些。
()9. 垫板的主要作用就是为了调节模具的闭合高度。
()10. 冲裁凸、凹模刃口的圆角半径通常取值较小。
()三、填空题。
(每空1分,共30分)1. 冲裁端面一般分为、、、四个部分。
2. 凸、凹模刃口尺寸的制造公差,主要取决于冲裁件的和。
3. 冲压加工可分为和两大类。
4. 冲裁时板料的变形过程可分为、和三个阶段。
5 .连续模又称、。
6. 冲裁时,凸模和凹模要与制件或废料发生摩擦,凸模越磨越,凹模越磨越,结果使越来越大。
7. 根据材料的经济利用程度,排样方法可分为、和三种。
8. 凹模外形一般有和两种。
9. 冲裁时凸、凹模刃口尺寸计算通常有和两种方法。
10. 窄板弯曲后横截面呈_______形状。
窄板弯曲时的应变状态是_________的,而应力状态是___________。
11. 当弯曲件几何形状不对称时,为了避免压弯时坯料偏移,应尽量______________的工艺。
12. 在弯曲变形区内,内层纤维切向受______________应变,外层纤维切向受______________应变,而中性层______________。
冲压工艺及模具设计

冲压工艺及模具设计一、冲压工艺冲压工艺是指利用压力使金属板材在模具的作用下发生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的工艺。
冲压工艺的主要步骤包括:设计制作模具、准备材料、冲压加工及后续处理。
1.模具的设计制作:冲压工艺的关键在于模具的设计和制作。
模具由上下模具组成,上模具固定在机床上,下模具固定在滑块上。
上下模具之间有一定的空隙,当滑块向下运动时,上下模具会夹紧工件,使之发生塑性变形。
2.材料的准备:在进行冲压加工前,需要将金属板材裁剪成适当大小,并将其清洗干净,以去除杂质和油污。
3.冲压加工:冲压加工是将金属板材放置在模具中,通过机械设备施加压力,使金属板材发生塑性变形,最终获得所需形状和尺寸的工件。
4.后续处理:冲压工艺完成后,还需要进行一些后续处理,如清洗、抛光、喷涂等,以提高工件的表面光洁度和装饰性。
二、模具设计模具设计是冲压工艺中的重要环节,好的模具设计可以提高冲压加工的效率和质量。
模具设计的主要考虑因素包括:工件的形状和尺寸、材料的性质、冲压工艺的要求等。
1.模具结构设计:模具结构设计是模具设计的基础,主要包括上模具和下模具的结构设计。
上模具一般由模板、定位销、导向套等组成,下模具一般由模座、模块、导向柱等组成。
2.模具材料选择:模具的材料选择直接影响到模具的使用寿命和加工质量。
一般情况下,模具材料应具有高硬度、高强度、良好的热导性和耐磨性等特性。
3.模具零件设计:模具零件的设计应考虑到工件的形状和尺寸,以及冲压工艺的要求。
模具零件的设计应尽量简化,减少加工难度,提高生产效率。
4.模具配合设计:模具零件之间的配合关系直接影响到模具的精度和稳定性。
模具配合设计应确保零件的定位准确、运动平稳,并充分考虑到热膨胀等因素。
综上所述,冲压工艺及模具设计是一项复杂的工程,它涉及到材料、结构、流程等多个方面。
通过合理的冲压工艺和精心的模具设计,可以实现高效、高质量的冲压加工,为生产制造提供有力支持。
冲压工艺及模具设计

冲压工艺及模具设计冲压工艺及模具设计是现代工业制造中常用的一种技术,它通过将金属板材或者其他形状的金属件置于模具中,然后通过冲压机的动作使得金属材料发生塑性变形以得到所需的形状和尺寸。
冲压工艺及模具设计是一门综合性强的工艺技术,以下将介绍其包括冲压工艺流程、模具设计原则、模具结构设计、模具构件选用等相关内容。
一、冲压工艺流程冲压工艺分为单道冲压和多道冲压两种。
单道冲压是指在一个冲压过程中完成产品的全体造型,多道冲压是指通过多次冲压工艺来完成产品的全体造型。
下面将以多道冲压为例介绍冲压工艺流程。
1.材料准备:选择合适的板材材料,进行剪切、铺料等准备工作。
