第6章 塑性成形技术
装备制造业之塑性成形技术
装备制造业之塑性成形技术装备制造业是国民经济中的重要支柱产业之一，其发展与创新对于国家经济以及军事安全具有重要的战略意义。
而塑性成形技术是装备制造行业中的一项重要成果，在提高装备品质、降低生产成本以及提升市场竞争力等方面发挥着至关重要的作用。
塑性成形技术是指将金属等材料通过加热并施加一定的压力使其发生塑性变形，从而获得所需要的产品形状的一种制造技术。
塑性成形技术包括很多种形式，比如挤压、拉伸、冲压、滚压、压铸等，不同的成形方式可以适用于不同材料的制造，同时也会对产品的性能产生不同的影响。
塑性成形技术的应用范围非常广泛，可以在航空、汽车、机械、能源、建筑等多个领域中得到应用。
比如在航空航天领域中，许多零部件使用的铝合金、钛合金等材料就是通过塑性成形技术加工而成。
在汽车制造中，钣金冲压技术、汽车车轮轧辊技术等都是塑性成形技术的应用，让汽车生产更快、更便宜、更环保。
在机械制造领域中，CNC数控机床等设备也是利用塑性成形技术来制造的。
塑性成形技术的好处是显而易见的。
首先，采用塑性成形技术可以大幅度降低材料的浪费，保证物料的利用率。
其次，成形的过程中可以大大提高材料的强度、硬度和韧性等性能，使其具有更优异的物理性能。
最后，采用塑性成形技术可以大幅度节省制造成本，提高制造效率，节约人力资源。
然而，塑性成形技术也有其自身的难点和挑战。
首先，在材料的选择、加工方法的确定、生产设备的运行等方面都需要高度的技巧和经验。
其次，在实际应用中还需要充分考虑诸如材料的质量稳定性、生产成本等问题。
因此，塑性成形技术的应用需要专业技术人员在其运用前对其加工原理、机械构造和效果等进行充分的研究和了解。
总之，塑性成形技术在装备制造行业中占据着重要的位置。
它不仅可以使装备产品的品质得到大幅提升，而且还能够提高生产效率、降低生产成本、实现资源的实际应用。
在这个全球化的时代，如何不断创新、精益求精，才能在激烈的国际市场中占据一席之地。
塑性成形技术不仅是一种装备制造技术，更是一种精神和实践。
wwei材料成形技术(塑性)1
二、金属塑性成形的基本生产方式 1、轧制：金属毛坯在两个轧辊之间受压变形而形成各 种产品的成形工艺，图6-1。 2、挤压：金属毛坯在挤压模内受压被挤出模孔而变形 的成形工艺，图6-3。 3、拉拔：将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形的成形 工艺，图6-5。 4、自由锻：金属毛坯在上下砥铁间受冲击或压力而变 形的成形工艺，图6-7（a）。 5、模锻：金属坯料在既有一定形状的锻模模膛内受击 力或压力而变形的成形工艺，图6-7（b） 。
塑性愈大、变形抗力愈小，材料的可锻性愈好
4、可锻性的影响因素
（1）化学成分 A、碳钢中碳和杂质元素的影响
C、H、P（冷脆）、S （热脆） B、合金元素的影响
塑性降低，变形抗力提高。
（2）内部组织
单相组织（纯金属或者固溶体）比多相组织塑性好。 细晶组织比粗晶组织好； 等轴晶比柱状晶好。 面心立方结构的可锻性最好，体心立方结构次之， 而密排六方结构可锻性最差。
冲击力和压力
锻压是锻造与冲压的总称。
★锻造：在加压设备及工（模）具作用下，使坯料、铸锭产生局 部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件 的加工方法。锻造通常是在高温（再结晶温度以上）下成形的，
因此也称为金属热变形或热锻。
★锻造特点：1、压密或焊合铸态金属组 织中的缩孔、缩松、空隙、气泡和裂纹。 2、细化晶粒和破碎夹杂物，从而获得一 定的锻造流线组织。因此，与铸态金属 相比，其性能得到了极大的改善。 3、主要用于生产各种重要的、承受重载荷的机器零件或毛坯。 如机床的主轴和齿轮、内燃机的连杆、起重机的吊钩等。 4、高温下金属表面的氧化和冷却收缩等各方面的原因，锻件精度 不高、表面质量不好，加之锻件结构工艺性的制约。
