中压工艺与模具设计 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。 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 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。 第1章 冲压变形的基本原理
中压工艺与模具设计 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冲压成形时变形毛还的力学特点与分类 1.4板料冲压成形性能及冲压材料 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 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
中压工艺与模具设计 1.1金属塑性变形的基本概念 在外力的作用下，金属产生的形状和尺寸变化称为变形， 变形分为弹性变形(elastic deformation)与塑性变形(plastic deformation). 弹性(elasticity)):卸载后变形可以恢复特性，可逆性。 塑性(plasticity)):物体产生永久变形的能力，不可逆性。 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，造成原子排列的畸变， 引起金属形状和尺寸的变化。变形的实质是原子间的距离产生 变化。 塑性变形：金属形状和尺寸产生永久改变，这种改变不可 恢复，该变形称为塑性变形。 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 1.1金属塑性变形的基本概念 在外力的作用下，金属产生的形状和尺寸变化称为变形， 变形分为弹性变形(elastic deformation)与塑性变形(plastic deformation )． 弹性(elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。 塑性(plasticity)：物体产生永久变形的能力，不可逆性。 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，造成原子排列的畸变， 引起金属形状和尺寸的变化。变形的实质是原子间的距离产生 变化。 塑性变形：金属形状和尺寸产生永久改变，这种改变不可 恢复，该变形称为塑性变形
中压工艺与模具设计 1.1.2塑性变形的基本方式 单晶体：滑移(slip、孪生twinning) 多晶体的塑性变形：晶内、晶间如图 变形后形成的组织改变：纤维组织、变形织构 田 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 1.1.2 塑性变形的基本方式 单晶体：滑移（slip)、孪生 (twinning) 多晶体的塑性变形: 晶内、晶间(如图) 变形后形成的组织改变：纤维组织、变形织构
冲压工艺与模具设计 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 6=Lk-L1×100% Lo 断面收缩率y=,A×100% A 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。 塑性与变形抗力是两个不同的概念： 塑性：反映变形的能力。 变形抗力：是塑性变形的难易程度。 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 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 断面收缩率 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。 塑性与变形抗力是两个不同的概念： 塑性：反映变形的能力。 变形抗力：是塑性变形的难易程度。 100% L L L 0 K 0 − = 100% 0 0 − = A A AK
中压工艺与模具设计 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 化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素。 组织：单项组织、多向组织。组织的不同塑性和变形抗力会 有很大的差别。 钢的制造工艺： 2.变形温度对塑性和变形抗力的影响 )温度升高，回复与再结晶； 2)温度升高，原子热运动加剧： Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 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 化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素。 组织：单项组织、多向组织。组织的不同塑性和变形抗力会 有很大的差别。 钢的制造工艺： 2.变形温度对塑性和变形抗力的影响 1）温度升高，回复与再结晶； 2）温度升高，原子热运动加剧；
中压工艺与模具设计 1.1.4影响金属的塑性与变形抗力的主要因素 2.变形温度对塑性和变形抗力的影响 3)温度升高，原子热振动加刷（热塑性）； 4)温度升高，晶界强度下降； 3.变形速度对塑性和变形抗力的影响 速度大时，塑性变形来不及扩展。没有足够时间回复、再结晶， 塑性降低变形抗力增大。 速度大时，热效应显著，变形体有温度效应对塑性增加有利。 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 1.1.4影响金属的塑性与变形抗力的主要因素 2.变形温度对塑性和变形抗力的影响 3）温度升高，原子热振动加剧（热塑性）； 4）温度升高，晶界强度下降； 3.变形速度对塑性和变形抗力的影响 速度大时，塑性变形来不及扩展。没有足够时间回复、再结晶， 塑性降低变形抗力增大。 速度大时，热效应显著，变形体有温度效应对塑性增加有利
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： △P dp o=lim AF-0△FdF Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 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： dF dP F P F = = →0 lim
中压工艺与模具设计 1.2.1一点的应力与应变状态 1.一点的应力状态： 是指通过变形体内某点的单元体所有截面上的应力的 有或无、大小、方向等情况。 Copyright2003 Pearson Education,Inc
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 1.2.1 一点的应力与应变状态 １.一点的应力状态： 是指通过变形体内某点的单元体所有截面上的应力的 有或无、大小、方向等情况
中压工艺与模具设计 的的白的 的的的 的白 图1.2.2九种主应力状态图 Copyright03 Pearson Education,Ine
冲压工艺与模具设计 Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. 图1.2.2 九种主应力状态图