第6章 冲压性能及成形极限
合集下载
第6章 冲压性能及成形极限
R 1 R00 2 R450 R900 4
b b0 R b t ln t t0 ln
R 、n 是板料两个特定成形指标； R 平面内易于变形，厚度减薄轻。 1 R R00 R900 R450 7、凸耳参数（ 面内异性系数） 2 该值大，拉深件口部严重不平齐，需修边切除。
用杯底破裂时杯口平均直径评价称为ccv分散性颈缩diffusenecking载荷开始随变形增大而减小由于应变硬化这种颈缩在一定尺寸范围内可以转移使材料在这个范围内产生亚稳定的塑性流动故载荷下降比较缓慢
第六章 冲压性能与成形极限
一、冲压性能一般概念
1、冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。 2、拉伸失稳： 板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂的现象。 3、压缩失稳： 板料在压应力作用下起皱的现象。 4、成形极限： 板料发生失稳前可以达到大的最大变形程度。 5、总体成形极限：板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变化程 度，如极限拉深系数、极限翻边系数、极限胀形高度等。 6、局部成形极限：板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变化程 度，如局部 极限应变。 7、成形极限图： （Forming Limit Diagrams , 简称FLD ） 。由不同应变路径 下的局部极限应变构成的曲线或条带形区域。它全面反 映了板料在单向或双向拉应力作用下抵抗颈缩或破裂的 能力。
4、总延伸率 t (lt l0 ) / l0 总延伸率大 ，变形程度大，抗破裂性好 d log n 5、应变硬化指数 n n K d log
n 值不仅提高局部应变能力，且使应变均匀。 n 值大增大成形极限 分散性颈缩失稳 1 n 集中性颈缩失稳 1 2n
6、塑性应变比（厚向异性系数）R
五、冲压成形性能试验方法与指标
b b0 R b t ln t t0 ln
R 、n 是板料两个特定成形指标； R 平面内易于变形，厚度减薄轻。 1 R R00 R900 R450 7、凸耳参数（ 面内异性系数） 2 该值大，拉深件口部严重不平齐，需修边切除。
用杯底破裂时杯口平均直径评价称为ccv分散性颈缩diffusenecking载荷开始随变形增大而减小由于应变硬化这种颈缩在一定尺寸范围内可以转移使材料在这个范围内产生亚稳定的塑性流动故载荷下降比较缓慢
第六章 冲压性能与成形极限
一、冲压性能一般概念
1、冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。 2、拉伸失稳： 板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂的现象。 3、压缩失稳： 板料在压应力作用下起皱的现象。 4、成形极限： 板料发生失稳前可以达到大的最大变形程度。 5、总体成形极限：板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变化程 度，如极限拉深系数、极限翻边系数、极限胀形高度等。 6、局部成形极限：板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变化程 度，如局部 极限应变。 7、成形极限图： （Forming Limit Diagrams , 简称FLD ） 。由不同应变路径 下的局部极限应变构成的曲线或条带形区域。它全面反 映了板料在单向或双向拉应力作用下抵抗颈缩或破裂的 能力。
4、总延伸率 t (lt l0 ) / l0 总延伸率大 ，变形程度大，抗破裂性好 d log n 5、应变硬化指数 n n K d log
n 值不仅提高局部应变能力，且使应变均匀。 n 值大增大成形极限 分散性颈缩失稳 1 n 集中性颈缩失稳 1 2n
6、塑性应变比（厚向异性系数）R
五、冲压成形性能试验方法与指标
板料的冲压成形性能与成形极限
§6.1 概述
成形极限图（FLD）就是由不同应变路径下的局部极限 应变构成的曲线或条带形区域，它全面反映了板料在单向和 双向拉应作用下抵抗颈缩或破裂的能力，经常被用来分析解 决成形时的破裂问题。
§6.1 概述
全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性 （fitability）和定形性（shape fixability），故影响因素很多， 如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件（变 形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作 水平等。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
一、各种冲压成形方法的力学特点与分类
正确的板料冲压成形工艺的分类方法，应该能够明确地 反映出每一种类型成形工艺的共性，并在此基础上提供可能 用共同的观点和方法分析、研究和解决每一类成形之艺中的 各种实际问题的条件。在各种冲压成形工艺中毛坯变形区的 应力状态和变形特点是制订工艺过程、设计模具和确定极限 变形参数的主要依据，所以只有能够充分地反映出变形毛坯 的受力与变形特点的分类方法，才可能真正具有实用的意义。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
冲压成形时，在应力状态满足屈服准则的区域将产生塑 性变形，称为塑性变形区（A区）。不同工序，随着外力作 用方式和毛坯及模具的形状、尺寸的不同，变形区所处的部 位也不相同。应力状态不满足屈服准则的区域，不会产生塑 性变形，称为非变形区。根据变形情况，非变形区又可进一 步分为已变形区(B)、待变形区(C)和不变形区(D)。有时已变 形区和不变形区还起传力的作用，可称其为传力区(B 、C)。 图所示为拉深、翻边、缩口变形过程中毛坯各区的分布。
贴模性（fittability）：板料在冲压过程中取得模具形状 的能力。
定形形（shape fixability）：零件脱模后保持其在模内 既得形状的能力。
《冲压工艺学》本科教学大纲
《冲压工艺学》教学大纲课程编号：E0331144学时数：48学分数：3适用专业：材料成型及控制工程（本科、模具方向）先修课程：《机械制造基础》、《机械设计基础》、《金属塑性成形原理》、《认识实习》考核方式：平时成绩（实验、作业、课堂提问、考勤）占30%，期末考试占70%。
一、本课程的性质和任务性质：本课程是材料成型及控制工程专业的一门专业课。
通过本课程学习和课程设计，能掌握分析、制定工艺方案和设计冲压模具的方法。
任务：1、初步掌握冲压成形的原理、板料成形规律及其与冲压工艺和模具设计的关系；2、掌握冲压工艺过程的设计方法，具有设计中等复杂程度冲压工艺过程的能力；3、掌握冲压模具的设计方法，具有设计中等复杂程度的冲模及必要的辅助机构的能力；4、具有应用冲压成形基本原理，冲压工艺及冲模设计方法的知识，分析和解决冲压生产中常见的产品质量和模具方面技术问题的能力；5、了解冲压新工艺、新型模具及冲压技术的发展方向。
二、课程内容和要求（一）、理论教学：48学时第一章绪论（2学时）教学内容1、本课程的性质和任务2、冲压加工的地位、种类和发展教学要求1、明确本课程的研究对象和内容，以及学习本课程的目的。
2、了解本课程在培养材料成型专业工程技术人才的地位、任务和作用。
3、了解冲压技术的发展趋势。