2、晶粒和分布在晶界上的非金属夹杂物ห้องสมุดไป่ตู้沿变形方向被拉长， 但是拉长的晶粒可经再结晶又变成等轴细粒状，而这些夹杂物不能 改变，就以细长线条状保留下来，形成了所谓的纤维组织。 纤维组织的化学稳定性很高，只有经过锻压才能改变其分布方向， 用热处理是不能消除或改变纤维组织形态的。 纤维组织使金属的力学性能具有明显的方向性。
金属塑性成形优秀课件
概述
塑性成形又称压力加工。它是利用金属在外力作用下产生 的塑性变形．以获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料 (如金属型材、板材、管材和线材等)、毛坯或零件的生产方法。
压力加工可生产出各种不同截面的型材(加板材、线材、 管材等)和各种机器零件的毛坯或成品(如轴、齿轮、汽车大梁、 连杆等)。
加工硬化是一种不稳定现象，具有自发地回复到稳定状 态的倾向。加工硬化的消除方法主要有回复和再结晶。
T回 = （0.25~0.3）T熔 T再 = （0.35~0.4）T熔
根据需要对冷变形金属进行回复处理与 再结晶退火，前者使冷变形金属保持力学 性能(如硬度、强度、塑性等)基本不变， 部分地消除残余应力；后者使冷变形金属 的强度、硬度显著下降，塑性和韧性显著 提高，内应力和加工硬化完全消除，金属 又恢复到冷变形之前的状态，再次获得良 好塑性。
实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。
τ
τ
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2）孪生： 晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动。
2. 多晶体的塑性变形
晶内变形
滑移 孪生
滑动 晶间变形
转动
多晶体塑性变形的实质：
晶粒内部发生滑移和孪生；同时晶 粒之间发生滑移和转动。
10
二、塑性变形后金属的组织和性能
• 金属塑性变形时，在改变其形状和尺寸 的同时，其内部组织结构以及各种性能 均发生变化。塑性变形时的温度不同， 金属变形后的组织和性能也有所不同。 因此，金属的塑性变形分为冷变形和热 变形两种。冷变形是指金属在再结晶温 度以下进行的塑性变形；热变形是指金 属在再结晶温度以上进行的塑性变形。
（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的塑性、韧性下 降，抗剪能力提高。
为了充分利用纤维组 织的性能．设计制造 零件应尽量使零件受 最大拉应力方向与纤 维方向一致．受最大 剪切应力方向与纤维 方向垂直，并使纤维 方向与零件的轮廓相 符合而不被切断。
(完整word版)塑性成形方法
第五节其它塑性成形方法随着工业的不断发展，人们对金属塑性成形加工生产提出了越来越高的要求，不仅要求生产各种毛坯,而且要求能直接生产出更多的具有较高精度与质量的成品零件.其它塑性成形方法在生产实践中也得到了迅速发展和广泛的应用，例如挤压、拉拔、辊轧、精密模锻、精密冲裁等。
一、挤压挤压：指对挤压模具中的金属锭坯施加强大的压力作用,使其发生塑性变形从挤压模具的模口中流出,或充满凸、凹模型腔，而获得所需形状与尺寸制品的塑性成形方法.挤压法的特点：（1)三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性，不仅有铜、铝等塑性好的非铁金属,而且碳钢、合金结构钢、不锈钢及工业纯铁等也可以采用挤压工艺成形。
在一定变形量下，某些高碳钢、轴承钢、甚至高速钢等也可以进行挤压成形。
对于要进行轧制或锻造的塑性较差的材料，如钨和钼等，为了改善其组织和性能，也可采用挤压法对锭坯进行开坯。