2.模具设计:根据产品的形状和尺寸要求,设计合适的冲压模具。
3.上料:将材料板厚按照模具规格要求剪切成对应尺寸,然后放置在模具上。
4.开模:通过冲压机的动作,使得模具上的凸模与凹模对压,使材料发生塑性变形。
5.去杂及模具保养:在冲压过程中会产生一些杂质,需要及时清理,并对模具进行保养和维护。
二、模具设计原则模具设计是冲压工艺的核心环节,它直接影响着产品的质量和成本。
在进行模具设计时,需要遵循以下原则:1.合理性原则:模具结构要合理,能够满足产品的形状和尺寸要求,并且易于加工和调整。
2.稳定性原则:模具要具有足够的刚性和稳定性,能够承受冲压机的冲击力和振动。
3.高效原则:模具设计要考虑工作效率,设计出能够实现快速冲压的模具结构。
4.经济原则:模具的设计和制造成本要较低,以降低产品的制造成本。
三、模具结构设计模具的结构设计是模具设计的重要环节,它包括模具的整体结构、分段结构、导向结构等。
下面将介绍常用的模具结构设计方法:1.整体结构设计:将模具设计为一个整体结构,具有较好的刚性和稳定性。
2.分段结构设计:根据产品的形状和尺寸要求,将模具分为多个部分,通过连接件进行连接。
3.导向结构设计:模具需要具有良好的导向性,避免材料在冲压过程中发生歪斜和偏移。
4.其他辅助结构设计:模具还需要考虑各种辅助结构,如剪断边缘结构、定位结构、脱模结构等。
《冲压工艺与模具设计》课程标准

《冲压工艺与模具设计》课程标准一、课程定位《冲压工艺与模具设计》是模具设计与制造专业的一门必修课程,也是专业核心课程之一。
通过该课程的学习使学生掌握冲压模具设计与制造的基本知识与基本技能,掌握冲压模具设计与制造的基本程序与方法,提高学生的实践动手能力和解决实际问题能力,实现理论与实践的紧密结合。
课程的学习采取工学结合,教、学、做一体化形式进行。
二、课程目标通过《冲压工艺与模具设计》课程的学习,使学生较系统地掌握各类冲压模具的设计基本原理和实际操作应用。
获得基本的理论基础知识、方法和必要的应用技能;认识到这类模具的实用价值,增强应用意识;逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力,为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础;同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。
具体目标:1.知识目标(1)能较好的掌握各类冲压工序(包括冲孔、落料、拉深、弯曲等)的基本概念和基础知识;(2)能较好的掌握各类冲压模具的功用、组成、工作原理和应用;(3)具有阅读并分析典型冲压模具组成、工作原理及特点的能力;(4)具有初步的对各类冲压模具的调试和排故能力。
2.能力目标(1)自主学习的能力;(2)通过网络、期刊、专业书籍、技术手册等获得信息能力,收集资料的能力;(3)解决问题、分析问题的能力;(4)具有制定、实施工作计划的能力;(5)具有理论知识的实际应用能力。
3.素质目标(1)能阅读冲压模具和冲压机械的相关技术文件。
(2)初步具备冲压模具安装,调试,故障维修能力。
(3)能够读懂检修方案,并掌握检修方案的制定程序及方法。
(4)根据典型冲压模具装配的训练,掌握零件装配的基本方法及技巧。
(5)持续学习,不断更新科学知识,提高技术水平。
(6)培养学生勤于思考、认真工作的良好作风。
三、课程设计1.设计思想(1)坚持以高职教育培养目标为依据,基于本课程在化机类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点,突出应用能力和综合素质培养,充分注意“教、学、做”三结合。
冲压工艺及模具设计方案

冲压工艺及模具设计方案冲压工艺是一种常用的金属成形工艺,适用于大批量生产,具有高效、精确、稳定的特点。
模具是冲压工艺的核心部件,其设计方案直接影响产品的质量和生产效率。
