沖壓模具設(shè)計及制造(1-3).ppt

1、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容如何選擇沖壓設(shè)備？ 第一章 沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)塑性塑性： 表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性能力。 一、塑性變形的基本概念塑性指標(biāo)塑性指標(biāo)： 衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標(biāo)為延伸率和斷面收縮率。 第一章 沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)%100%1000000FFFLLLkk變形變形： 彈性變形、塑性變形。第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 金屬受外力作用產(chǎn)生塑性變形后不僅形狀和尺寸發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的組織和性能也將發(fā)生變化。一般會產(chǎn)生加工硬化加工硬化或應(yīng)變剛應(yīng)變剛現(xiàn)象：二、塑性

2、變形對金屬組織和性能的影響 金屬的機(jī)械性能，隨著變形程度的增加，強(qiáng)度和硬度逐漸增加，而塑性和韌性逐漸降低；第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ) 晶粒會沿變形方向伸長排列形成纖維組織使材料產(chǎn)生各向異性； 由于變形不均，會在材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，變形后作為殘余應(yīng)力保留在材料內(nèi)部。 第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)1點的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 為了全面、完整地描述變形區(qū)內(nèi)各點的受力和變形情況 。三、塑性力學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)力正應(yīng)力、剪應(yīng)力第一章 沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)應(yīng)力狀態(tài)：主應(yīng)力狀態(tài)類似有應(yīng)變狀態(tài)的概念。一般認(rèn)為金屬材料在塑性變形時體積不變， 因此主應(yīng)變狀態(tài)圖只有三種。 通常是圍繞

3、該點取出一個微?。ㄕ┝骟w（即所謂單元體），用該單元體上三個相互垂直面上的九個應(yīng)力分量來表示。已知該九個應(yīng)力分量，則過此點任意切面上的應(yīng)力都可求得。 塑性變形可能出現(xiàn)九種主應(yīng)力狀態(tài)。 第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)2金屬的屈服條件三、塑性力學(xué)基礎(chǔ)（續(xù)）第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)屈服塑性狀態(tài)，主要取決于兩方面的因素：（1）在一定的變形條件（變形溫度和變形速度）下材料的物理機(jī)械性質(zhì)轉(zhuǎn)變的根據(jù)根據(jù)； （2）材料所處的應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變的條件條件。單向應(yīng)力狀態(tài)： =S 一般應(yīng)力狀態(tài)：1-3=S 第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)3金屬塑性變形時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系三、塑性力學(xué)基礎(chǔ)（續(xù)） 彈性變形階

4、段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是線性線性的、可逆可逆的，與加載歷史無關(guān)無關(guān)；第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ) 塑性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系則是非線性非線性的、不可逆不可逆的，與加載歷史有關(guān)有關(guān)。131332322121第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)（1）應(yīng)力分量與應(yīng)變分量符號不一定一致， 即拉應(yīng)力不一定對應(yīng)拉應(yīng)變，壓應(yīng)力不一定對應(yīng)壓應(yīng)變；（2）某方向應(yīng)力為零其應(yīng)變不一定為零；（3）在任何一種應(yīng)力狀態(tài)下，應(yīng)力分量的大小與應(yīng)變分量的大小次序是相對應(yīng)的，即123，則有123。（4）若有兩個應(yīng)力分量相等， 則對應(yīng)的應(yīng)變分量也相等

5、，即若12，則有12。 幾點討論結(jié)論3金屬塑性變形時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（續(xù)）三、塑性力學(xué)基礎(chǔ)（續(xù)）第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 1硬化規(guī)律四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律加工硬化：第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)硬化曲線：=An塑性降低，變形抗力提高。能提高變形均勻性。 實際應(yīng)力曲線或真實應(yīng)力曲線。表示硬化規(guī)律。這種變化規(guī)律可近似用指數(shù)曲線表示。 第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)2卸載彈性恢復(fù)規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)）第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)反載軟化曲線第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 3體積不變條件四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)）

6、金屬材料在塑性變形時，體積變化很小，可以忽略不計。第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)一般認(rèn)為金屬材料在塑性變形時體積不變，可證明滿足：1 +2 + 3 = 0 第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 4最小阻力定律四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)） 在塑性變形中，破壞了金屬的整體平衡而強(qiáng)制金屬流動，當(dāng)金屬質(zhì)點有向幾個方向移動的可能時，它向阻力最小的方向移動。第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ) 在沖壓加工中，板料在變形過程中總是沿著阻力最小的方向發(fā)展。這就是塑性變形中的最小阻力定律最小阻力定律。弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū)第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 4最小阻力定律（續(xù)）

7、四、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律（續(xù)）控制變形的趨向性：第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)措施：（1）材料本身的特性開流開流 和 限流限流沖壓工序的性質(zhì)（2）板料的應(yīng)力狀態(tài)工藝參數(shù)模具結(jié)構(gòu)參數(shù)（如凸模、凹模工作部分的圓角半徑，摩擦和間隙等。第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 1沖壓成形性能五、沖壓材料及其沖壓成形性能材料的沖壓成形性能：第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)材料的沖壓性能好成形極限高成形質(zhì)量好便于沖壓加工沖壓成形性能是一個綜合性的概念成形極限高成形質(zhì)量好材料對各種沖壓加工方法的適應(yīng)能力。沖壓加工的依據(jù)。第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 2沖壓成形性能的試驗方

8、法五、沖壓材料及其沖壓成形性能（續(xù)）間接試驗和直接試驗第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)3板料的機(jī)械性能與沖壓成形性能的關(guān)系板料的強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量的力力就越大；塑性塑性指標(biāo)越高，成形時所能承受的極限變形量變形量就越大；剛度剛度指標(biāo)越高， 成形時抵抗抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。 不同沖壓工序?qū)Π辶系臋C(jī)械性能的具體要求有所不同。第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ) 4沖壓材料五、沖壓材料及其沖壓成形性能（續(xù)）（1）對沖壓材料的要求第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)b對材料厚度公差的要求c對表面質(zhì)量的要求a對沖壓成形性能的要求（2）常用沖壓材料黑色金屬、有色金屬、非金屬材料本章思考與練習(xí)題5第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)第三節(jié) 沖壓變形理論基礎(chǔ)作業(yè)布置：點的應(yīng)力狀態(tài)a）任意坐標(biāo)系 b）主軸坐標(biāo)系 第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)9種主應(yīng)力狀態(tài)圖第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)3種主應(yīng)變狀態(tài)圖第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)金屬的應(yīng)力-應(yīng)變圖1-實際應(yīng)力曲線 2-假象應(yīng)力曲線 第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)硬化曲線第一章 冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)冷沖壓模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)方板拉深試