(2）挤压法可以生产出断面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变断面的零件。
(3）可以实现少、无屑加工，一般尺寸精度为IT8～IT9,表面粗糙度为Ra3。
2～0。
4μ m,从而(4）挤压变形后零件内部的纤维组织连续，基本沿零件外形分布而不被切断,从而提高了金属的力学性能.（5）材料利用率、生产率高；生产方便灵活，易于实现生产过程的自动化.挤压方法的分类：1．根据金属流动方向和凸模运动方向的不同可分为以下四种方式：(１)正挤压金属流动方向与凸模运动方向相同，如图2—69所示。
(２）反挤压金属流动方向与凸模运动方向相反,如图2—70所示.（３）复合挤压金属坯料的一部分流动方向与凸模运动方向相同，另一部分流动方向与凸模运动方向相反，如图2—71所示。
（４)径向挤压金属流动方向与凸模运动方向成90°角，如图2—72所示。
图2-69 正挤压图2—70 反挤压图2—71 复合挤压图2-72 径向挤压2．按照挤压时金属坯料所处的温度不同，可分为热挤压、温挤压和冷挤压三种方式：(１）热挤压变形温度高于金属材料的再结晶温度。
金属塑性成形课件
2023-11-06•金属塑性成形概述•金属塑性成形工艺•金属塑性成形设备•金属塑性成形技术的发展趋势•金属塑性成形过程中的缺陷与质量控制目•金属塑性成形实例分析录01金属塑性成形概述金属塑性成形是一种使金属材料发生塑性变形，以获得所需形状、尺寸和性能的加工方法。
金属塑性成形广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、电子等领域，是一种重要的材料加工技术。
金属塑性成形的定义金属塑性成形可以制造出复杂形状的零件，并且能够获得较高的精度和表面质量。
与切削加工相比，金属塑性成形具有更高的材料利用率和更低的能耗。
金属塑性成形过程中材料的变形是均匀的，因此可以避免应力集中和裂纹等缺陷。
金属塑性成形的特点03金属塑性成形的基本原理包括应力状态、屈服准则、塑性流动规律等。
金属塑性成形的基本原理01金属塑性成形的原理是基于金属的塑性变形规律，即在外力作用下，金属材料会发生形状和尺寸的变化。
02在金属塑性成形过程中，材料的变形受到应力状态、变形温度、变形速度等因素的影响。
02金属塑性成形工艺自由锻工艺自由锻是利用冲击力或静压力使金属坯料变形，并施加外力将其锻造成所需形状和尺寸的锻造方法。
定义特点流程应用自由锻具有较大的灵活性，可以生产形状各异的锻件，但生产效率较低，适用于单件或小批量生产。
自由锻的流程包括坯料准备、加热、变形和锻后冷却。
自由锻主要用于大型锻件和难变形材料的加工，如轴、轮毂、法兰等。
模锻工艺模锻是利用模具使金属坯料变形，并施加外力将其锻造成所需形状和尺寸的锻造方法。
定义模锻具有较高的生产效率，且能获得较为精确的形状和尺寸，但模具制造成本较高。
特点模锻的流程包括坯料准备、加热、放入模具、变形、锻后冷却和修整。
流程模锻广泛应用于中小型锻件的生产，如齿轮、轴套、法兰等。
应用板料冲压工艺板料冲压是利用冲压机将金属板料变形，并施加外力将其冲制成所需形状和尺寸的加工方法。
定义板料冲压具有较高的生产效率，且能获得较为精确的形状和尺寸，但模具对材料的厚度和硬度有一定要求。
塑性成形工艺与模具设计(最简明)
第一章塑性成形（塑性加工、压力加工）：金属材料在一定的外力作用下，利用金属的塑性而使其成形为具有一定形状及一定力学性能的加工方法。
塑性成形工艺与其他加工工艺相比，特点：1、材料利用率高2、力学性能好3、尺寸精度高4、生产效率高塑性成形工艺的分类按加工对象的属性：一次塑性加工（轧制、挤压、拉拔等）、二次塑性加工按塑性成形毛坯特点：体积成形（块形成形）、板料成形轧制：纵轧、横轧、斜轧挤压（坯料后端施加压力）：正挤压、反挤压、复合挤压拉拔（坯料前端施加压力）板料成形（冲压、冷冲压、板料冲压），按性质分为：分离工序（落料、冲孔、切断、切边、剖切等）、成形工序（弯曲、拉深、翻边、胀形、扩口、缩口、旋压等）体积成形，分为锻造（自由锻、模锻）、挤压（开式模锻、闭式模锻）自由锻，主要用于单件、小批量生产、大锻件生产或冶金厂开坯。