本文将就冲压工艺及模具设计方案进行探讨。
一、冲压工艺分析冲压工艺的核心是模具设计,其主要过程包括:材料选择、冲剪线设计、工序计算、模具设计、模具制造和装配等。
在模具设计过程中,需要考虑产品的尺寸、形状、材料及生产批量等因素。
1.材料选择:根据产品的要求,选择适宜的材料进行冲压。
常见的材料有冷轧钢板、不锈钢板、铝板等。
材料的选择应考虑产品的应用环境、强度、耐磨性等因素。
2.冲剪线设计:冲剪线是产品的外形轮廓线,在模具设计中,需要绘制出产品的冲剪线。
冲剪线的设计应合理,保证产品的精度和质量。
3.工序计算:根据产品的结构和尺寸,进行工序计算。
工序计算主要包括模具开数、冲头设计、压力计算等。
通过合理的工序计算,可以提高生产效率和降低生产成本。
4.模具设计:模具设计是冲压工艺的核心。
在模具设计中,需要考虑产品的形状、尺寸、材料、模具材料、模具开数、冲头设计等因素。
模具设计应以满足产品要求为主要目标,同时考虑制造成本和交货周期。
5.模具制造和装配:根据模具设计方案进行模具制造和装配。
模具的制造应严格按照模具设计要求进行,保证模具的精度和质量。
模具装配时,需要注意各组件之间的配合和调试,确保模具能够正常运行。
在模具设计方案中,需要考虑以下几个方面:1.产品的形状和尺寸:根据产品的形状和尺寸,确定模具的结构和尺寸。
模具的结构应简单、合理,并能够满足产品的要求。
2.模具材料:模具的材料应具有良好的切削性能、硬度和耐磨性。
常见的模具材料有合金工具钢、硬质合金等。
模具的材料选择应根据产品的要求和生产批量来确定。
3.模具开数:模具开数是指一次生产中所需要的模具的数量。
模具开数的选择应根据产品的生产批量和生产效率来确定。
开数过多不利于模具制造和管理,开数过少会降低生产效率。
冲压工艺及模具设计试题1答案

填空题1.冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其变形或分离,从而获得冲件的一种压力加工方法。
2.冲压加工获得的零件一般无需进行(机械)加工,因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无(废料)的加工方法.3.性变形的物体体积保持不变,其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。
4.材料的冲压成形性能包括(形状冻结性)和(贴模性)两部分内容.5、材料的应力状态中,压应力的成分(愈大),拉应力的成分(愈小),愈有利于材料塑性的发挥。
6、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(提高),硬度也(提高),塑性指标(降低),这种现象称为加工硬化。
7、件的切断面由(圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺区)四个部分组成。
8、裁变形过程大致可分为(弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段)的三个阶段.10、在设计模具时,对尺寸精度、断面垂直度要求高的工件,应选用(较小)的间隙值;对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的工件,以提高模具寿命为主,应选用(较大)的间隙值。
11、孔时,因工件的小端尺寸与凸模尺寸一致,应先确定凸模尺寸,即以凸模尺寸为基础,为保证凸模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件,故从孔凸模基本尺寸应取(在制件的最大极限尺寸附近),而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸(加上最小初始双面间隙)。
12、凸、凹模分别加工的优点是凸、凹模具有(互换性),制造周期(短),便于(维修)。
