金属材料加工学-第2讲

，δ t
δ t百度文库
r，强度及塑性平面各向异性程度
σs
r ，n ，σs /σb
定形性能
σs ，E
r ，n ，σs /σb
其中重要的参数
r b /t
r1/4(r02r45r90)
r表示板材变形各向异性的重要参数
b—板拉伸试样宽度方向应变 t—板拉伸试样的厚度方向应变
板料冲压是金属塑性加工的基本方法之一，它是通过 装在压力机上的模具对板料施压，使之产生分离或成 形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯的 加工方 法。
通常是在室温条件下加工，故又称为冷冲压。 当板料厚度超过8mm或材料塑性较差时才采用热冲压 板料成形方法主要包括分离工序和成形工序
板料成形方法
层受拉伸。
弯曲过程
1—凸模 2—板料 3—凹模
弯曲变形过程
V型件的弯曲变形过程
弹性—弹塑性—塑性
弯曲产品
回弹
弯曲主要变形区应力分布
变形区应力—应变状态
(a)宽板（b/t≧ 3)，(b)窄板（b/t≦3）
弯曲力—行程曲线
轧板方向与弯曲方向的关系
弯曲的方式
压弯 折弯 辊弯
Z形弯曲模
板料成形方法
分离工序 成形工序
冲裁 修整
切断 拉深 弯曲 胀形 翻边
分离工序
落料及冲孔（冲裁）
冲裁变形过程
冲裁变形过程
弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂分离阶段
冲裁主要变形区
冲裁变形区应力状态
1、凹模 2、板料 3、凸模
垂直力： Fd+μF2=FP+μF1
水平力： F2+μFd=F1±μFP
拉深模
落料拉深模
二次拉深工艺过程
成形工序
胀形
胀形变形过程
坯料与凹模圆角接触处弯曲—与凸模接触坯料胀形 （弹性—塑性）—变形区不断扩大—板料厚度减薄 坯料全部包覆凸模，完成加工
主要变形区
变形区应力、应 变状态及应变分 布
胀形力—行程曲线：单调增加 变形与毛坯尺寸的关系
df/d越大，胀形所占比例越大
冲裁件的断面特征
剪裂带
毛刺
光亮带
改进冲裁件质量的途径
修整
切除余量 挤光
光洁冲裁
小间隙圆角刃口冲裁 负间隙冲裁 齿圈压板冲裁（精冲）
分离工序
修整
成形工序
成形工序是使坯料的 一部分相对于另一部 分产生位移而不破裂 的工序。主要包括：
弯曲 拉深 胀形 翻边
成形工序
弯曲
弯曲是将坯料弯 成具有一定角度 和曲率的成形工 序。弯曲过程中， 板料弯曲部分的 内层受压缩，外
主要变形区
底部—承力区 壁部—传力区 法兰部—主要变形
区
拉 深 力
行 程 曲 线
拉深系数m与圆筒产生褶皱及拉裂的关系
拉深系数m=d/D0 D0—原始圆坯料直径，d—拉深后筒件直径
变形与毛坯尺寸的关系
压延力—行程曲线
拉深件产生破裂的原因
凸凹模圆角半径设计不合理；Rd=(6~15)S，Rp=(0.6~1) Rd 凸凹模间隙不合理；Z=(1.1~1.2)S 拉深系数过小 模具表面精度和润滑条件差
板料成形性能 抗破裂性
贴模性、定形性
板料成形极限 冲压件形状尺寸精度
板料力学性能与成形性能的关系
板料力学性能 板料成形性能
主要影响参数
次要影响参数
弯曲成形性能 抗 破 拉深成形性能 裂 性 胀形成形性能 能
扩孔翻边性能
贴模性能
δ t
总延伸率的平面各向异性程度
r
n，σs /σb ，σs
N
r ，σs
成形工序
拉深
拉深是利用模具使冲裁后得到的平板坯料或者浅的空心坯 变形成开口空心零件的工序。其变形过程为：把直径为D 的平板坯料放在凹模上，在凸模作用下，坯料被拉入凸模 和凹模的间隙中，形成空心拉深件。
圆筒形件的拉深变形过程
圆筒形件的拉深变形过程 （a）原始状态（b）弯曲胀形（c）拉深（d）拉深结束
平板坯料胀形
管坯胀形
球体胀形
拉形
成形工序
翻边
翻边是在坯料的 平面或曲面部分 上，使坯料沿一 定的曲线翻成竖 直边缘的冲压方 法
翻边变形过程
变形区应力、应 变状态及应变分 布
翻 边 力
行 程 曲 线
翻边
成形工序
复合成形
板料成形性能与板料成形极限
基本概念 • 板料成形性能：板料对各种冲压成形加工的适应能力 • 板料成形极限：失稳前可达到的最大变形程度
冲裁变形区典型点的应力状态
冲裁力—行程曲线
1—低塑性材料 2、3—塑性材料
冲裁模间隙e
间隙适中—上、下裂纹重合，断面光洁，毛刺小。 间隙过小—上、下裂纹不重合，出现二次剪切分离，
形成二次光亮带，毛刺有所增长，但冲 裁件易清洗，穹弯小，断面比较平直。 间隙过大—光亮带小，圆角和斜度大，毛刺大而厚， 难以去除。
金属材料加工学基础
第二讲 金属的板成形
第一讲复习
金属材料加工的目的
获取所需要的工件形状 获得所需要的使用性能
主要加工技术
传统加工技术
现代加工技术
塑 铸性 造加
工
焊热
接
处 理
半
粉激沉
固
末光积
.
态 成 型
冶加技 金工术
. .
铁碳相图
在所有材料中金属是最重要的 在金属中钢铁是最重要的
板料冲压简介