冲压工艺分类按变形性质分类：1、分离工序2、成形工序*按基本变形方式分类：1、冲裁2、弯曲3、拉深4、成形*按工序组合形式分类1、简单工序2、组合工序（1、复合冲压2、连续冲压3、连续-复合冲压）板料成形的失稳现象：拉伸失稳（板料在拉应力作用下局部出现缩颈或断裂）压缩失稳（板料在压应力作用下出现起皱）*板料冲压成形性能影响较大的力学性能指标：1、屈服强度σs(小好)2、屈强比σs/σb（小好）3、伸长率4、硬化指数n硬化指数：单向拉伸硬化曲线可写成σ=cε^n，其中指数n即为硬化指数，表示在塑性变形中材料的硬化程度。
*Q：什么叫加工硬化和硬化指数?加工硬化对冲压成形有有利和不利的影响？A：加工硬化：指随着冷变形程度的增加，金属材料的强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。
优：由于加工过硬化使变形抗力提高，又提高了材料承载能力。
缺：加工硬化变形越大，会使断面在局部地方易形成缩颈，容易被拉断不利于成形。
5、厚向异性系数γ（大好）厚向异性系数越大，表示板料越不易在厚度方向上产生变形，不易出现变薄和增厚。
1-何谓塑性成形
锻压成形的金属流动过程
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塑性成形概论
1、何谓塑性成形技术
定义 金属塑性成形技术是通过对坯料施加外力，使其产生塑性变形， 金属塑性成形技术是通过对坯料施加外力， 使其产生塑性变形 ， 改变其尺寸、形状及性能，用以制造机械零件、 改变其尺寸、 形状及性能 ， 用以制造机械零件、 工件或毛坯的成 形方法。 形方法。 塑性成形工艺的分类 体积成形 板料成形: 板料成形:分离工序与成形工序 特征 DIN:德国标准化学会(全称为 DIN:德国标准化学会(全称为Deutsches Institut für Normung)， ) 英文名称: 英文名称:German Institute for Standardization
用于制造各种形状的平板零 件
冲孔 StanzenⅡ Ⅱ
用模具沿封闭线冲切板料， 用模具沿封闭线冲切板料，冲 下的部分为废料
用于冲平板件或成形件上的 孔
切断 Scheren
用剪刀或模具切断板料， 用剪刀或模具切断板料，切断 线不是封闭的
多用于加工形状简单的平板 零件
切边 Schlagen
用模具将工件边缘多余材料冲 切下来
germaninstitutestandardization12塑性成形概论1何谓塑性成形技术13塑性成形概论1何谓塑性成形技术图110din8582对塑性成形工艺方法的分类14塑性成形概论多用于不对称的成双或成组冲压之后把冲压加工成的半成品切开成为两个或数个零件teilen在板料上或成形件上冲切出窄nutschlagen主要用于立体成形件用模具将工件边缘多余材料冲切下来切边schlagen多用于加工形状简单的平板零件用剪刀或模具切断板料切断线不是封闭的切断scheren用于冲平板件或成形件上的用模具沿封闭线冲切板料冲下的部分为废料冲孔stanzen用于制造各种形状的平板零用模具沿封闭线冲切板料冲下的部分为工件stanzen应用范围工序特征工序名称表11分离工序15塑性成形概论表12成形工序工序名称工序特征弯曲biegen用模具使板料弯曲成一定角度或一定形状tiefziehen用模具将板料拉成任意形状的空心件flanschen用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁aufbauchen用模具对空心件施加向外的径向力使局部直径扩大16塑性成形概论表12成形工序将工件不平的表面压平