其缺点是(制造公差)小,凸、凹模的制造公差应符合(δp+δd≤△Z)的条件.13、搭边是一种(工艺)废料,但它可以补偿(定位)误差和(板料宽度)误差,确保制件合格;搭边还可(提高条料的刚性),提高生产率;此外还可避免冲裁时条料边缘的毛刺被(拉入模具间隙),从而提高模具寿命。
14、为了实现小设备冲裁大工件或使冲裁过程平稳以减少压力机的震动,常用(阶梯凸模冲裁)法、(斜刃冲裁)和(加热冲裁)法来降低冲裁力。
15、导料销导正定位多用于(单工序模)和(复合模)中,而导正销通常与(侧刃),也可与(挡料销)配合使用.16、为了提高弯曲极限变形程度,对于侧面毛刺大的工件,应(先去除毛刺);当毛刺较小时,也可以使有毛刺的一面处于(弯曲件的内侧),以免产生应力集中而开裂。
冲压工艺与模具设计

冲压工艺与模具设计冲压工艺是一种通过对金属板材进行压制或冲剪,以改变其形状和尺寸的制造工艺。
在冲压过程中,需要使用模具来对金属板材施加确定的压力,使其发生塑性变形。
模具设计是冲压工艺的关键环节,合理的模具设计可以保证冲压过程的精度和效率。
一、金属材料的选择冲压工艺中常用的金属材料有钢板、铝板、铜板等。
不同金属材料的机械性能和加工性能不同,选择合适的金属材料对冲压工艺的成功至关重要。
二、冲压工艺的确定冲压工艺主要包括件的外形确定、孔位置的布置、切缘的设计等。
通过工艺确定,可以确定冲压工序的顺序、模具的需求以及操作要求。
三、模具设计要点1.模具结构的设计:模具结构设计要满足零件的加工要求,并在生产中方便拆卸、更换。
2.模具材料的选择:模具材料需要具有较高的硬度、强度和耐磨性,常用的模具材料有合金工具钢、硬质合金等。
3.模具配套设备的选择:根据冲压工艺的要求,选择合适的配套设备,如冲压机等。
4.压力分布的设计:模具在冲压过程中需要对板材施加一定的压力,合理的压力分布可以避免产生变形和裂纹。
5.模具的预紧力设计:预紧力是指模具在冲压过程中需承受的力量,需要合理设置预紧力以保证冲压过程的稳定性和精度。
6.附件的设计:模具附件是模具的辅助部件,如导向柱、定位销等,合理的设计可以提高模具的使用寿命和加工效率。
7.考虑模具的便于制造性和可维护性:在模具设计中,需要考虑到模具的制造难度和维护难度,合理的设计可以降低成本和提高效率。
总之,冲压工艺与模具设计是密不可分的,合理的模具设计可以保证冲压过程的精度和效率,最终提高产品的质量和生产效益。
在进行冲压工艺与模具设计时,需要考虑金属材料的选择、工艺的确定以及模具结构、材料等方面的要点。
只有全面考虑这些因素,才能设计出合理、高效的模具,实现优质的冲压加工。
冲压工艺及模具设计

常见的产品质量、工艺及模具方面的技术问题; (5)能合理选择冲压设备和设计自动送料和自动
出件装置 (6)了解冲压新工艺,新模具及其发展动向。
课程导论
学习方法:
由于冲压工艺及模具设计是一门实践性很强的课程 以金属材料及热处理、金属塑性成型原理等工程技
课程导论
模具的功能
实现零部件大批量生产的工艺装备
模具的实质
使原材料按照一定的工艺原理、动作成形为 所需要的工件,重点在实现某种动作的机构
学习模具应该具备的知识 本课程的内容及要达到的目的
冲压工艺及模具结构知识
课程导论
课程要求:
(1)掌握冲压成形的基本原理; (2)掌握冲压工艺过程设计和冲模设计的基本方法; (3)具有设计中等复杂程度冲压件的工艺过程和冲
术基础学科为基础,与冲压设备、模具制造工艺学 密切相关,因此在学习时注意理论联系实际,认真 参加实验、实习、设计等教学过程,注意综合运用 基础学科和相关学科的基本知识。
教材及参考书
高等教育十二五规 划教材:
1、翁其金,徐新 成,冲压工艺及冲 模设计,机械工业 出版社,2012年4 月第2版。
教材及参考书
教材及参考书
参考手册 4. 杨占尧. 最新模具
标 准 应 用 手 册 [M]: 机械工业出版社, 2011.