第二章冲裁（8学时）教学内容1、冲裁变形机理2、模具间隙3、凸. 凹模刃口尺寸的计算4、冲裁力的计算及降低冲裁力的方法5、排样6、精密冲裁7、其它冲裁法教学要求1、掌握冲裁变形机理和工艺分析方法。
2、掌握冲裁模具设计要点和方法。
3、了解其他冲裁技术。
第三章弯曲（6学时）教学内容1、板料的弯曲现象及其原因2、窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析3、宽板弯曲时的应力（σθ. σρ. σb）4、弯曲力计算和设备选择5、弯曲件毛坯长度计算6、最小相对弯曲半径rmin/t7、弯曲回弹8、弯曲模工作部分的尺寸计算教学要求1、了解板料的弯曲现象及其原因，能分析板料弯曲时的应力应变状态。
冲压材料及其冲压成型性能冲压模具变形理论基础
冲压材料及其冲压成型性能冲压模具变形理论基础来源：未知模具站责任编辑：模具站发表时间:2010-06-26 00:06-冲压模具变形冲压材料冲压成型性能塑胶模具五金模具锻压模具模具综合核心提示：冲压成形加工方法与其它加工方法一样，都是以自身性能作为加工依据，材料实施冲压成形加工必须有好的冲压成形性能。
1.材料的冲压成形性能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。
材料的冲压性能好，就是指其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形…冲压成形加工方法与其它加工方法一样，都是以自身性能作为加工依据，材料实施冲压成形加工必须有好的冲压成形性能。
1.材料的冲压成形性能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。
材料的冲压性能好，就是指其便于冲压加工，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。
由此可见，冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及的因素很多，但就其主要内容来看，有两方面：一是成形极限，二是成形质量。
（1）成形极限在冲压成形过程中，材料能达到的最大变形程度称为成形极限。
对于不同的成形工艺，•成形极限是采用不同的极限变形系数来表示的。
•由于大多数冲压成形都是在板厚方向上的应力数值近似为零的平面应力状态下进行的，因此，不难分析：在变形坯料的内部，凡是受到过大拉应力作用的区域，就会使坯料局部严重变薄，甚至拉裂而使冲件报废；凡是受到过大压应力作用的区域，若超过了临界应力就会使坯料丧失稳定而起皱。
因此，从材料方面来看，为了提高成形极限，就必须提高材料的塑性指标和增强抗拉、抗压能力。
•冲压时，当作用于坯料变形区内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，故称这种冲压变形为伸长类变形（如胀形、扩口、内孔翻边等）。
•当作用于坯料变形区内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，故称这种冲压变形为压缩类变形（如拉深、缩口等）。
第六章冲压
国内外常用拉伸试验标准的主要技术要求
GB
12.5 (20) 50 (80) 75 3~30 ≤0.5P 屈服后~最大 力前（常用 5%~15%） 屈服后~最大 力前（常用 15%）
DIN
12.5 （20） 50 (80) 75 120 ≤30 ≤0.5P 屈服后~最大 力前（常用 10%~20%） 屈服后~最大 力前（常用 20%）
第六章 板料的冲压成形性能与成形极限
试验在室温下（20±10°C）进行。试验之前，要精确测量试样的 厚度和宽度，并刻划标点和标距长度。用螺旋测微计测量试样厚度时， 当厚度≤0.5mm时，精确到0.005mm；当厚度＞0.5mm时，精确到 0.01mm。在标距长度的中部和两端测量三点，取其最小值。 n值的测量计算 根据均匀塑性变形范围内真实应力——真实应变指数式的对数式，运 用最小二乘法计算应变硬化指数n。（见下式） σ=k n （1） 式中：σ 在力F作用下试样的真实应力 N/mm2 n 应变硬化指数 k 强度系数 对公式（1） 两边取对数，lnσ=lnk+nln （2） （2） 式可简化为：Y=Kx+B （3） 根据公式（3）导出计算应变硬化指数的关系式：
JIS
(12.5,20) 25 (50,80) 50 (60,120) 60 10~30 ≤0.8P 产品标准规定或 协商 屈服后~最大力 前（常用15%）
ASTM
12.5 (20) 50 (20,25) 75 ≤11.5 ≤0.5P 屈服后~最大 力前（常用 10%~20%） 屈服后~最大 力前（常用 17%）
第六章 板料的冲压成形性能与成形极限
总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以 达到的最大变化程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极 限翻边系数等均属于总体成形极限，它们常被用作工艺设计 参数。
冲压性能及成形极限
五、冲压成形性能试验方法与指标
1、胀形成形性能试验（杯突试验）（Eriohsen试验）
指标：用破裂时凸包高度IE值评价。IE值越大，胀形成形性能越好。
2、扩孔成形性能试验（KWI扩孔试验）
指标：用破裂时极限扩孔率值评价。
d f d0 d0
100%
d f d f max d f min / 2
最小相对弯曲半径=
rmin / t
5、“拉—胀”复合成形性能试验 （福井杯锥试验）
指标：用杯底破裂时杯口平均直径 评价，称为CCV值。
CCV
1 ( Dmax Dmin ) 2
六、塑性拉伸失稳理论
1、拉深失稳的概念和类型
1）分散性颈缩（Diffuse necking)： 载荷开始随变形增大而减小，由 于应变硬化，这种颈缩在一定尺寸范 围内可以转移，使材料在这个范围内 产生亚稳定的塑性流动，故载荷下降 比较缓慢。肉眼观察不到。 2）集中性颈缩（Localized necking)： 应变硬化不足以使颈缩转移，应 力增长率远小于承载面积的减小速度， 故载荷随变形程度的增大而急剧下降。 肉眼可以观察到。
3、拉深成形性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ试验
（1）圆柱形平底凸模冲杯试验（Swift平底冲杯试验）
指标：用拉破时极限拉深比LDR评价。 LDR Dmax / d p （2）TZP试验 Ff Fmax 指标：用拉深潜力T值评价。 T 100% Ff
4、弯曲成形性能试验
指标：用外表面破裂时的最小相对弯曲半径值评价。
二、冲压成形区域划分
四种典型工艺： 拉深 刚性凸模胀形 伸长类翻边 弯曲 复杂零件的成形经 常可视为两个或两 个以上的复合
变形趋向性：拉深、平底凸模胀形、圆孔翻边及扩孔所用模具相同，但毛 坯直径不同，或预制孔直径不同，则拉深和胀形可相互转变， 胀形和扩孔翻边可相互转变，或两种变形复合。
板材成形理论知识要点
3. n值、r值与成形性能的关系
第二章 冲裁工艺与模具设计
1冲裁变形分离过程大致可分为3个阶段。 弹性变形阶段, 塑性变形阶段,断裂分离阶段 2冲裁断面可明显地分成4个特征区， 即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺 3降低冲裁力的方法:阶梯凸模冲裁, 斜刃口冲裁 4凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长 距离摩擦加剧了侧面的磨损. 5确定合理间隙的理论计算法依据主要是：在合理 间隙情况下冲裁时，材料在凸、凹模刃口产生 的裂纹成直线会合.