塑性成形技术基础.ppt
（2-21）
d 3 dt 2
4）全量理论 （1）基本假设条件 ①理想刚塑性材料的假设； ②塑性变形和弹性变形属同一量级； ③加载过程符合简单加载条件，则应力偏 张量的各个分量与应变偏张量的各个分量
成正比。
（2）伊留申理论
3 式中： 2
1 时， 、 1； 当
0 、 2 / 3。 由 时， 2
2 3
( )/2 2 1 3
1 变化至
3
时，相应的 值变化范围为 1～ 2 / 3。现以 为纵坐标， 为横坐标 ,得 随 变化的几 何图形，如图所示。
图2-14 三向同号和异号应力状态下的屈服准则
根据屈服准则可知，为了使该单元体发 生塑性变形，对于三向压力状态时应满足：
即：
1 3 s
s 1 3
对于而两压一拉应力状态时应满足： 即：
1 3 s s 3 1
显然，第一种情况下 1 的绝对值（即变形抗力） 要比第二种情况下的大。
（2-13）
（3）塑性方程
2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 6 ( ) 2 x y y z z x x y y z z x s 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 2 1 2 2 3 3 1 s
2
1
2.4 塑性变形时应力应变关系 分析塑性变形问题，需要知道塑性 变形时，应力状态和应变状态之间的关 系。这种关系的数学表达式叫做本构方
程，也称物理方程。
1）塑性变形时应力应变关系的特点 弹性变形时，应力与应变成线性关系。 弹性变形是可逆的，应变由应力状态唯一确 定，和应力状态如何达到的历史无关。应力 应变之间的这种线性关系，可由广义虎克定
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体
积
轧制
成
挤压
形
拉拔
§6-1 板料成形方法及其模具
一、冲裁 1.冲裁加工特点 (1)冲裁过程：冲裁包括弹性变形、塑性变形 和断裂分离三个阶段
冲裁变形过程原理示意图 1-凸模，2-板料，3-凹模
§6-1 板料成形方法及其模具
(2)主要变形区：是以凸模与凹模刃口连线为中心的 纺锤形区域。变形区的大小与材料特性、模具间隙 和约束条件等因素有关。
拉深力-行程曲线
§6-1 板料成形方法及其模具
（5）拉深变形规律:图显示了毛坯几何尺寸和板料成形工序类 型的关系。由图可见，若毛坯底部带有底孔时，坯料在外力作 用下可能产生拉深、胀形和内孔翻边三种形式的变形。坯料进 行哪种形式的变形由金属的变形规律所决定，即金属的变形对 应于最低的载荷值。
拉深变形规律
§6-1 板料成形方法及其模具
2.主要工艺参数 拉深系数m＝d/D或它的倒数拉深比R＝D/d反映了拉 深变形程度。当m≤mmin或R≥Rmax时，制件会开裂。 在生产中，m或R是进行工艺计算和模具设计的最主 要工艺参数。mmin或Rmax表示拉深的加工极限。一般 而言，圆筒形件的首次极限拉深系数mmin为0.5左右。
§6-1 板料成形方法及其模具
二、弯曲 1.弯曲变形特点 （1）弯曲变形过程：图显示了V形件弯曲变形过程。包括弹性 弯曲，弹－塑性弯曲、塑性弯曲和校正弯曲四个阶段。
弯曲变形区
弯曲变形过程四个阶段
§6-1 板料成形方法及其模具
弯曲变形区及应力状态变化
§6-1 板料成形方法及其模具
（2）主要变形区：如图所示。板料主要变形区是曲率发生变化 的圆角部分。此处，原正方形网格变成了扇形。在圆角区，板 料内层受压缩短，外层受拉伸长。由内、外层表面至板料中心， 各层的缩短和伸长程度不同，变形是极不均匀的。在缩短和伸 长层之间存在一长度不变的应变中性层。 （3）变形区应力、应变状态：应力、应变状态与板料相对宽度 有关。 b/t≤3 时，称为窄板，弯曲时，宽度方向上材料可自由 变形，沿宽度方向的应力近似为零，变形区处于平面应力和立 体应变状态； b/t≥3时，板料称为宽板，弯曲时，宽度方向变 形阻力较大，弯曲后板宽基本不变。故沿宽度方向应变近似为 零，变形区处于平面应变和立体应力状态。