冲压工艺与原理概述
冲压工艺与原理概述
一、冲压工序的分类
1.根据工艺性质分 : 分离工序、塑性变形工序 2.根据工序组合程度分:单工序、复合工序、连续工序
➢ 分离工序:指坯料在模具刃口作用下,沿一定的轮廓线分离而获得冲 件的加工方法。
冲压工艺及模具设计
材料科学与工程学院 张春
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第一章概述内容简介:本章讲述冲压冲压模具设计的基础知识。
涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类;常见冲压设备及工作原理、选用原则;冲压成形基本原理和规律;冲压成形性能及常见冲压材料;模具材料种类;模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。
章节内容:1.1冲压的定义1.2冲压工序分类1.3冲压工艺的特点及其应用1.4冲压变形的理论基础1.5冲压用板料1.6冲压设备简介学习目的与要求:1.掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类;2.认识常见冲压设备,掌握选用原则;3.了解屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、等冲压成形基本规律;4.了解冲压成形性能与机械性能关系;5.认识模具制造特点,掌握模具零件加工方法。
重点内容:冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常用模具零件加工方法及应用。
难点内容:冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系。
主要参考书:[1] 王同海.实用冲压设计技术.北京:机械工业出版社,2000[2] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海:上海科学技术出版社,2000复习思考题:<参考答案下载>1-1什么是冲压加工?1-2 冲压加工又何特点?1-3冲压加工又哪几种类型?1-4什么是分离工序?1-5 什么是塑性变形工序?1-6 我国冲压技术的发展方向是怎么样的?1-7 常用的冲压设备有哪几种?1-8 通用曲柄压力机的工作原理是怎么样的?1-9 选用冲压设备的基本原则是什么?1-10怎样根据冲压工艺来选择压力机的种类?1-11怎样选择压力机规格大小?1-12如何正确使用压力机?1-13使用时如何正确地调整压力机?1-14冲压材料常用的备料设备有哪些?1-15剪板机由哪几部分组成?1-16如何正确使用剪板机?例题与解答:[1]冲压塑性变形辅助分析[2]拉深变形中的变形趋向:注意变形过程、变形区与传力区、变形缺陷电子教材1.1 冲压的定义冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力(或拉力),使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的加工方法。
冲压加工的对象一般为金属板料(或带料)、薄壁管、薄型材等,板厚方向的变形一般不侧重考虑,因此也称为板料冲压,且通常是在室温状态下进行(不用加热,显然处于再结晶温度以下),故也称为冷冲压。
锻造和冲压合称为锻压,锻造加工的对象一般为金属棒料(或锭料),必须考虑长、宽、高3个方向的变形,且通常是在再结晶温度以上进行,故常称为热锻。
基于通常要施加一定的压力才能完成加工的共性,锻造、冲压与轧制、挤压、拉拨等总称为金属压力加工;金属压力加工迫使加工对象发生塑性变形,既改变了尺寸、形状,又改善了性能,故还称为塑性加工。
轧制、拉拨、挤压等方法是将钢锭加工成棒料、板料、管材、线材等制品,但通常不制成零件,称为一次塑性加工;锻压加工则是在一次塑性加工的基础上,将棒料、板料、管材、线材等制成具有特定用途的制件(或零件),可称为二次塑性加工。
20世纪后期又流行将塑性加工称为塑性成形。
冲模、冲压设备和板料是构成冲压加工的3个基本要素。
所谓冲模就是加压将金属或非金属板料或型材分离、成形或接合而得到制件的工艺装备。
