1冲压变形的基本原理
冲压工作原理
冲压工作原理
冲压工作原理是指利用模具对金属材料进行塑性变形的加工过程。
冲压一般分为单冲和连续冲，下面分别介绍其工作原理。
1. 单冲工作原理：
在单冲冲压过程中，金属板材首先被放置在冲床的工作台上，并通过夹紧机构固定。
然后，冲床上的冲头受到上冲程操作，向下以一定的速度运动，冲头与金属板材之间的模具空腔会逐渐与金属板材产生接触。
随着冲头继续向下运动，冲头和模具之间的接触面积逐渐增大，从而对金属材料施加了相应的压力。
最终，金属材料在冲床的压力下发生塑性变形，形成所需的形状，并将多余的材料通过模具空腔的排出系统排出。
2. 连续冲工作原理：
连续冲的工作原理与单冲类似，但是在连续冲中，模具是由连续不断的上下运动来实现的。
连续冲冲床上通常安装有多个冲头和模具，并且工作台会连续向上和向下运动。
在连续冲中，金属板材在工作台上被连续供给，在模具的作用下，金属板材在连续运动过程中逐渐变形，并通过冲头和模具之间的接触来完成冲压加工。
与单冲相比，连续冲具有更高的生产效率和更快的工作速度。
总的来说，冲压工作原理是通过冲头和模具之间的接触，对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，最终形成所需的形状。
冲压工艺具有高效、精确和重复性好的特点，广泛应用于各种金属制品的生产中。
冲压的力和行程-概述说明以及解释
冲压的力和行程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：冲压是一种常见的加工工艺，通过将金属板材置于模具中，在受到外力的作用下进行塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。
在冲压过程中，力和行程是两个关键的参数，直接影响着零件的成型质量和生产效率。
力是施加在金属板材上的作用力，而行程则是模具在冲裁过程中的移动距离。
两者相互配合，实现了金属板材的精准成型。
本文将探讨冲压过程中力和行程之间的关系，分析其在冲压工艺中的重要性，以及如何优化这两个参数来提高生产效率和产品质量。
同时，展望冲压技术的未来发展，并指出其在制造业中的重要性和潜力。
1.2 文章结构本文将从引言部分开始，首先概述冲压的基本概念和原理，然后介绍冲压过程中力的作用以及行程的重要性。
接着在结论部分总结冲压过程中力和行程的关系，探讨如何应用冲压的力和行程来优化生产效率。
最后，展望冲压技术的未来发展趋势，为读者带来一个全面的了解冲压工艺的文章。
1.3 目的:本文的目的在于探讨在冲压过程中力和行程的作用和重要性。
通过深入分析冲压技术的原理和实践应用，我们旨在帮助读者更好地理解冲压过程中力和行程之间的关系，以及如何有效利用这两个因素来优化生产效率和产品质量。
同时，我们也希望通过对冲压技术的未来发展进行展望，为行业的进步和创新提供一些启示。
通过本文的阐述，读者将能够更全面地了解冲压技术的核心要素，并在实际应用中获得更好的效果和经验。
2.正文2.1 冲压的概念和原理在冲压工艺中，通过模具对金属板材施加一定的力，使得金属板材产生塑性变形，从而在模具的作用下形成所需的形状和尺寸。
冲压是一种常见的金属加工方式，广泛应用于汽车制造、电子产品、家电等行业。
冲压的原理是利用模具对金属板材进行加工，通过冲裁、拉伸、弯曲等操作，使得金属在一定的力的作用下发生塑性变形。
冲压工艺可以高效、精确地制造各种复杂形状的零部件，具有成本低、生产效率高的优势。
冲压的工艺流程包括选择合适的金属材料、设计模具结构、确定冲床参数、进行冲压加工等步骤。
第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案
第一章冲压变形的基本原理复习题答案一、填空题1.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。
2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。
3.物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原来的形状和尺寸，这种变形称为塑性变形。
4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、金属的尺寸因素。
5.在冲压工艺中，有时也采用加热冲压成形方法，加热的目的是提高塑性，降低变形抗力。
6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。
7.压应力的数目及数值愈大，拉应力数目及数值愈小，金属的塑性愈好。
8.在同号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值就比较小。
9.在材料的应力状态中，压应力的成分愈多，拉应力的成分愈少，愈有利于材料塑性的发挥。
10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，塑性指标降低，这种现象称为加工硬化。
11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。
12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大，则凸耳的高度越大。
13.硬化指数n值大，硬化效应就大，这对于伸长类变形来说就是有利的。
14.当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，故称这种变形为伸长类变形。