§6-1 板料成形方法及其模具
制件出现裂纹或缩 颈时的最大参数 max、 hmax、和Kmax作为胀形 变形的加工极限。
§6-1 板料成形方法及其模具
五、翻边 1.翻边变形特点 (1)翻边变形过程：如图，带圆孔 的环形毛坯被压边圈压紧，当滑 块下行时，板料产生弯曲的同时， 底孔不断扩大，凸模下材料向侧 面转移，直到完全贴靠凹模形成 直立竖边。翻边变形过程实质是 弯曲、扩孔和翻边的变形的过程。 （2）主要变形区：如图所示，内 孔翻边时，主要变形区被限制在 凹模圆角以内的（d-d0）环形区域 内。与拉深成形相同，在内孔翻 边过程中，变形区在不断缩小。
拉深件的区域划分
§6-1 板料成形方法及其模具
（4）拉深力－行程曲线:由图可见，变形初到中期，硬化使拉 深力增大的速度超过法兰面积减小使拉深力降低的速度，拉深 力增加。二者对于拉深力增、减速度影响处于均衡的瞬时，力 达到最大值。此后，面积减小使拉深力降低的速度超过加工硬 化使拉深力增大的速度，拉深力下降。
料 工
序 成
成 弯曲 形 形 工 序
§6-1 板料成形方法及其模具
拉深 成 法兰区坯料载切向压应力、 径向拉应力作用下向直壁流 动，制成筒形或带法兰的筒 形零件
形
胀形
平板毛坯或者管坯载双向 拉应力作用下产生双向伸长 变形。用于成形凸包、凸筋 或鼓凸空心零件
工 翻边 序 在预先冲孔的板料或未经 冲孔的板料是上，载双向拉 应力作用下产生切向伸长变 形，冲制带有直边的空心零 件
翻边变形规律
§6-1 板料成形方法及其模具
2.主要工艺参数 翻边系数Kf=d0/d反映了翻边加工的变形程度。当 Kf<Kfmin时，翻边件会产生破裂。在生产中，翻边系 数Kf是进行翻边工艺计算和模具设计的最主要工艺 参数。Kfmin表示内孔翻边的加工极限。
§6-1 板料成形方法及其模具
（4）内孔翻边力－行程曲线 在翻边变形过程中，由于变形区的减少和加 工硬化对扩孔、翻边力的相反效果，力－行程曲线 与拉深时类似，也会出现由上升到下降的起伏形状。
翻边力-行程曲线
§6-1 板料成形方法及其模具
（5）翻边变形规律：如图所示，当毛坯外径足够大， 预制孔径也较大时，拉深变形和胀形变形阻力大于 扩孔变形阻力，变形的性质由扩孔和翻边来决定。 摩擦与润滑条件、压边力、模具的几何形状等因素 也会在不同程度上影响到工序的变形性质及翻边在 整个成形过程中所占的比例。
§6-1 板料成形方法及其模具
三、拉深 1.拉深变形特点 （1）拉深变形过程:如图，凸模与毛坯接触时，毛坯首先弯曲， 与凸模圆角接触处的材料发生胀形。凸模继续下降，法兰部分 坯料在切向压应力、径向拉应力作用下通过凹模圆角向直壁流 动，进行拉深变形。拉深是弯曲、胀形、拉深的变形过程。
拉深变形过程
§6-1 板料成形方法及其模具
§6-1 板料成形方法及其模具
变形区应力、应变状态
§6-1 板料成形方法及其模具
（4）弯曲力—行程曲线:图显示了弯曲时的力—行程曲线。 从曲线中可以看出，板料首先发生弹性弯曲，之后进入弹塑 性和塑性弯曲。在此阶段，变形程度增大，硬化加剧，但与 此同时变形区范围减小，故弯曲力基本不变或略有减小。当 凸、凹模与板料贴合并进行校正弯曲时，弯曲力将急剧增大。
胀形变形过程
§6-1 板料成形方法及其模具
（3）变形区应力、应变状态：如图所示，在变形区内，坯 料在双向拉应力作用下，沿切向和径向产生伸长变形，厚度 变薄，表面积增大。生产中的起伏成形、压凸包、压筋、圆 柱形空心毛坯的鼓肚成形、波纹管及平板毛坯的张拉成形等 都属于胀形成形。 （ 4 ）胀形力－行 程曲线：与拉深不 同，胀形时变形区 是在不断扩大的。 因此，胀形变形的 力－行程曲线是单 调增曲线，产生破 裂时，胀形力达到 最大值。胀形破裂 也属于强度破裂。 胀形变形区应力、应变状态
