金属材料成形与加工-锻压工艺之板料成形.ppt

第四讲锻压工艺之板料成形SHEETFORMING锻压之概念与分类锻造工艺的优点吊钩采用弯曲工序成形时,就能使流线方向与吊钩受力方向一致(下图a),从而可提高吊钩承受拉伸载荷的能力。图b所示锻压成形的曲轴中,其流线的分布是合理的。图c是切削成形的曲轴,由于流线不连续,所以流线分布不合理。一冲压工艺概述2.应用冲压件—汽车产品冲压件—家用产品冲压件—军工用品冲压件—其它工业产品3.特点冲压工序分类一冲压工艺概述一冲压工艺概述5冲压设备双动压力机：由内、外两个滑块，外滑块用于压边，内滑块用于拉深，又称拉深压力机；按驱动滑块机构的种类分为：摩擦压力机按床身结构形式可分为：曲柄压力机结构及工作原理冲压设备型号编号、代号及意义曲柄压力机基本技术参数滑块行程（S）压力机装模高度5冲压设备最大装模（闭合）高度（Hmax）：当滑块在下死点位置时，将压力机的调节螺杆向上调节，将滑块调整到最上位置时，滑块底面到下工作台的距离，称为压力机的最大装模高度。模柄孔尺寸设备类型的选择设备规格的选择设备规格的选择6冲压技术的现状与发展（1）产品集约化生产、个性化发展、节能性与环保性要求，将促使冲压行业出现新一轮的技术革新和改造；（2）仿真技术的发展和应用是冲压发展必须借助的手段；（3）自动化和灵活性要求是冲压发展必须考虑的因素；（4）复合材料应用将推动冲压向前进步；（5）新工艺的出现带动行业进步，这些新工艺是：A、复合材料成形工艺；B、多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术；C、内高压胀管技术；D、轻合金成形技术；E、数字化成形技术。2．变形抗力塑性变形时，使金属产生塑性变形的外力称为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。变形抗力反映了使材料产生塑性变形的难易程度。在冲压生产中常用真实应力-应变曲线来表示材料变形抗力与变形程度的关系:式中，C——与材料性能有关的系数，MPa；n——硬化指数。变形抗力的大小取决于该材料在一定变形温度、变形速度和变形程度下的真实应力、塑性加工时的应力状态、接触摩擦及相对尺寸因素等。化学成分及组织对变形抗力的影响变形温度对变形抗力的影响变形速度对变形抗力的影响变形程度对变形抗力的影响应力状态对变形抗力的影响在冲压成形时，把变形毛坯分成变形区和不变形区。可以把冲压变形方式按毛坯变形区的受力情况（应力状态）和变形特点从变形力学理论的角度归纳为以下几种情况，并分别研究它们的变形特点。伸长类变形成形主要是靠材料的伸长和厚度的减薄来实现如胀形、翻边与弯曲外侧变形等作用于毛坯变形区内的最大应力、应变为正值压缩类变形成形主要是靠材料的压缩与增厚来实现的如拉深凸缘变形区和弯曲内侧变形等作用于毛坯变形区内的最大应力、应变为负值拉伸试件从待试验板材截取，试样长度按标准确定（如GB228－87），宽度可根据材料厚度不同取10mm、15mm、20mm、及30mm四种，尺寸偏差不大于0.02。试验在拉伸试验机上进行，可得拉伸力与行程（试件伸长）的拉伸曲线。由式，可得到名义应力与延伸率表示的拉伸曲线：由拉伸曲线得到的几个重要的参数：1）屈服极限，开始发生塑性变形；2）强度极限，开始产生不均匀变形，即塑性拉伸失稳。3）屈强比，屈强比小，进行冲压变形的范围大，几乎对所有冲压变形都有利。对压缩类成形：—变形区切向应力小—起皱趋势小—压边力、摩擦损失小—侧壁载荷低、提高变形程度对伸长类成形：—使零件冻结的拉力小—工艺稳定性高对弯曲成形：—回弹低，利于提高精度4）均匀延伸率与总延伸率冲压成形一般都在板材的均匀变形范围内进行，所以对冲压变形有较为直接的影响，它表示板材稳定的塑性变形能力，直接决定板材在伸长类成形中的冲压性能，一般情况下成正的相关关系。5）n值（硬化指数）大多数金属的硬化规律可用下式表示：，n值表示塑性变形材料硬化的强度。n大，可使伸长类变形均匀化，具有扩展变形区、减小毛坯局部变薄和增大极限变形程度等作用。考虑到板材方向性，可取：（6）r值r值的大小，表明板材在单向拉应力作用下，板平面方向和板厚方向上变形难易程度的比较。当r>1时，板材厚度方向上的变形比宽度方向上的变形困难，起皱趋向性降低，利于拉深成形。r值与拉深系数密切相关（如图）。考虑到板材方向性，可取（7）板平面方向性系数2.3拉伸试验2.4体积不变原理三冲裁三冲裁3.1冲裁过程3.1冲裁过程3.1.3冲裁模示意图1.受力情况分析Fp1、Fp2──凸、凹模对板料的垂直作用力；F1、F2──凸、凹模对板料的侧压力；μFp1、μFp2──凸、凹模端面与板料间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，一般从模具刃口指向外；μF1、μF2──凸、凹模侧面与板料间的摩擦力2.变形过程模具间隙正常时，金属材料的冲裁过程可分三个阶段：弹性变形阶段板料产生弹性压缩、弯曲和拉伸等变形；塑性变形阶段板料的应力达到屈服极限，板料开始产生塑