第四章
拉深工艺与模具设计
1.拉深 是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的 冲压加工方法。 2.拉深件各部分的厚度是不一致的。一般是： 底部略为变薄，但基本上等于原毛坯的厚度； 壁部上段增厚，越靠上缘增厚越大； 壁部下段变薄，越靠下部变薄越多； 壁部向底部转角稍上处，则出现严重变薄，甚至断裂。 3.毛坯划分为5个区域： ⑴．平面凸缘区(｜σ 1｜＝｜σ 3｜，有R＝0．61Rt), ⑵. 凸缘圆角区, ⑶．筒壁区, ⑷．底部圆角区, ⑸．筒底部分
2.冲模零件的分类:分成五个类型的零件。
⑴.工作零件 是完成冲压工作的零件 ⑵.定位零件 这些零件的作用是保证送料时有良好的导 向和控制送料的进距. ⑶.卸料、推件零件 这些零件的作用是保证在冲压工序 完毕后将制件和废料排除，以保证下一次冲压工序顺 利进行。 ⑷.导向零件 这些零件的作用是保证上模与下模相对运 动时有精确的导向，使凸模、凹模间有均匀的间隙， 提高冲压件的质量。 ⑸.安装、固定零件 这些零件的作用是使上述四部分 零件联结成“整体”，保证各零件间的相对位置，并 使模具能安装在压力机上。
10.结构废料――由于工件结构形状的需要，如工 件内孔的存在而产生的废料，称为结构废料， 它决定于工件的形状，一般不能改变。 11.工艺废料―― 工件之间和工件与条料边缘之 间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔， 不可避免的料头和料尾废料，称为工艺废料， 它决定于冲压方式和排样方式。 12.冲裁间隙对产品质量和模具寿命的影响
第二章 冲裁工艺与模具设计
1冲裁变形分离过程大致可分为3个阶段。 弹性变形阶段, 塑性变形阶段,断裂分离阶段 2冲裁断面可明显地分成4个特征区， 即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺 3降低冲裁力的方法:阶梯凸模冲裁, 斜刃口冲裁 4凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长 距离摩擦加剧了侧面的磨损. 5确定合理间隙的理论计算法依据主要是：在合理 间隙情况下冲裁时，材料在凸、凹模刃口产生 的裂纹成直线会合.
第四章
拉深工艺与模具设计
1.拉深 是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的 冲压加工方法。 2.拉深件各部分的厚度是不一致的。一般是： 底部略为变薄，但基本上等于原毛坯的厚度； 壁部上段增厚，越靠上缘增厚越大； 壁部下段变薄，越靠下部变薄越多； 壁部向底部转角稍上处，则出现严重变薄，甚至断裂。 3.毛坯划分为5个区域： ⑴．平面凸缘区(｜σ 1｜＝｜σ 3｜，有R＝0．61Rt), ⑵. 凸缘圆角区, ⑶．筒壁区, ⑷．底部圆角区, ⑸．筒底部分
2.冲模零件的分类:分成五个类型的零件。
⑴.工作零件 是完成冲压工作的零件 ⑵.定位零件 这些零件的作用是保证送料时有良好的导 向和控制送料的进距. ⑶.卸料、推件零件 这些零件的作用是保证在冲压工序 完毕后将制件和废料排除，以保证下一次冲压工序顺 利进行。 ⑷.导向零件 这些零件的作用是保证上模与下模相对运 动时有精确的导向，使凸模、凹模间有均匀的间隙， 提高冲压件的质量。 ⑸.安装、固定零件 这些零件的作用是使上述四部分 零件联结成“整体”，保证各零件间的相对位置，并 使模具能安装在压力机上。
10.结构废料――由于工件结构形状的需要，如工 件内孔的存在而产生的废料，称为结构废料， 它决定于工件的形状，一般不能改变。 11.工艺废料―― 工件之间和工件与条料边缘之 间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔， 不可避免的料头和料尾废料，称为工艺废料， 它决定于冲压方式和排样方式。 12.冲裁间隙对产品质量和模具寿命的影响
冲压工艺--板料的冲压成形性能与成形极限
t0
Dp
备注
0.5以下 10.~20 2ri≈0.2Dp 0.5~2.0 30~50 D0≥2.5Dp 2.0以上 50~100
3杯形件拉深试验（Swift试验）
Swift试验是以求极限拉深比LDR作为评定板材拉 深性能的试验方法。 试验所用装置与试验标准分别见图和表。
Swinft试验装置（1-冲头 2-压边圈 3-凹 模 4-试件）
六、板料的冲压成形性能与成形极限
板料基本性能与冲压成形性能的关系 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本 性能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性指 标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。薄板 成形性（sheet metal formability），根据 BG/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对 于冲压成形的适应能力。
具有最佳成形性能的材料应具有如下特点： 均匀分布应变； 承受平面内压缩应力而无起皱现象； 可以达到较高应变而无颈缩和断裂； 承受平面内剪切应力而无断裂； 零件由凹模出来后保持其形状 保持表面光洁，阻止表面损伤。
薄板本身固有的基本特性值与其成形性能之间具有一 定的相关性见下表。对于冷轧冲压钢板，往往希望具有 低的屈服强度、低的屈强比、高的n、r值。
坯料受到双向拉应力作用而实现胀形变形。 在胀形中当试件出现裂缝时，冲头的压入深度称为胀形深度或 Erichsen试验深度，简计为IE值。IE值作为评定板材胀形成 形能力的一个材料特性值。实际上，胀形是典型的拉伸类成形 工序，故IE值也是评定拉伸类冲压成形性能的一个材料特性值。 很明显，IE值越大，胀形性能越好。
2) 杯突试验（ERICHSEN TEST） 杯突试验是历史较为悠久、操作简便、在目前仍然广泛采用 的工艺试验方法，主要用来评定薄板材料的深冲性能，一般适 用于厚度等于或小于2mm，必要时也可试验厚度为2~4mm 的板材和带材，1914年是由德国的A.E.Erichsen做了专用的 试验设备，所以也叫Erichsen试验。其试验装置如图。 试验时，先将平板坯料试件放在凹模平面上，用压边圈压住试 件外圈，然后，用球形冲头将试件压入凹模。由于坯料外径比 凹模孔径大很多，所以，其外环不发生切向压缩变形，而与冲 头接触的试件中间部分。
冲压工艺--板料的冲压成形性能与成形极限
六、板料的冲压成形性能与成形极限
