文档介绍：冲压工艺及模具设计
任课教师:储凯
第一章冲压基本知识
§1-1慨述
一、冲压定义:通过模具施加外力,使板材或带材分离或塑性变形,获得所需形状和尺寸的加工方法。
二、冲压特点:
1、生产率高、加工成本低、材料利用率高(可达70-80%);
2、可生产形状复杂、质量稳定的工件;
3、冲压件互换性好、重量轻、刚度好、外观好;
4、应用面广,广泛用于国民经济各个领域。
三、冲压分类:
1、分离工序
2、变形工序
第一章冲压基本知识
§1-2冲压基本工序
一、分离工序:
切断、冲裁(落料、冲孔)、切边、切口等。
二、变形工序:
弯曲、拉深、翻边、起伏、胀形、缩口、扩口、整形等。
第一章冲压基本知识
§1-3金属冲压变形规律
一、冲压变形的应力应变状态:
1、应力状态:
①主应力:变形区任一单元六面体各面
只有三对正应力而无切应力时,这三个正
应力为主应力-- σ1 、σ2、σ3。
最大主应力;三个主应力中绝对值最大
的主应力。并规定σ1>σ2>σ3
②主切应力:与主应力面成45°夹角平
面上的切应力,大小为相邻主应力之差的
一半。
最大主切应力:三个主切应力中绝对值
最大的主切应力:τmax=(σ1-σ3)/2;
最大主切应力是判断变形区是否进入塑
形状态的依据.
第一章冲压基本知识
③应力按其方向分为拉应力(+)和压应力(-).
2、应变类型:
线应变—
所受应力状态,分为拉伸变形和压
缩变形
切应变—单元体平面角度变化量
γ
3、真实应变ε:
实际应变由应变增量△δ逐渐积
聚: ε=㏑(1+ δ)
在工程上除要求较高精度外,通
常采用应变δ代替真实应变ε。
第一章冲压基本知识
二、塑性变形的体积不变规律和塑性条件:
1、体积不变规律:塑性变形前后,变形体体积不变;
三个真实应变:ε1+ε2+ε3=0;
最大应变与其他两个应变的符号相反。
2、塑性条件:在多向应力作用下,只有各应力间符合一定关系时,材料才能进入塑性屈服状态,应力之间的这种关系即为塑性条件。
σ1-σ3≧(1-)σS
三、塑性变形后的弹性恢复:
冲压时,只要发生塑性变形,都存在弹性变形,存在弹性恢复后工件尺寸的改变——影响冲压工件的形状和尺寸。
第一章冲压基本知识
四、变形区的受力情况:
冲压时,可视厚度方向无尺度变化,故
认为厚度方向应力σt≈0,因而板料受两向
平面应力(切向σθ和径向σr)状态:
板料受两向拉应力,如翻边变形时;
板料受两向压应力,如缩口变形时;
板料受方向相反两向应力,如拉深变
形时。
五、冲压变形的变形倾向性:
在冲压变性过程中,材料需要最小变形
力的区域为变形的弱区。
材料在受力时,弱区为变形区。
(在冲压工艺和模具结构设计时,应使变
形区为弱区)
第一章冲压基本知识
§1-4塑性变形对性能的影响
一、加工硬化:
随塑性变形量增加,造成滑移位错密
度增加,金属硬度、强度上升,塑性下降
。金属变形抗力加大,材料σ不断变化,
逐渐向σb接近。
二、内应力出现:
由于变形的不均匀性,产生宏观和微观
应力,导致脆性上升。
上述两点导致边形量过大时出现材料开
裂(故大多变形工序需控制变形量)。
三、各向异性出现:
金属在冷塑性变形过程中,随变形量
增加,晶格位向趋于一致(织构现象),出
现各向异性。
致使变形区边缘出现不规则(故大多
数变形工序后需加切边工序)。
第一章冲压基本知识
§1-5冲压模具慨述
一、模具分类:
1、单工序模:压力机滑块一次行程只
完成一道工序的模具。
特点:模具结构简单、生产率低、冲
压件累计误差较大。用于批量不大、精
度要求不高的工件。
2、级进连续模:压力机滑块一次行程
在不同工位,同时完成几道工序的模具
特点:模具结构较复杂、生产率较高、
冲压件累计误差较大。用于批量大、精
度要求不高、不宜采用复合模(凸凹模
壁厚太薄)的工件。
第一章冲压基本知识
3、复合模:压力机滑块一次行程,在同
一工位,同时完成几道工序的模具。
特点:模具结构复杂、生产率较高,
冲压件精度高。用于批量大、精度要求较
高的工件。
二、模具的结构组成部分:
1、工作部分:直接完成冲压工序的零件
。主要指凸模、凹模、凸凹模。
2、定位部分:确定条料或坯料在模具中
的位置。有挡料销、导尺、側刃、导料销
、定位销等。
3、卸料部分:将工件或废料从模具的凸
模上和凹模中脱卸。有卸料、推件、顶件
零件等。
以上三部分零件都将在模具工作时与冲
压材料直接接触。