15. 当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，故称这种变形为压缩类变形。
16. 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。
17. 材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。
18. 材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。
冲压工艺技术培训资料
冲压工艺技术培训资料一、冲压工艺概述冲压工艺是一种利用冲压设备对金属板材进行加工的工艺方法，通过将金属板材置于冲压机上，在冲压模具的作用下，使板材发生塑性变形，从而获得所需形状的工件。
冲压工艺广泛应用于汽车制造、家电制造、航空航天等领域，是制造业中重要的加工工艺之一。
二、冲压工艺的基本原理1. 板材的拉伸和压缩变形在冲压过程中，冲压模具对金属板材施加的力的方式主要有两种：一种是拉伸变形，另一种是压缩变形。
拉伸变形是指板材在受到拉力的作用下产生塑性变形，而压缩变形是指板材在受到挤压力的作用下产生塑性变形。
通常情况下，冲压工艺中既包含了拉伸变形，也包含了压缩变形。
2. 冲压模具的设计与制造冲压模具是冲压工艺中非常重要的一部分，其设计和制造的精度和质量直接影响工件的成型质量。
冲压模具通常由上模、下模和模具座组成，通过上下模的相互配合和运动，使金属板材发生塑性变形，从而形成所需的工件。
3. 材料的选择与工艺参数的确定在冲压工艺中，材料的选择和工艺参数的确定是至关重要的环节。
合适的材料能够保证工件在冲压过程中的成形质量和性能，而合理的工艺参数则能够确保冲压过程的稳定性和高效性。
三、冲压工艺的主要优势1. 高效生产冲压工艺在批量生产方面具有明显的优势，可以在短时间内快速完成大批量的工件生产，提高生产效率。
2. 成本较低相比其他加工工艺，冲压工艺在材料利用率和加工效率上具有较高的优势，可以降低生产成本。
3. 工件精度高冲压工艺能够保证工件的成型精度和表面质量，满足高精度工件的生产需求。
4. 可塑性强冲压工艺对于金属板材的塑性变形能力较强，适用于各种形状和尺寸的工件生产。
四、冲压工艺的主要应用领域1. 汽车制造冲压工艺在汽车制造中具有广泛应用，包括车身板件、底盘件、内饰件等的生产。
2. 家电制造家电制造中的各类金属外壳、零部件等都可以通过冲压工艺进行生产。
3. 电子产品制造手机壳、笔记本电脑外壳、各类电子设备的金属零部件等都是冲压工艺的典型应用。
冲压 原理
冲压原理
冲压是一种常见的金属加工工艺，通过对金属板材进行连续的压制和拉伸，使其产生塑性变形，从而获得所需形状的工件。
冲压工艺的主要原理包括以下几个方面：
1. 塑性变形原理：冲压过程中，金属材料受到外部载荷作用，发生了塑性变形。
当金属材料受到一定的压力时，材料中的晶粒会发生位错滑移，且晶粒之间会发生塑性变形。
通过连续的压制和拉伸，可以使金属板材产生塑性变形，最终形成所需的工件形状。
2. 模具设计原理：冲压过程需要使用专用的模具来对金属板材进行加工。
模具一般由上下两部分组成，分别称为上模和下模。
上模和下模的工作面上分别设置有凸模和凹模，两者之间的间隙就是工件的形状。
当上下模合闭时，金属板材被夹在两个模具之间，通过上模的下压力作用下，金属板材发生塑性变形，形成所需的工件形状。
3. 材料选择原理：冲压工艺中使用的金属材料一般为具有良好可塑性的薄板材料，如钢板、铝板等。
材料的选择取决于工件的要求和使用环境。
不同的材料具有不同的力学性能和特性，需要根据实际情况选择合适的材料。
4. 工艺参数调节原理：冲压过程中，需要根据工件的形状和材料的特性来合理调节工艺参数，如冲头的力度、下模的间隙、上下模的温度等。
合理的工艺参数可以保证工件的质量和加工效率。
5. 前处理与后处理原理：在冲压工艺中，还需要进行一些前处理和后处理工作。
前处理包括材料的切割、折弯等，后处理包括去毛刺、打磨、电镀等，以提高工件的表面质量和精度。
总之，冲压工艺通过塑性变形的原理，配合模具的设计和合理的工艺参数调节，可以高效地生产出各种形状的金属工件。
单冲压片机的压片原理
单冲压片机的压片原理
单冲压片机是一种常用的冲压设备，用于对金属或非金属材料进行冲压成型。
其工作原理主要分为以下几个步骤：
1.上死点位置：压片机的上模和下模紧密结合，形成一定的工作空间。
2.下行移动：压片机的上模开始下行移动，材料被夹在上模和下模之间。
3.下死点位置：上模完全与下模接触，形成冲压区域。
4.冲压：上模施加一定的力量，冲击压实材料，使其在冲模的作用下发生塑性变形。
5.上行移动：上模开始上行移动，材料被释放出来。
6.脱模：上模和下模之间的材料脱离，制成所需形状。
单冲压片机主要通过模具和机械力将材料冲压成所需形状，其压片原理是利用力学原理实现的。
通过上模的移动和施加力量，使材料在模具内发生塑性变形，最终成型。
不同的模具设计和压力设置可以制造出不同形状和尺寸的零件。
2章 冲压变形的基本概念
1.0 1.155 1.1
单向应力状态 平面应变状态 其它应力状态
胀形、翻边 宽板弯曲 缩口、拉深
12
三、金属塑性变形时的应力应变关系
弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性的、可逆的， 与加载历史无关；
塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性的、 不可逆的，与加载历史有关。
随之消失，物体能完全恢复自己的原始形状和尺寸，这样的变 形称为弹性变形。