没有设计和制造水平均很先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
动画:课程相关的知识点(说明该课程主要知识点与相关课程的关系)1.2 冲压工序的分类生产中为满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量大小、原材料性能的要求,冲压加工的方法是多种多样的。
但是,概括起来可以分为分离工序与成形工序两大类。
分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等,目的是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离,表0.2.1所示。
成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩口等,目的是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形,并转化成所要求制件形状,见表0.2.2。
表0.2.3是立体塑性成形工序立体冲压。
表0.2.3立体冲压动画:典型冲压零件(说明本课程工艺产品)1.3 冲压工艺的特点与应用冲压生产靠模具和压力机完成加工过程,与其它加工方法相比,在技术和经济方面有如下特点:(1)冲压件的尺寸精度由模具来保证,具有一模一样的特征,所以质量稳定,互换性好。
(2)由于利用模具加工,所以可获得其它加工方法所不能或难以制造的,壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。
(3)冲压加工一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样,大量切削金属,所以它不但节能,而且节约金属(4)对于普通压力机每分钟可生产几十件,而高速压力机每分钟可生产几百上千件。
所以它是一种高效率的加工方法。
由于冲压工艺具有上述突出的特点,因此在国民经济各个领域广泛应用。
例如,航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器及轻工等产业都有冲压加工。
不但产业界广泛用到它,而且每一个人每天都直接与冲压产品发生联系。
冲压可制造钟表及仪器中的小型精密零件,也可制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。
冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。
冲压也存在一些缺点,主要表现在冲压加工时的噪声、振动两种公害。
这些问题并不完全是冲压工艺及模具本身带来的,而主要是由于传统的冲压设备落后所造成的。
随着科学技术的进步,这两种公害一定会得到解决。
1.4 变形基础1.4冲压变形的理论基础1.4.1金属塑性变形的概念塑性:指金属在外力的作用下,能稳定的发挥塑性变形而不破坏其完整性的能力。
塑性指标:常用的塑性指标如下变形抗力: 引起塑性变形的单位变形力。
(金属产生塑性变形的力为变形力,金属抵抗变形的力称为变形抗力)。
变形抗力指标:通常以真实应力作为变形抗力的指标。
2、影响金属塑性和变形抗力的因素1.4.2影响塑性及变形抗力的主要因素内因 :化学成分的影响;组织结构的影响外因:变形温度 ;变形速度 ;应力、应变状态;尺寸因素(1)金属组织:晶格类型、杂质、晶粒大小、形状及晶界强度。
如纯铁比碳钢的塑性好、变形抗力低。
(2)变形温度大多数金属,总的趋势是:温度升高,塑性增加,变形抗力下降。
加热的作用:提高塑性、降低变形抗力、提高工件的成形准确度。
冷却的作用:局部冷却,提高板料危险断面的强度。
对于碳钢而言,存在几处特殊情况:冷脆区(或蓝脆区):200℃~400 ℃,变形抗力增加,塑性降低。
夹杂物以沉淀的形式在晶界、滑移面析出,产生沉淀硬化热脆区: 800℃~950 ℃,FeS 不溶于固体铁,在晶界形成低熔点的共晶体。
高温脆区: 1250 ℃以上,过热,过烧。
在选择变形温度时,碳钢应避开冷脆区和热脆区(3)变形速率:定义: 单位时间内应变的变化量。