板料基本性能与冲压成形性能的关系 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本 性能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性指 标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。薄板 成形性（sheet metal formability），根据 BG/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对 于冲压成形的适应能力。
对数式，运用最小二乘法计算应变硬化指数n。（见下式）
20%）
产品标准规定或 协商
屈服后~最大力 前（常用15%）
12.5 (20)
50 (20,25)
75
≤11.5
12.5 (20)
50 (80)
75 （120）
3~30
≤0.5P
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
品标准规定或 协商
3~30
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 5%~15%） 屈服后~最大 力前（常用
15%）
12.5 （20）
50 (80)
75 120
≤30
(12.5,20) 25
(50,80) 50
(60,120) 60
10~30
≤0.5P
≤0.8P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
屈服后~最大 力前（常用
σs /σb
σs /σb称为屈强比，它对板材冲压性能的影 响是多方面的。σs/σb的比例越低，屈服点和抗 拉强度的差距越大，钢板在同等强度对比加工 时，对压缩类成形工艺，材料起皱趋势也小； 对伸长类成形工艺，材料定形性和贴模性好， 回弹变形也小。
冲压成形性能试验方法与指标
1）机械性能的检验 拉伸试验是一种非常普遍的机械性能试验方
板料基本性能与冲压成形性能的关系 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本 性能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性指 标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。薄板 成形性（sheet metal formability），根据 BG/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对 于冲压成形的适应能力。
对数式，运用最小二乘法计算应变硬化指数n。（见下式）
20%）
产品标准规定或 协商
屈服后~最大力 前（常用15%）
12.5 (20)
50 (20,25)
75
≤11.5
12.5 (20)
50 (80)
75 （120）
3~30
≤0.5P
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
品标准规定或 协商
3~30
≤0.5P
屈服后~最大 力前（常用 5%~15%） 屈服后~最大 力前（常用
15%）
12.5 （20）
50 (80)
75 120
≤30
(12.5,20) 25
(50,80) 50
(60,120) 60
10~30
≤0.5P
≤0.8P
屈服后~最大 力前（常用 10%~20%）
屈服后~最大 力前（常用
σs /σb
σs /σb称为屈强比，它对板材冲压性能的影 响是多方面的。σs/σb的比例越低，屈服点和抗 拉强度的差距越大，钢板在同等强度对比加工 时，对压缩类成形工艺，材料起皱趋势也小； 对伸长类成形工艺，材料定形性和贴模性好， 回弹变形也小。
冲压成形性能试验方法与指标
1）机械性能的检验 拉伸试验是一种非常普遍的机械性能试验方
第六章板料冲压成形性能
• 定形性指零件脱模后保持其在模内既得形 状的能力。影响定形性的诸因素中，回弹 是最主要的因素，零件脱模后，常因回弹 过大而产生较大的形状误差。 • 板料的贴模和定形性好坏与否，是决定零 件形状尺寸精确度的重要因素。 • 1980年，日本学者吉田清太提出，用方板 对角拉伸（图6－53）时的起皱特性可以估 测和研究板料的贴模性和定形性，但在目 前的冲压生产和板料生产中，仍主要用抗 破裂性作为评定板料冲压成形性能的指标。
第六章 板料的冲压成形性能与成形 极限
• 板料对冲压成形工艺的适应能力叫做板料 的冲压成形性能。板料在成形过程中可能 出现两种失稳现象：一种叫拉伸失稳；表 现为板料在拉应力作用下局部出现缩颈或 破裂；另外一种叫压缩失稳，表现为板料 在压应力作用下出现皱纹。板料发生失稳 前可以达到的最大变形程度叫做成形极限。
• 2.扩孔成形性能试验 • 3.拉深成形性能试验 测定或评价板料拉深成 形性能时，常采用圆柱形平 底凸模冲杯试验（Swift平底 冲杯试验）或TZP试验（拉 深潜力试验。冲杯试验是一 种传统试验方法，但试验比 较繁杂。TZP试验方法比较 简便，但需要专用试验装置 或设备。冲杯试验和TZP试 验均可反映拉深成形性能， 但二者试验原理不同，不能 等价替代。（本课程安排冲 杯实验） 4.弯曲成形性能试验
• 一般来讲，冲压成形性能是介于材料科学 和冲压成形技术之间的一个边缘问题。冲 压成形性能除与板料的材质、组织结构和 性能有关外，冲压技术的改善也常常会使 成形性能得到提高。
二、冲压成形区域与成形性能的划分
• 生产中常将圆柱形凸模胀形、伸长类翻边（包括扩孔）、 拉伸以及弯曲视为四种最典型、最常用的冲压成形方式 （图6－1），而一些比较复杂的冲压成形方式经常可视为 它们之中的两个或两个以上的复合。例如，汽车覆盖件等 一些形状比较复杂的的零件成形，常常表现为“拉压－胀 形”复合方式（图6－2）。
第一章板料冲压性能与成形工艺第一次课
D
第一章 板料冲压性能与成形极限
3）锥杯试验 对板材的拉深胀形复合冲压性能给出评价。
冲 压 工 艺 及 模 具 设 计
锥杯试验 锥杯实验是板材的拉深变形和胀形变形的复合性能实验。实验装置如图 所示，用球形凸模与60度锥形凹模，在无压边条件下对毛坯进行拉深；凸模 下降到凹模的直壁部分以后为胀形变形。测出锥杯件底部破裂时上口的最大 直径Dmax与最小直径Dmin，并用下式计算锥杯实验值CCV作为板材的拉深-胀 形复合成形性能指标。CCV =（Dmax+Dmin)/2 CCV值越小，反映板材在曲面零件成形时可能产生的变形程度越大，所 以拉深-胀形复合成形性能越好.