塑性变形：如果作用于物体的外力去除后，物体并不能完全恢
复自己的原始形状和尺寸，这样的变形称为塑性变形。
2
第二节 影响塑性及变形抗力的主要因素
塑性：表示材料塑性变形的能力。它是指金属材料在外力作用
下产生永久变形而不被破坏的能力。 影响因素
最小压应力（绝对值最大）方向是压缩变形 最大压应力（绝对值最小）方向是伸长变形
17
几 点 结 论
（1）应力分量与应变分量符号不一定一致，• 拉应力不一定 即 对应拉应变，压应力不一定对应压应变； （2）某方向应力为零其应变不一定为零； （3）在任何一种应力状态下，应力分量的大小与应变分量的 大小次序是相对应的，即1＞ 2＞ 3，则有1＞ 2＞ 3。 （4）若有两个应力分量相等，• 对应的应变分量也相等，即 则
内在因素——金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等。 外部因素——变形方式（机械因素即应力状态与应变状态）、变形条件 （物理因素即变形温度与变形速度）
塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率δ和断面
收缩率。
Lk L0 L0 F0 Fk F0 100 % 100 %
影响贴模性的因素有成形中的鼓包、塌陷、起皱等几何缺陷。
冲压工艺与模具设计章节自测题原题(修改)
第一章冲压变形的基本原理一. 填空题1、塑性变形的物体体积保持，其表达式可写成。
2、冲压工艺中采用加热成形方法，以增加材料能达到变形程度的要求。
3、压应力的数目及数值愈，拉应力数目及数值愈，金属的塑性。
4、在材料的应力状态中，压应力的成分，拉应力的成分，愈有利于材料塑性的发挥。
5、一般常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，硬度也，塑性指标，这种现象称为加工硬化。
6、硬化指数n 值大，硬化效应就大，这对于变形来说就是有利的。
7、当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是，故称这种变形为变形。
8、材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的。
9、材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的和大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）1、变形抗力小的软金属，其塑性一定好。
（）2、物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。
（）3、物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。
（）4、材料的塑性是物质一种不变的性质。
（）5、当坯料受三向拉应力作用，而且时，在最大拉应力方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力方向上的变形一定是压缩变形。
（）三、问答题1、影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？影响金属塑性的因素有如下几个方面：2、请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。
3、什么是材料的机械性能？材料的机械性能主要有哪些？4、什么是板厚方向性系数？它对冲压工艺有何影响？5、什么是板平面各向异性指数Δ r ？它对冲压工艺有何影响？第二章冲裁工艺及冲裁模设计一、填空题1、从广义来说，利用冲模使材料叫冲裁。
它包括、、、、等工序但一般来说，冲裁工艺主要是指和工序。
2、冲裁根据变形机理的不同，可分为和。
3、冲裁变形过程大致可分为、、三个阶段。
4、冲裁件的切断面由、、、四个部分组成。
5、冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现时形成的。
冲压模具设计
dε2 σ2-σm
=
dε3 σ3-σm
=ｄλ
式中 dλ——瞬时常数，在加载的不同瞬时是变
σm——平均主应力（静水应力）。
四、塑性变形时应力与应变的关系
全量理论认为，在比例加载（也称简单加 载，是指在加载过程中所有外力从一开始起就 按同一比例增加）的条件下，无论变形体所处 的应力状态如何，应变偏张量各分量与应力偏
b／B越小，拉深性能越
图2-12 拉楔试验
二、板料冲压成形性能的测定 （3）拉深性能试验
2）冲杯试验
也叫Swift拉深试验、LDR试验，是采用φ50mm的平底 凸模将试样拉深成形，图是GB／T 15825.3-1995“金属薄 板成形性能与试验方法拉深与拉深载荷试验”的示意图。
图2-13 冲杯试验
图是GB／T 15825.5-1995“金属薄板成形性能 与试验方法 弯曲试验”示意图。
二、板料冲压成形性能的测定 （5）锥杯试验
图是GB／T 15825.6— 1995“金属薄板成形性能与试 验方法锥杯试验”的示意图，
取冲头直径Dp与试样直径D0的
比值为0.35。
图2-17 锥杯试验
三、板料的基本性能与冲压成形性能的关系
三、板料的基本性能与冲压成形性能的关系
4.应变硬化指数n
硬化指数n表示材料在冷塑性变形中材料硬化 的程度。n值大的材料，硬化效应就大，这意味着 在变形过程中材料局部变形程度的增加会使该处 变形抗力较快增大，这样就可以补偿该处因截面 积减小而引起的承载能力的减弱，制止了局部集 中变形的进一步发展，致使变形区扩展，从而使 应变分布趋于均匀化。也就是提高了板料的局部 抗失稳能力和板料成形时的总体成形极限。