%100%100%100000000⨯-=⨯-=⨯-=H H H A A A L L L K c K K εψδ镦粗率:断面收缩率:伸长率:变形速率对金属塑性和变形抗力的影响比较复杂,需同时考虑其它因素的影响。
可参考如下四条经验:(1)对于小零件的冲压工序,不考虑速度的影响;(2)对于大型复杂零件的成型,宜用低速;(3)对于加热成形工序,宜用低速;(4)应力、应变状态应力状态:静水压力越大,金属表现的塑性越好。
应变状态:压应变的成分越多,拉应变的成分越少,越有利于材料塑性的发挥因此,压应力个数多、拉应力个数少,金属的塑性好。
(5)尺寸因素其他条件相同时,尺寸越大,塑性越差。
1.4.3金属塑性变形的力学条件1.4.3.1 金属材料硬化规律(真实应力—应变曲线)1. 弹塑性变形共存规律材料在塑性变形的同时也会有弹性变形存在。
用最简单的拉伸试验就可以说明这种弹塑性变形的共存现象。
低碳钢试样在单向拉伸时的拉伸试验曲线图(或条件应力-应变曲线)如图1.4.3.1所示。
图1.4.3.1 拉伸曲线图(条件应力-应变曲线)图中,OA为弹性变形阶段,A点为屈服点,σs为屈服强度,ABG为均匀塑性变形阶段,G点处载荷最大,G点的σb为抗拉强度。
同时G点也是失稳点,从G点开始,材料出现缩颈。
GK为不均匀变形阶段,K点为断裂点。
由拉伸图可知,在弹性变形阶段OA,外力与变形成正比关系,如果在这一阶段卸载,则外力与变形将按原路退回原点,不产生任何永久变形。
若到达A点以后仍继续拉伸,则材料进入均匀塑性变形阶段。
如果在这一阶段的B点卸载,那么外力与变形并不按原路OAB退回到原点,而是沿与OA平行的直线BC退回到C 点,这时试样的绝对伸长量由加载到B 点时的Δl b 减小到卸载结束时的Δl c ,Δl b 与Δl c 之差即为弹性变形量,而Δlc 为加载到B 点时的塑性变形量。
由此可见,在材料进入塑性变形阶段后,同时存在着弹性变形和塑性变形,这就是弹塑性变形共存规律。
很显然,在外力去除后,弹性变形得以恢复,塑性变形得以保留。
冲压时,由于弹性变形的存在,使得分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具的形状和尺寸不尽相同,这种现象称为回弹,是影响冲压件精度的重要原因之一。
2 真实应力、真实应变概念(1) 真实应力应力是指单位面积上的内力。
单向拉伸试验过程中,试件横截面上的拉应力有两种计算方法:1)不考虑横截面积的变化(F0—试样初始截面积)求得的σ0称为条件应力。
其条件就是只有当变形不大时才能用这种方法近似计算。
2)考虑横截面积的变化材料拉伸试验属于大变形,拉伸过程中,试件横截面会明显缩小,如仍按F0计算就会出现明显的误差,必须按每瞬间的实际横截面积F 来计算应力 ,这样求得的σ称为真实应力。
材料刚开始屈服时的应力称为初始屈服应力。
随着塑性变形量的增多,材料会逐渐发生硬化,屈服应力会逐渐增高。
习惯上常将用真实应力表示的每一瞬间的实际屈服应力直接称为该瞬间的“真实应力”,它反映了材料的塑性变形抗力。
(2) 真实应变在拉伸试验时,试样的轴向应变常以试样的相对伸长(或条件应变)δ表示:00F P =σFP =σ0010l l l l l -=∆=δ式中,l 0—试样原始标距长度;l 1—拉伸后标距的长度。
由于δ不能真实地反映试样大变形过程中的瞬时变形及变形的积累过程,于是又引入真实应变的概念。
拉伸过程中,某瞬时的真实应变(即应变增量)为式中,l —试样的瞬时长度;d l —瞬时的长度改变量。
当试样从l0拉伸至l1时,总的真实应变为真实应变在正确反映瞬态变形的基础上,真实地反映了塑性变形的积累过程,因而得到广泛的应用。
由于它具有对数形式,因此亦称为对数应变。
在均匀拉伸阶段,真实应变和相对伸长存在以下关系:在变形较小时,可用δ近似表示应变值,但变形较大时,则必须采用真实应变ε。
1.4.3.3 屈服条件当物体中某点处于单向应力状态时,只要该向应力达到材料的屈服应力值,该点就开始屈服,由弹性状态进入塑性状态。
但对于复杂应力状态,就不能仅仅根据某个应力分量来判断一点是否已经屈服,而要同时考虑其他应力分量的作用。