第一章 板料冲压性能与成形极限
4 相似试验
在类似实际生产的条件下进行试验，以取得各种数据。优点是结果具 体，数据可靠，便于直接应用。缺点是试验周期长，费用高。主要有Swift 筒形件拉深试验、拉深力对比试验和翻边性能试验等
1）Swift筒形件拉深试验 冲 压 工 艺 及 模 具 设 计
Swift求极限拉深比的试验， 也叫Swift拉深试验
瑞典式纯胀形试验
在Erichsen胀形 试验条件下，试样法 兰边或多或少总会有 某种变形，即法兰边 金属会有少许流向凹 模内。于是，中间部 分材料的胀形成分就 不十分纯。 瑞典式纯胀形试 验在凹模与压边圈相 应位臵上设臵了三角 形肋槽，以阻止法兰 部分材料流入凹模， 使球形冲头下面所对 材料产生纯胀形。
冲 压 工 艺 及 模 具 设 计
计算出各个载荷P下的实际应力与实际 应变，即 p p F bt
ln
F l b0t0 ln 0 ln bt l0 F
以实际应力为纵坐标，实际应变为横坐 标，描绘出板料的应力应变拉伸曲线
冲压工艺与模具设计习题及答案
第2章冲压变形基础一、填空1．在室温下，利用安装在压力机上的对被冲材料施加一定的压力，使之产生，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。
2．用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为3．冲压工艺分为两大类，一类叫，一类是。
4．物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有，称为.5．变形温度对金属的塑性有重大影响。
就大多数金属而言，其总的趋势是：随着温度的，塑性，变形抗力。
6．以主应力表示点的应力状态称为，表示主应力个数及其符号的简图称为可能出现的主应力图共有。
7．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：8．加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的，其强度、硬度和变形抗力逐渐，而塑性和韧性逐渐9．在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的造成的。
10. 材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及两个方面：一是，二是二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）1．（）主应变状态一共有9种可能的形式。
2．（）材料的成形质量好，其成形性能一定好。
3．（）热处理退火可以消除加工硬化（冷作硬化）。
4．（）屈强比越小，则金属的成形性能越好。
5．（）拉深属于分离工序。
三、选择1．主应力状态中，，则金属的塑性越好。
A．压应力的成份越多，数值越大 B. 拉应力的成份越多，数值越大。
2．当坯料三向受拉，且σ1＞σ2＞σ3＞0时，在最大拉应力σ1方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是压缩变形A．伸长变形 B.压缩变形四、思考1．冷冲压的特点是什么？2．冷冲压有哪两大类基本工序？试比较分离工序和成形工序的不同之处。
3．何谓材料的板平面方向性系数？其大小对材料的冲压成形有哪些方面的影响？4．何谓材料的冲压成形性能？冲压成形性能主要包括哪两方面的内容？材料冲压成形性能良好的标志是什么？5．冲压对材料有哪些基本要求？如何合理选用冲压材料？五、问答在冲压工艺资料和图样上，对材料的表示方法有特殊的规定。
第六章 冲压成形性能与成形极限6
εa + εb+ευ=0 εt=-(εa+εb) R 可称板料的塑性厚向异性参数 可称板料的塑性厚向异性参数 板料的各个方向存在异性，其程度用加权平均值表示： 板料的各个方向存在异性，其程度用加权平均值表示： 加权平均值表示
1 R = ( R0 + 2 R45 + R90 ) 4
拉深力小，传力区不易裂，利于拉深成形， 拉深力小，传力区不易裂，利于拉深成形， LDR↑，m↓。 ， 。
⑴拉深成形性能：抵抗α破裂的能力。 拉深成形性能：抵抗α破裂的能力。
与变形区和传力区变形程度有关。 与变形区和传力区变形程度有关。
⑵胀形成形性能：抵抗α破裂的能力。 胀形成形性能：抵抗α破裂的能力。
与变形区变形程度有关。 与变形区变形程度有关。
⑶扩孔成形性能：抵抗β破裂的能力。 扩孔成形性能：抵抗β破裂的能力。
δ α = σ2 又设： 又设： 应力比 δ1 σ 应变比 β = ε 2 ε1
表示应变路径
三种特殊情况： 三种特殊情况： 等双拉： 等双拉：右边缘线 ε1=ε2 σ1= σ2 ε3= - (ε1+ε2) α=1 β=1 平面应变： 轴线 平面应变：Y轴线 α=0.5 ε1拉 β=0 ε3压 ε2为零
d0
d0 d0
d d
o
变化， 变化，成形方式不同
p
教图6-4 教图
dp
dp dp
很小，胀形，孔扩不开， 很小，胀形，孔扩不开，胀形高度有限 较小，扩孔， 较小，扩孔，高度有所增加 较大， 较大，翻边
实验显示： 实验显示：
通过几何参数变化，划分出冲压成形区域图。 通过几何参数变化，划分出冲压成形区域图。 教图1-26 分析几何条件对冲压成形工艺的影响 教图1 在右上360 的区域里， 的增加， 在右上360o的区域里，随do的增加，扩孔的 趋势增加，拉深的难度增加，极限提高。 趋势增加，拉深的难度增加，极限提高。 要达到某种成形工艺的实现， 要达到某种成形工艺的实现，就必须给定一定 某种成形工艺的实现 的条件来,使要实现的变形方式所需的力最小。 的条件来,使要实现的变形方式所需的力最小。 所需的力最小
1 R = ( R0 + 2 R45 + R90 ) 4
拉深力小，传力区不易裂，利于拉深成形， 拉深力小，传力区不易裂，利于拉深成形， LDR↑，m↓。 ， 。
⑴拉深成形性能：抵抗α破裂的能力。 拉深成形性能：抵抗α破裂的能力。