成形极限图Forming Limit Diagrams，缩写为 FLD）或成形极限曲线（Forming Limit Curves， 缩写为FLC）着眼于复杂零件的每一变形局部，它
第一章冲压变形的基本原理
第一章冲压变形的基本原理金属塑性变形的基本概念金属在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形，变形分为弹性变形和塑性变形。
而冲压加工就是利用金属的塑性变形成形制件的一种金属加工方法。
要掌握冲压成形加工技术，首先必须了解金属塑性变形的一些基本原理。
1.1.1 塑性变形的物理概念所有的固体金属都是晶体，原子在晶体所占的空间内有序排列。
在没有外力作用时，金属中原子处于稳定的平衡状态，金属物体具有自己的形状与尺寸。
施加外力，会破坏原子间原来的平衡状态，造成原子排畸变图1.1.1，引起金属形状与尺寸的变化。
图1.1.1 晶格畸变a)无外力作用；b)外力作用产生弹性畸变；c)晶格滑移或孪动；d)外力卸去后的永久变形假若除去外力，金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失和金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸，则这样的变形称为弹性变形（图 1.1.1a ）。
增大外力，原子排列的畸变程度增加，移动距离有可能大于受力前的原子间距离，这时晶体中一部分原子相对于另一部分产生较大的错动（图 1.1.1c ）。
外力除去以后，原子间的距离虽然仍可恢复原状，但错动了的原子并不能再回到其原始位置（图），金属的形状和尺寸也都发生了永久改变。
这种在外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。
受外力作用时，原子总是离开平衡位置而移动。
因此，在塑性变形条件下，总变形既包括塑性变形，也包括除去外力后消失的弹性变形。
1.1.2塑性变形的基本形式金属塑性变形是金属在外力的作用下金属晶格先产生晶格畸变，外力继续加大时，产生晶格错动，而这种错动通常在晶体中采取滑移和孪动两种形式。
1.滑移当作用在晶体上的切应力达到一定数值后，晶体一部分沿一定的晶面，向着一定的方向，与另一部分之间作相对移动，这种现象叫滑移，图1.1.1。
金属的滑移面，一般都是晶格中原子分布最密的面，滑移方向则是原子分布最密的结晶方向，因为沿着原子分布最密的面和方向滑移的阻力最小。
冲压出现压伤和变形的原因
冲压出现压伤和变形的原因冲压是一种常用的金属加工方法，通过施加外力将金属材料加工成所需形状的工艺过程。
然而，在冲压过程中，有时会出现压伤和变形的情况。
本文将从多个方面分析冲压出现压伤和变形的原因。
冲压过程中出现压伤的原因主要有以下几点。
第一，材料的硬度不均匀。
由于金属材料的硬度不均匀，导致在冲压过程中，部分区域受到的压力较大，从而造成压伤的现象。
第二，冲压模具的设计不合理。
如果冲压模具的设计存在缺陷，比如边缘过于锐利或者内部存在凸起，都会增加材料受力的集中程度，从而引发压伤。
第三，冲压机的调整不当。
冲压机在使用前需要进行调整，包括调整压力、速度等参数，如果调整不当，也会造成压伤。
冲压过程中出现变形的原因也有多种。
首先，材料的延展性不足。
金属材料在冲压过程中需要发生塑性变形，如果材料的延展性不足，就会难以实现所需的形状，从而产生变形。
第二，冲压模具的设计缺陷。
如果冲压模具的设计不合理，比如凸模和凹模的配合度不好，就会导致材料变形。
第三，冲压机的操作不规范。
冲压机在操作过程中需要保持稳定的速度和力度，如果操作不规范，就会导致材料变形。
第四，材料的温度过高。
在冲压过程中，如果材料的温度过高，就会导致材料软化，从而引起变形。
为了避免压伤和变形的发生，可以采取以下措施。
首先，选择适合的材料。
在冲压过程中，应根据具体情况选择硬度均匀、延展性好的金属材料，以保证冲压过程的稳定性。
其次，合理设计冲压模具。
冲压模具的设计应考虑到材料的变形特性，减少材料的受力集中度，从而降低压伤和变形的风险。
再次，进行合适的冲压机调整。
在使用冲压机前，应对机器进行适当的调整，包括调整压力、速度等参数，以确保冲压过程的稳定性。
最后，控制材料的温度。
在冲压过程中，应控制好材料的温度，避免过高的温度导致材料软化，从而引起变形。
冲压出现压伤和变形的原因有很多，包括材料的硬度不均匀、冲压模具的设计不合理、冲压机的调整不当、材料的延展性不足等。
冲压的原理
冲压工作原理
一、冲压的定义和工作原理
冲压是一种通过使用模具将板材一步一步加工成所需形状的工艺。
冲压工艺需要使用一对模具，上下模具形状相反，通过挤压和拉伸的方式将材料变形成所需形状。
冲压的工作原理是：将含有原材料的板材放置在模具之间，通过冲床将上模具向下加力让板材进入模具中完成冲压的过程。
具体的工艺过程可以分为下料、冲剪、模具、下料等环节。
二、冲压工艺的流程和应用领域
冲压工艺是一种高效率、高精度、大批量生产的加工方法，主要应用在汽车、机械、航空、电子、建筑等行业。
冲压工艺一般包括下料、开孔、成型、弯曲、切割、打孔等环节，并且可在一定程度上替代铸造和机加工。
三、调整冲压参数和机械结构设计
冲压加工的效率和成品质量有很大的关系，因此需要通过调整参数和设计机械结构来保证其加工效率和成品质量。
其中，调整参数主要包括调整送料轮、压边角、备料边距、翻边形状等。
机械结构设计方面则需要考虑模具选型、开口底座、限位销、顶针、导板等因素。