分类 分 板 离 冲孔 成形 方法 落料 简 图 特点及应用范围 用模具沿封闭轮廓线冲 切，冲下部分是零件。 用于制造各种平板零件 或者成形工序制坯 用模具沿封闭轮廓线冲 切，冲下部分是废料。 用于冲制各类零件的孔 形 把板料沿直线弯曲成各 种形状，板料外层受拉 伸力，内层受压缩力。 可加工形状复杂的零件
§6-1 板料成形方法及其模具
分 类 成形方法 锻造 简 图 特点及应用范围 用通用工具或模具对金属加压， 通过金属体积转移和分配来获 得零件或毛坯的成形方法。自 由锻主要用于单件、小批量或 大锻件生产；模锻适用于大批 量生产 通过一对旋转坯料局部加压连 续成形的加工方法。可以生产 型材，板材和管材，也可利用 其原理来生产零件或毛坯 通过模具使坯料在强烈压应力 作用下从模孔中挤出以获得所 需尺寸、形状和性能的制件。 可生产各种型材或直接加工零 件 使金属通过凹模进行拉伸，得 到其截面与凹模孔截面相同的 棒料、管材或线材
翻边变形过程与变形 区应力、应变状态
§6-1 板料成形方法及其模具
（3）变形区应力、应变状态：由图，变形区应力状 态为双向拉应力状态。孔边缘处，板料径向可自由 变形，故r为零而达最大值。与胀形变形不同，内 孔翻边成形时，在双向拉应力作用下，板料沿圆周 方向伸长，板厚减薄，但因厚度减薄量小于圆周方 向的伸长量，故径向收缩。
冲裁变形区原理示意
§6-1 板料成形方法及其模具
a ) v场 变形区云纹图
b) u场
§6-1 板料成形方法及其模具
（3）变形区应力状态：图显示了无压料冲变形区的 应力状态，由于刃口侧面的轴向应力为拉应力，故 裂纹往往先从侧面产生，形成毛刺。
变形区应力状态
§6-1 板料成形方法及其模具 图显示冲裁力 （ 4 ）冲裁力－行程曲线 －行程曲线。可见， 塑性材料在最大剪 切力之后产生裂纹， 低塑性材料在剪切 力上升阶段就产生 了裂纹。在合理间 隙（ c 合 理 ）条件下， 裂纹产生到断裂 ， 冲裁力急剧下降 。 小间隙时，会产生 二次剪切，使冲裁 力下降缓慢，严重 时会在力的下降阶 段产生局部回升。
§6-1 板料成形方法及其模具
四、胀形
1.胀形变形特点 （1）胀形变形过程：如图，凸模与毛坯接触，凹模圆角处坯料发生弯 曲。同时，凸模底部毛坯产生胀形变形。坯料屈服后硬化，变形向外扩展。 随后，材料全部进入塑性变形。胀形变形是弯曲、局部胀形以及由于加工硬 化，贴模面积增加，胀形向外扩展的过程。 （2）主要变形区：如图所示，在胀形 变形过程中，毛坯被带有凸筋的压边圈压紧， 变形区被限制在凸筋以内的局部区域内。与 拉深不同，胀形时，变形区是在不断扩大的。
（2）主要变形区:如图所示，拉深成形件可分为底部、壁部和 法兰三个部分。在拉深过程中，底部为承力区，很少发生变形。 壁部为传力区，也是已变形区。法兰部分是拉深的主要变形区。 （3）变形区应力、应变状态: 如图所示，在拉深过程中，主 要变形区坯料所受应力、应变 状态为：切向应力和应变均为 负；径向应力和应变均为正； 在有压边存在时，厚向应力为 负，应变为正。
弯曲力-行程曲线
§6-1 板料成形方法及其模具
（5）弯曲件尺寸与厚度变化特征:以中性层为界， 外层受拉伸长而厚度减薄，内层受压缩短使板料增 厚。在r/t≤4时，中性层位臵内移。结果使外层拉伸 变薄区扩大，内层压缩增厚区减小，外层的减薄量 大干内层的增厚量，从而使板料变薄，总长度有所 增加。 2.主要工艺参数 弯曲加工中，相对弯曲半径r/t反映弯曲变形程度， 当r/t≤（r/t）min时，弯曲件会开裂；r/t大时，回弹严 重，制件形状与尺寸难控制。生产中，r/t是弯曲工 艺计算和模具设计最主要工艺参数。 （（r/t）min表示弯曲加工极限）