与变形区和传力区变形程度有关。 与变形区和传力区变形程度有关。
⑵胀形成形性能：抵抗α破裂的能力。 胀形成形性能：抵抗α破裂的能力。
与变形区变形程度有关。 与变形区变形程度有关。
⑶扩孔成形性能：抵抗β破裂的能力。 扩孔成形性能：抵抗β破裂的能力。
δ α = σ2 又设： 又设： 应力比 δ1 σ 应变比 β = ε 2 ε1
表示应变路径
三种特殊情况： 三种特殊情况： 等双拉： 等双拉：右边缘线 ε1=ε2 σ1= σ2 ε3= - (ε1+ε2) α=1 β=1 平面应变： 轴线 平面应变：Y轴线 α=0.5 ε1拉 β=0 ε3压 ε2为零
d0
d0 d0
d d
o
变化， 变化，成形方式不同
p
教图6-4 教图
dp
dp dp
很小，胀形，孔扩不开， 很小，胀形，孔扩不开，胀形高度有限 较小，扩孔， 较小，扩孔，高度有所增加 较大， 较大，翻边
实验显示： 实验显示：
通过几何参数变化，划分出冲压成形区域图。 通过几何参数变化，划分出冲压成形区域图。 教图1-26 分析几何条件对冲压成形工艺的影响 教图1 在右上360 的区域里， 的增加， 在右上360o的区域里，随do的增加，扩孔的 趋势增加，拉深的难度增加，极限提高。 趋势增加，拉深的难度增加，极限提高。 要达到某种成形工艺的实现， 要达到某种成形工艺的实现，就必须给定一定 某种成形工艺的实现 的条件来,使要实现的变形方式所需的力最小。 的条件来,使要实现的变形方式所需的力最小。 所需的力最小
冲压材料
冲压材料的形状
七。冲压材料的形状有各种规格的板料、 带料和块料。
8
冲压材料的种类
八。黑色金属包括普通碳素结构钢、优 质碳素钢、不锈钢、电工硅钢
普 通 碳 素 结 构 钢 优 质 碳 素 结 构 钢
9
不 锈 钢
电 工 硅 钢
10
九。有色金属包括铜及铜合金、铝及铝 合金、镁合金、钛合金等。
铜 合 金
4
冲压成形的性能指标
• 四。性能指标1 材料在外力作用下， 产生永久变形而不致引起破坏的性能，称 为塑性。
5
五。指标二 材料的屈服极限与强度极 限的比值称为屈强比。屈强比小，表示 材料易塑性变形而不易断裂
6
六。指标三 弹性模量E是材料的刚 度指标。弹性模量愈大，在成形过程 中抗压失稳能力愈强，卸载后弹性恢 复愈小，有利于提高零件的尺寸精度。 弹 性 模 量 测 定 仪
铝 合 金
11
镁 合 金
12
钛 合 金 玻 璃 货 架
13
十。非金属材料包括纸板、胶木板、塑 料板、纤维板、云母等
纸 板
胶 木 板
休息
14
纤 维 板
云 母
15
冲压材料
1
材料的冲压成形性能
一。材料对各种冲压成形方法的适应能力称为冲 压成形性能
2
二。材料冲压成形性能一 成形极限是指材料在冲 压成形过程中能达到的最大变形程度。
3
三。冲压成形性能二 成形质量是指 材料经冲压成形以后所得到的冲压件能 达到的质量指标，包括尺寸精度、厚度 变化、表面质量以及物理机械性能等。
第6章 板料的冲压成形性能与成形极限
第6章 板料的冲压成形性能 与成形极限
沈阳航空工业学院
主讲：贺平
6、1 冲压成形区域与成形极限
一、概述 板料对冲压成形工艺的适应能力叫板料的冲压成形性能 冲压成形性能。 冲压成形性能 板料在成形过程中可能出现两种失稳： 拉伸失稳：板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂。 拉伸失稳 压缩失稳：板料在压应力作用下出现皱纹。 压缩失稳 板料在发生失稳之前可以达到的最大变形程度叫成形极 成形极 限。 成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。 成形极限 总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达 到的最大变化程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻 边系数等，它们常被用作工艺设计参数。
伸长类应变指：成形过程中材料主要受拉应力作用，产生 的伸长变形导致厚度减薄； 压缩类应变指：成形过程中材料主要受压应力作用，产生 的压缩变形导致厚度增大； 弯曲应变指： 弯曲成形过程中，外区受拉，属于伸长类 成形，内区受压，属于压缩类应变。
（表6-1） （图6-7）
Байду номын сангаас 6、2 冲压成形性能试验方法与指标
局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可达到的最大变化 程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。 成形极限图（FLD）就是由不同应变路径下的局部极限应 变构成的曲线或条带形区域，它全面反映了板料在单向和双向 拉应力作用下抵抗颈缩或破裂的能力，常被用来分析解决成形 时的破裂问题。 板料的冲压成形性能包括：抗破裂性、贴模性、定型性。 贴模性指板料在冲压过程中取得模具形状的能力。 贴模性 定型性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。 定型性 目前主要以抗破裂性作为评定板料冲压成形性的指标。
模拟试验，是指模拟某一类实际成形方法来成形小尺寸 试样的板料冲压试验。 1、胀形成形性能试验 2、扩孔成形性能试验 3、拉深成形性能试验 （1）、圆柱形平底凸模冲杯试验 （2）、TZP试验 4、弯曲成形性能试验 5、“拉深—胀形”复合成形性能试验
沈阳航空工业学院
主讲：贺平
6、1 冲压成形区域与成形极限
一、概述 板料对冲压成形工艺的适应能力叫板料的冲压成形性能 冲压成形性能。 冲压成形性能 板料在成形过程中可能出现两种失稳： 拉伸失稳：板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂。 拉伸失稳 压缩失稳：板料在压应力作用下出现皱纹。 压缩失稳 板料在发生失稳之前可以达到的最大变形程度叫成形极 成形极 限。 成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。 成形极限 总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达 到的最大变化程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻 边系数等，它们常被用作工艺设计参数。