总体来说，冲压工艺在制造业中扮演着重要的角色，利用科学的参数调整和精良的机械结构设计可以大大提高生产效率和产品质量，同时也推动了制造业的发展。
冲压的原理和方法
冲压的原理和方法
冲压是一种金属加工方法，其原理是将金属板材置于冲压模具中，通过外力使模具对金属板材施加压力，使其发生塑性变形，从而得到所需的工件形状。
冲压的方法主要有以下几种：
1. 单冲：以一次冲压完成工件的成形。
适用于简单的工件形状。
2. 连续冲：
- 前进式连续冲压：连续冲压机上设置多个冲压模具，通过连续前进的方式依次完成各个工序。
适用于多工序复杂工件。
- 旋转式连续冲压：连续冲压机上设置一个或多个工作台，通过旋转工作台将工件进行连续加工。
适用于对称或半对称的工件形状。
3. 多工位冲压：在一台机床上设置多个工作位，通过分工分位的方式逐步加工工件。
适用于多工序复杂工件。
冲压的具体方法包括：
1. 剪切：利用冲压模具的剪切边缘对金属板材进行剪切，得到所需的形状。
2. 冲孔：利用冲压模具的冲孔部分对金属板材进行冲孔加工。
3. 弯曲：利用冲压模具的弯曲部分对金属板材进行弯曲变形，得到所需的形状。
4. 拉伸：利用冲压模具的拉伸部分对金属板材进行拉伸，使其发生塑性变形，得到所需的形状。
冲压方法的选择取决于工件的形状、尺寸和加工要求等因素。
第一章 冲压变形的基本原理
冲压工艺与模具设计
图1.2.1 一点的应力状态
（a）受力物体 （b）任意坐标系（c） 主轴坐标系
冲压工艺与模具设计
1.2.4 屈服准则的几何表示 （a）平面上两屈服准则表达 (b) 主应力空间两屈服准则表达
冲压工艺与模具设计
图1.2.5 单向拉应力－应变曲线
冲压工艺与模具设计
图1.2.6 实际应力曲线与假象应力曲线
冲压工艺与模具设计
1.2 塑性变形的力学基础
外力
内力
模具
毛坯
零件
毛坯的变形都是模具对毛坯施加外力所引起内力或由
内力直接作用的结果。应力就是毛坯内单位面积上作用的
内力。应力应理解为一极小面积上的内力与该面积比值的
极限，即:
lim P dP
F0 F dF
冲压工艺与模具设计
1.2.1 一点的应力与应变状态 １.一点的应力状态:
冲压工艺与模具设计
1.2.3 塑性变形时应力与应变的关系 物体受力产生变形, 所以应力与应变之间一定
存在着某种关系。 弹性变形时, 应 力E与应变之间的关系是线性的、
可逆的, 变形是可以恢复的。 （胡克定律 ）
单向拉伸应力-应变曲线(如图1.2.5)
冲压工艺与模具设计
1.2.3 塑性变形时应力与应变的关系 增量理论 : 瞬间的应变增量与相应应力的关系
1.屈雷斯加(H·Tresca)屈服准则
力屈达雷到斯某加一于定1m值a8x 6时412 ，(年 m材提ax 料出 mi即n:) 当行K材屈料服中。的因最此大，剪该应准 则又称为最大剪应力屈服准则。其数学表达式为:
冲压工艺与模具设计
1.2.2 屈服准则（塑性条件） 2. 密席斯(Von Mises)屈服准则 密席斯于1913年提出了另一屈服准则: 当材料
冲压模板件变形原因
冲压模板件变形原因冲压模板件的变形是指在冲压过程中，模板件的形状发生了异常变化。
这种变形常常导致模板件无法满足设计要求，从而影响产品的质量和功能。
冲压模板件变形的原因可以归结为以下几个方面：1. 材料的选择与性能：模板件的变形与材料的选择和性能密切相关。
如果使用的材料强度不够高或者韧性较差，模板件在受力后容易发生塑性变形。
此外，材料的厚度和硬度也会影响模板件的变形。
选择合适的材料以及优化材料的性能可以减少模板件的变形风险。
2. 冲压模具的设计与加工：冲压模具的设计和加工质量直接影响模板件的变形。
如果模具的结构不合理或加工精度不高，会导致模板件在冲压过程中受到不均匀的应力分布，从而引发变形。
因此，合理设计和高质量的模具制造是减少模板件变形的关键。
3. 冲压工艺参数的选择：冲压工艺参数包括冲头的速度、压力、冲孔位置等。
这些参数的选择与调整直接影响到模板件的形状和变形情况。
不合理的工艺参数选择可能会引起模板件变形。
因此，对冲压工艺参数的合理优化和调整是减少模板件变形的重要措施。
4. 模板件的结构设计：模板件的结构设计包括形状、尺寸等方面。
如果模板件的结构设计不合理，容易导致在受到应力时发生形状变化，进而产生变形。
因此，合理的模板件结构设计是预防变形的关键。
综上所述，冲压模板件变形是由材料的选择与性能、冲压模具的设计与加工、冲压工艺参数的选择以及模板件的结构设计等多个方面共同作用所致。
通过选择合适的材料、优化模具设计和加工精度、合理调整工艺参数以及优化模板件的结构设计，可以有效减少冲压模板件的变形。
这将有助于提高产品的质量和功能。
冲压铜件变形原因
冲压铜件变形的原因有多种，以下是一些常见的原因：
1.材料选择不当：铜材的种类和状态对冲压性能有很大影响。
如
果材料硬度过高或状态不当，容易在冲压过程中产生裂纹或变形。
因此，选择合适的铜材和状态是至关冲压铜件的首要条件。
2.模具设计不合理：模具设计如果不合理，例如模具间隙过小或
不均匀、凹模圆角半径过小等，会导致冲压过程中铜件受力不均，进而产生变形或破裂。
因此，模具设计时应充分考虑铜材的特性以及冲压工艺的要求。
3.冲压机的调整不到位：冲压机的压力、速度和行程等参数对冲
压铜件的变形也有影响。
如果压力过大或速度、行程控制不当，可能导致铜件在冲压过程中受力过大或受力时间过长，进而产生变形。
因此，在冲压过程中应调整好冲压机的各项参数，确保符合工艺要求。
4.润滑剂使用不当：润滑剂在冲压铜件过程中起到减小摩擦和减
少热量的作用，如果使用不当或用量过多，会导致铜件表面质量下降或产生变形。
因此，应选择合适的润滑剂并控制好用量。
5.操作不规范：操作工人在进行冲压操作时，如果操作不规范或
用力不均，可能导致铜件受力不均而产生变形。
因此，操作工人应经过培训并熟悉操作规程，确保按照规范进行操作。
6.模具磨损或维护不当：长时间使用模具或维护不当会导致模具
磨损或损伤，进而影响冲压效果和铜件质量。
因此，应定期检查和保养模具，及时修复或更换磨损严重的模具。
综上所述，要避免冲压铜件变形，需要从多个方面入手，包括选择合适的材料和状态、设计合理的模具、调整好冲压机参数、使用适当的润滑剂、规范操作以及定期检查和保养模具等。
只有这样，才能确保冲压铜件的质量和稳定性。
冲压变形基本原理
﹡改变坯料局部区域的温度
《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理
《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理
《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理
A－变形区；B－传力区；C－已变形区 图１.３.３ 变形趋向性对冲压工艺的影响
《冲压工艺及模具设计》
1.4 板料冲压成形性能及冲压材料
2.变形抗力及其指标 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。通常以真实应力作为变形抗力的指标。 《冲压工艺及模具设计》
H0 HK 镦粗率： c 100% H0
第1章 冲压变形的基本原理
1.1.4影响金属的塑性与变形抗力的因素
1.影响塑性的因素 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 ；变形的应力状态 2.影响金属变形抗力的主要因素 1)化学成分及组织的影响 2)变形温度对变形抗力的影响(如图1.1.3) 3)变形速度对变形抗力的影响 4)变形程度对变形抗力的影响 5)应力状态对变形抗力的影响
第1章 冲压变形的基本原理
1.2.1 点的应力与应变状态
１.应力：内力的强度，用σ表示。 2.点的应力状态(如图1.2.1) 3.应变：微小六面体的变形，用ε表示。
主应变
1 2 3
4.点的应变状态 空间一点无论受多少个力，都可简化为九个应力分量。在 静力平衡时，根据剪应力互等定理，可简化为六个应力分量。 主平面：剪应力为零的平面。 主应力：主平面上的应力。 《冲压工艺及模具设计》
1.4.1 板料的冲压成形性能
冲压成形性能: 板料对各种冲压成形加工的适应能力. 抗破裂性、 贴模性、定形性
第1章 冲压变形的基本原理
冲压成形的基本理论
第一章 冲压成形的基本(jīběn) 理论
三、冲裁件断面的形状 冲裁件断面可以分成明显(míngxiǎn)的四部
分：塌 角，光亮带，断裂带和毛刺。 塌角：也称为圆角带。 光亮带b：也称为剪切面。 断裂带c：也称为撕裂带。 毛刺d：也称为披峰。
精品资料
第一章 冲压(chòngyā)成形的 基本理论
精品资料
第一章 冲压成形的基本(jīběn) 理论
右图为一套简易的拉深模，我们通过 (tōngguò)此动画更加形象深刻地认识
拉深模具，看清模具是如何运作。
精品资料
第一章 冲压成形的基本(jīběn) 理论
1.1.2 冲裁变形分析 一、冲裁变形过程
（一）弹性(tánxìng)变形阶段 （二）塑性变形阶段 （三）断列分离阶段
屈服比 (%)
延伸率 (%)
73
27 以 上
71
30 以 上
69
31 以 上
67
45
61
46
57
47
74
18
77
12
75
9
60
-
71
-
78
-
44
-
66
-
24
-
37
-
－
2 1 .6
60
4 7 .0
84
3 5 .6
91
1 2 .8
92
7 .8
93
1 3 .8
9 1 精品资料 2 . 2
加工硬化 值n
0.2 -
加工硬化系数之高低意味著什么现象呢？
n值高的材料会发生下列的行为: (1) 继续进行加工会造成材料硬化、伸长量减少而使加工不易。 (2) 继续进行加工将会抑制局部变形，得到一致的变形。
冲压设计手册
冲压设计手册冲压设计手册是针对冲压工艺设计和生产过程中所涉及的内容进行系统整理和总结的一本工具书。
冲压技术作为一种高效的金属成形加工方法，已经在制造业中得到广泛应用。
冲压设计手册旨在帮助工程师和冲压技术人员更好地了解冲压工艺的基本原理、关键参数、常见问题及解决方法，提高冲压零件的设计质量和生产效率。
一、冲压工艺基本原理冲压是通过模具将金属板材加工成所需形状的一种成型工艺。
其基本原理可以概括为以下几点：1. 应力分布规律：在冲压过程中，金属板材受到了较大的应力，了解金属材料在冲压过程中的应力分布规律对于冲压设计至关重要。
2. 变形特点：冲压加工是通过对金属板材施加外力，使其发生塑性变形，了解金属板材在冲压过程中的变形特点有助于合理设计模具结构。
3. 冲压力学原理：冲压过程中受力分析、弹性变形和塑性变形规律等，对于冲压设计人员理解冲压加工过程非常关键。
二、冲压工艺参数及影响因素1. 冲压设备选择：冲床的选用、模具结构设计等方面，都会影响到冲压加工的质量和效率。
2. 材料选择：冲压材料的选择直接影响到最终产品的质量和性能，同时还会影响到冲模的寿命和加工效率。
3. 模具设计：模具的结构设计和材料选择是影响冲压质量和效率的关键因素，模具设计的合理性直接关系到产品质量和生产成本。
4. 冲压技术参数设定：包括冲头速度、压力、冲床的调速、料厚、料宽等参数的设定，这些参数的合理选择对于冲压工艺的效果具有重要影响。
三、常见问题及解决方法在实际的冲压生产中，常常会遇到一些常见问题，例如开裂、歪斜、拉伸过度等等。