伸长类应变指：成形过程中材料主要受拉应力作用，产生 的伸长变形导致厚度减薄； 压缩类应变指：成形过程中材料主要受压应力作用，产生 的压缩变形导致厚度增大； 弯曲应变指： 弯曲成形过程中，外区受拉，属于伸长类 成形，内区受压，属于压缩类应变。
（表6-1） （图6-7）
Байду номын сангаас 6、2 冲压成形性能试验方法与指标
局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可达到的最大变化 程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。 成形极限图（FLD）就是由不同应变路径下的局部极限应 变构成的曲线或条带形区域，它全面反映了板料在单向和双向 拉应力作用下抵抗颈缩或破裂的能力，常被用来分析解决成形 时的破裂问题。 板料的冲压成形性能包括：抗破裂性、贴模性、定型性。 贴模性指板料在冲压过程中取得模具形状的能力。 贴模性 定型性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。 定型性 目前主要以抗破裂性作为评定板料冲压成形性的指标。
模拟试验，是指模拟某一类实际成形方法来成形小尺寸 试样的板料冲压试验。 1、胀形成形性能试验 2、扩孔成形性能试验 3、拉深成形性能试验 （1）、圆柱形平底凸模冲杯试验 （2）、TZP试验 4、弯曲成形性能试验 5、“拉深—胀形”复合成形性能试验
第六章 板料的冲压成形性能与成形极限
4、吉田分类图
§6.2 现代冲压成形的分类理论
3、冲压成形力学分类的意义及作用
综上所述，可以把冲压变形概括为两大类：伸长类变形与 压缩类变形。当作用于毛坯变形区内的绝对值最大应力、应 变为正值时，称这种冲压变形为伸长类变形，如胀形翻孔 与 弯曲外侧变形等。成形主要是靠材料的伸长和厚度的减薄来 实现。这时，拉应力的成分越多，数值越大，材料的伸长与 厚度减薄越严重。当作用于毛坯变形区内的绝对值最大应力、 应变为负值时，称这种冲压变形为压缩类变形，如拉深较外 区和弯曲内侧变形等。成形主要是靠材料的压缩与增厚来实 现，压应力的成分越多，数值越大，板料的缩短与增厚就越 严重。
类成形时以恢复材料的塑性为主要目的的退火之间 有很大的差别，进行退火的意义和方法也不相同。 例如以极限拉深系数进行一次拉深工序之后，如不 退火，仍然可以继续进行下次变形程度较小的拉深 工序；但以极限胀形系数进行一次胀形加工后，如 不经恢复塑性的退火，再继续进行胀形是不可能的。
伸长类成形与压缩类成形的对比
如减小凹模圆角半径、适当增大压边力或采用 合理的压边间隙。对易产生内皱的拉深件（如锥 形、球形或抛物线拉深件），可采用拉深筋、弧 形压边圈或反拉深等。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
3、冲压成形力学分类的意义及作用 2）提高压缩类成形极限的措施
c）以降低变形区的变形抗力为主要目的的退火。 如多次拉深时的中间退火，这时的退火与伸长
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
a)拉深 b)内缘翻边 c)缩口 冲压成形时毛坯各区划分举例
冲压方法
拉深 翻孔 缩口
变形区
A A A
已变形区 B B B
不变形区 待变形区
无 无 C
传力区 B B C
§6.2 现代冲压成形的分类理论
3、冲压成形力学分类的意义及作用
综上所述，可以把冲压变形概括为两大类：伸长类变形与 压缩类变形。当作用于毛坯变形区内的绝对值最大应力、应 变为正值时，称这种冲压变形为伸长类变形，如胀形翻孔 与 弯曲外侧变形等。成形主要是靠材料的伸长和厚度的减薄来 实现。这时，拉应力的成分越多，数值越大，材料的伸长与 厚度减薄越严重。当作用于毛坯变形区内的绝对值最大应力、 应变为负值时，称这种冲压变形为压缩类变形，如拉深较外 区和弯曲内侧变形等。成形主要是靠材料的压缩与增厚来实 现，压应力的成分越多，数值越大，板料的缩短与增厚就越 严重。
类成形时以恢复材料的塑性为主要目的的退火之间 有很大的差别，进行退火的意义和方法也不相同。 例如以极限拉深系数进行一次拉深工序之后，如不 退火，仍然可以继续进行下次变形程度较小的拉深 工序；但以极限胀形系数进行一次胀形加工后，如 不经恢复塑性的退火，再继续进行胀形是不可能的。
伸长类成形与压缩类成形的对比
如减小凹模圆角半径、适当增大压边力或采用 合理的压边间隙。对易产生内皱的拉深件（如锥 形、球形或抛物线拉深件），可采用拉深筋、弧 形压边圈或反拉深等。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
3、冲压成形力学分类的意义及作用 2）提高压缩类成形极限的措施
c）以降低变形区的变形抗力为主要目的的退火。 如多次拉深时的中间退火，这时的退火与伸长
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
a)拉深 b)内缘翻边 c)缩口 冲压成形时毛坯各区划分举例
冲压方法
拉深 翻孔 缩口
变形区
A A A
已变形区 B B B
不变形区 待变形区
无 无 C
传力区 B B C
成形极限
解决方法
应力分析法
应变分析法
第一种简称为应力分析法，是使板料在成形过程中最危险处的最大应力≤板料的允许(极限)应力。用这种方 法，一般先要找到在成形过程的某一瞬间板料上各点应力的分布规律．以便找出最危险处(危险点)。然后还要找 到危险点应力在不同瞬间的变化规律．以便找出最危险的时刻。最危险处在最危险时刻的应力，才是最大应力。 这个应力，对于轴对称零件，一般可通过联立求解微分平衡方程、协调方程和塑性方程求出。对非轴对称零 件．则需用塑性有限元等方法才能求出。总之都是相当繁琐的。而不等式的右边—板料的允许(极限)应力。对同 一种板料，在不同的应力状态下也是不同的，并非一个常数。故用应力分析法来解决板料大塑性变形的成形极限 问题，是很困难的。
成形极限
工程领域术语
01 板料
03 理论图
目录
02 图 04 解决方法
挤压变形程度、凹模半锥角、润滑状态及摩擦因子等是影响塑性失稳成形极限的主要因素。将不同应力状态 下测得的两个主应变的许用值，分别标在以板面内较小的那个主应变为横坐标、较大的那个主应变为纵坐标的坐 标系里，定下一些点，由这些点连成的曲线就称为板料的成形极限图FLD。
理论图
板料在以拉为主的变形方式下，其成形极限与应力状态密切有关。对于一些塑性材料，可据以判断板料在不 同应力状态下所能达到的成形极限，根据以上受拉失稳分析，建立以板料开始失稳作为判断准则的理论成形极限 图如4。
图4
图5为以试验为基础的板料成形极限图。将其与理论成形极限图进行对比，得出如下结论：
图5
板料
工程应力-应变曲线上的最大值相当于材料的拉伸强度σb。最大载荷时的应变是拉伸试件的一种稳定伸长量， 即随试样伸长而横截面积稳定均匀减少情况下的计量长度。对于伸长类的变形工序，如航空器零件的拉伸成形、 汽车覆盖件(护板)的成形以及局部颈缩决定了材料的成形极限，在这种情况下稳定伸长是材料延展性的一项重要 测量指标。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ห้องสมุดไป่ตู้
3、拉深成形性能试验
（1）圆柱形平底凸模冲杯试验（Swift平底冲杯试验）
指标：用拉破时极限拉深比LDR评价。 LDR Dmax / d p （2）TZP试验 Ff Fmax 指标：用拉深潜力T值评价。 T 100% Ff
4、弯曲成形性能试验
指标：用外表面破裂时的最小相对弯曲半径值评价。
第六章 冲压性能与成形极限
一、冲压性能一般概念
1、冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。 2、拉伸失稳： 板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂的现象。 3、压缩失稳： 板料在压应力作用下起皱的现象。 4、成形极限： 板料发生失稳前可以达到大的最大变形程度。 5、总体成形极限：板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变化程 度，如极限拉深系数、极限翻边系数、极限胀形高度等。 6、局部成形极限：板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变化程 度，如局部 极限应变。 7、成形极限图： （Forming Limit Diagrams , 简称FLD ） 。由不同应变路径 下的局部极限应变构成的曲线或条带形区域。它全面反 映了板料在单向或双向拉应力作用下抵抗颈缩或破裂的 能力。
四、板材的基本性能指标及其与冲压成形性能的关系
基本性能：由单向拉深试验获得。 1、屈服极限 s Fs / A0 s 小，材料易屈服、回弹小， 贴模性和定型性好。 2、屈强比
s b 小，塑性变形阶段长，有利 s b
b
Fb A0
于冲压成形。
3、均匀延伸率 u (lu l0 ) / l0 均匀延伸率大 ，均匀变形程度 大，抗拉伸失稳性能好。
冲压成形性能还包括：抗破裂性、贴模性、定形性
介于材料科学与冲压成形技术之间的边缘问题
二、冲压成形区域划分
四种典型工艺： 拉深 刚性凸模胀形 伸长类翻边 弯曲 复杂零件的成形经 常可视为两个或两 个以上的复合
变形趋向性：拉深、平底凸模胀形、圆孔翻边及扩孔所用模具相同，但毛 坯直径不同，或预制孔直径不同，则拉深和胀形可相互转变， 胀形和扩孔翻边可相互转变，或两种变形复合。
三、冲压成形性能划分
破裂的三种方式： 破裂－由于板料所受拉应力超过强度极限引起 1） 的破裂。 2） 破裂－由于板料的伸长变形超过材料的局部延 伸率引起的破裂。 3）弯曲破裂－由于弯曲变形区的外层材料中拉应力 过大引起的破裂。 破裂特点： 拉深破裂出现在传力区，胀形破裂出现在变形区。 因此板料拉深和胀形时对 破裂的抵抗能力不同。
五、冲压成形性能试验方法与指标
1、胀形成形性能试验（杯突试验）（Eriohsen试验）
指标：用破裂时凸包高度IE值评价。IE值越大，胀形成形性能越好。
2、扩孔成形性能试验（KWI扩孔试验）
指标：用破裂时极限扩孔率值评价。
d f d0 d0
100%
d f d f max d f min / 2
R 1 R00 2 R450 R900 4
b b0 R b t ln t t0 ln
R 、n 是板料两个特定成形指标； R 平面内易于变形，厚度减薄轻。 1 R R00 R900 R450 7、凸耳参数（ 面内异性系数） 2 该值大，拉深件口部严重不平齐，需修边切除。
最小相对弯曲半径=
rmin / t
5、“拉—胀”复合成形性能试验 （福井杯锥试验）
指标：用杯底破裂时杯口平均直径 评价，称为CCV值。
CCV
1 ( Dmax Dmin ) 2
六、塑性拉伸失稳理论
1、拉深失稳的概念和类型
1）分散性颈缩（Diffuse necking)： 载荷开始随变形增大而减小，由 于应变硬化，这种颈缩在一定尺寸范 围内可以转移，使材料在这个范围内 产生亚稳定的塑性流动，故载荷下降 比较缓慢。肉眼观察不到。 2）集中性颈缩（Localized necking)： 应变硬化不足以使颈缩转移，应 力增长率远小于承载面积的减小速度， 故载荷随变形程度的增大而急剧下降。 肉眼可以观察到。
4、总延伸率 t (lt l0 ) / l0 总延伸率大 ，变形程度大，抗破裂性好 d log n 5、应变硬化指数 n n K d log
n 值不仅提高局部应变能力，且使应变均匀。 n 值大增大成形极限 分散性颈缩失稳 1 n 集中性颈缩失稳 1 2n
6、塑性应变比（厚向异性系数）R