针对这些问题，冲压设计手册应包括常见问题的原因分析和解决方法，以帮助工程师更好地解决实际生产中的问题。
四、冲压模具维护与保养冲压模具是冲压工艺中至关重要的一环，模具的维护与保养对于提高模具的使用寿命、保证产品质量和生产效率具有重要作用。
冲压设计手册中应包括模具维护保养的内容，指导冲压工艺人员如何正确地进行模具的维护与保养。
缺陷识别与判定
《冲压工艺及模具设计》
缺陷识别与判定
红点锈 钢板表面有红棕色的“红点”，面积可大可小。主要产生原因：防锈油挥 发流失，造成钢板无保护，滋生红锈（Fe2O3）。缺陷来源：一是涂油不 第1章 冲压变形的基本原理 足；二是运输过程和仓储过长。
缺陷发生位置
钢板表面 任何位置
处理办法
小面积锈可处理使用
《冲压工艺及模具设计》
擦除处理
《冲压工艺及模具设计》
缺陷识别与判定
冲压 缺陷来源：钢厂风机 第1章 冲压变形的基本原理 斜纹
缺陷发生位置
板面任何位置
处理办法
擦修处理
《冲压工艺及模具设计》
《冲压工艺及模具设计》
缺陷识别与判定
第1章 冲压变形的基本原理 什么叫表面质量”零缺陷” 就是最大限度满足客户的要求。对于我们来说：使我们 生产的产品最大限度的被客户所利用，而且不引起客户的投 诉或抱怨。这是一个度的问题。
《冲压工艺及模具设计》
缺陷识别与判定
第1章
异物 压入
钢卷在开卷时，会在钢板表面发现与钢板表面形貌无关的物质， 该物质硬度比钢板硬度大，易压入钢板表面，形成表面含异物 冲压变形的基本原理 的压坑，异物板上分布无规则，缺陷来源：钢厂。
钢卷边部 任何位置
处理办法
客户 可让步使用
《冲压工艺及模具设计》
缺陷识别与判定
边浪 此缺陷出现在钢板边部，一是钢板剪边失败引起的浪状形变，基本对称双 第1章 边浪。二是落料时因设备能力原因或薄板料产生单边浪或双边浪，俗称“ 冲压变形的基本原理 鼓包”，可通过二次剪切消除此缺陷。缺陷来源：一是钢厂；二是设备能
缺陷识别与判定
大红锈 此锈为红色，是红点锈，是典型的防锈油未起到保护作用，钢板表面的铁 （Fe2O3）原子和水分子以及部分杂质充当电解媒介，发生电化学腐蚀作用。主要产
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.2.3 塑性变形时应力与应变的关系
单向拉伸应力-应变曲线(如图1.2.5)
增量理论 d1 d 2 d 2 d 3 d 3 d1 C 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 3 1 C 全量理论 1 2 2 3 3 1 例：全量理论分析应力应变关系 1) 2 0时， 称平面应变(或称平面变形),由上式可得出:
图1.3.6 ）
﹡其他工艺措施
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.4 板料冲压成形性能及冲压材料
1.4.1 板料的冲压成形性能
冲压成形性能: 板料对各种冲压成形加工的适应能力。 抗破裂性、 贴模性、定形性
成形极限
冲压件形状尺寸精度
1.1金属塑性变形的基本概念
1.2金属塑性变形的力学基础
1.3冲压成形时变形毛坯的力学特点与分类 1.4板料冲压成形性能及冲压材料
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.1金属塑性变形的基本概念
在外力的作用下，金属产生形状和尺寸变化为变形，变形 分为弹性变形与塑性变形。
（a）受力物体 （b）任意坐标系（c） 主轴坐标系
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.2.4 屈服准则的几何表示 （a）平面上两屈服准则表达 (b) 主应力空间两屈服准则表达
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.4.4常用冲压材料及其力学性能
1.冲压常用的材料 黑色金属
金属材料
冲压材料 非金属材料 2. 冲压用新材料及其性能 1）高强度钢板 2）耐腐蚀钢板 3）双相钢板 4）涂层板 5）复合板材 冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》 有色金属
b / t
6.板平面各向异性指数
( 0 90 2 45 ) / 2
对拉深件质量的影响 （图1.4.2）
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.4.2
△γ对拉深件质量的影响
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冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.1.1 晶格畸变 (a)无外力作用；(b)外力作用产生弹性畸变； (c)晶格滑移或孪动；(d)外力卸去后的永久变形
冲压工艺与模具设计助学课件变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.2.1 一点的应力状态
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
本章学习要求：
1.掌握金属塑性变形的基本概念； 2.掌握板料冲压性能和常见的冲压材料； 3.了解塑性变形的力学基础和冲压成形方法的力学特点。
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.3.2
冲压应力图
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.3.2
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.3.3 冲压成形过程中变形趋向性及其控制
1.变形趋向性(如图1.3.4) 弱区必先变形，变形区应为弱区
2.变形趋向性的控制 ﹡合理地确定毛坯尺寸（图1.3.5
﹡正确设计模具工作部分形状和尺寸 ﹡改变毛坯与模具表面的摩擦条件
图1.2.5 单向拉应力－应变曲线 冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.2.6
实际应力曲线与假象应力曲线
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.2.7 几种常用冲压板料的硬化曲线 冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.4.1
拉伸试验用的标准试样和拉伸曲线
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理 4.硬化指数 单向拉伸硬化曲线可写成 k n ，其中 n 为硬化指数。 5.厚向异性指数 厚向异性指数是指单向拉伸试样宽度应变和厚度应变 之比
1.1.1塑性变形的物理概念
外力破坏原子间原有的平衡状态，造成排列的畸变，引起 金属形状和尺寸的变化。
1.1.2塑性变形的基本方式
滑移 \孪生 \多晶体的塑性变形（变形后形成纤维组织、变 形织构）(如图1.1.1)
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.2.2 屈服准则（塑性条件）
屈服准则：材料进入塑性状态的力学条件。当材料中的某
点的应力满足屈服准则，该点就进入塑性状态。 1.屈雷斯加(H· Tresca)屈服准则 2. 密席斯(Von Mises)屈服准则 3.屈服准则的几何表示 在平面应力状态时，屈服准则可用屈服轨迹来表示（如图 1.2.4）。 冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
θ 0 r , t 0且 r
θ
4.冲压毛坯变形区受异号应力的作用，而且压应力的绝对值 大于拉应力的绝对值。 (可以分为两种情况)
r 0 θ , t 0且 r
θ
θ 0 r , t 0且 r θ
综上所述：冲压变形可分为伸长类变形和压缩类变形 （如图1.3.3）。
冲压应力图
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.3.3
冲压变形图
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.3.4 变形趋向性对冲压工艺的影响
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
3.冲压毛坯变形区受异号应力的作用，而且拉应力的绝对值 大于压应力的绝对值。(可以分为两种情况) （如图1.3.2） r 0 θ , t 0且 r θ
1.硬化 材料的强度指标随变形程度的增加而增加,塑性随之降低。
2.硬化曲线 实际应力曲线与假象应力曲线 （如图1.2.6） 几种常用冲压板料的硬化曲线（如图1.2.7）
硬化指数是表明材料冷变形硬化的重要参数，对板料的冲
压性能以及冲压件的质量都有较大的影响。
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
1.1.4影响金属的塑性与变形抗力的主要因素
1.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响 2.变形温度对塑性和变形抗力的影响 3.变形速度对塑性和变形抗力的影响
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.3.5 环形毛坯的变形趋向 a)变形前的工具与毛坯 b)拉深 c)翻边
d)胀形
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第1章 冲压变形的基本原理 第1章 冲压变形的基本原理
图1.3.6
钢球活座套的冲压工艺过程中的变形趋向性的控制 a)落料 b)拉深 c)冲孔 d)翻边
1.1.3金属的塑性与变形抗力
1.塑性及塑性指标 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：常用的塑性指标有 延伸率
LK L0 100 % L0
断面收缩率
A0 AK 100 % A0
2.变形抗力 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。 冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
1.2 塑性变形的力学基础
外力 模具 毛坯 内力 零件
1.2.1 一点的应力应变状态
1.一点的应力状态 (如图1.2.1) 2.一点的主应变状态 体积不变定律： 1 2 3 0 三个推论： ﹡塑性变形时，只有形状的变化，而无体积的变化； ﹡无论什么应变状态，其中一个主应变的符号与另外两个 主应变的符号相反； ﹡已知两个应变就可求第三个应变。 冲压工艺与模具设计助学课件 《冲压工艺及模具设计》
1.4.2板材冲压成形试验的试验方法
板料冲压性能试验方法通常分为三种类型：力学试验、金 属学试验（统称间接试验）和工艺试验（直接试验）。
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