任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)講解

任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)內(nèi)容簡介：本項目講述沖壓成形工藝基礎(chǔ)。涉及沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；常見沖壓設(shè)備及工作原理、選用原則；沖壓成形基本原理和規(guī)律；沖壓成形性能及常見沖壓材料；模具材料種類、性能、選用原則及熱處理方法；模具制造特點、模具零件加工方法及應(yīng)用等。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)學習目的與要求：1．掌握沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；2．了解沖壓成形性能與機械性能關(guān)系，認識常見沖壓材料；3．了解常見模具材料，掌握選用原則；4．認識模具制造特點，掌握模具零件加工方法。

任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形基本概念、沖壓成形性能與機械性能關(guān)系、常見模具材料及選用、常用模具零件加工方法及應(yīng)用。重點：難點：沖壓成形基本規(guī)律、沖壓成形性能與機械性能關(guān)系、模具零件加工方法及應(yīng)用。塑性：表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性能力。

塑性指標：衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標為延伸率δ和斷面收縮率ψ。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)變形：彈性變形、塑性變形。金屬受外力作用產(chǎn)生塑性變形后不僅形狀和尺寸發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的組織和性能也將發(fā)生變化。一般會產(chǎn)生加工硬化或應(yīng)變剛現(xiàn)象：一、塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬的機械性能，隨著變形程度的增加，強度和硬度逐漸增加，而塑性和韌性逐漸降低；任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)晶粒會沿變形方向伸長排列形成纖維組織使材料產(chǎn)生各向異性；由于變形不均，會在材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，變形后作為殘余應(yīng)力保留在材料內(nèi)部。

1．點的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)為了全面、完整地描述變形區(qū)內(nèi)各點的受力和變形情況。二、塑性力學基礎(chǔ)應(yīng)力——正應(yīng)力、剪應(yīng)力任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)應(yīng)力狀態(tài)：主應(yīng)力狀態(tài)類似有應(yīng)變狀態(tài)的概念。一般認為金屬材料在塑性變形時體積不變，因此主應(yīng)變狀態(tài)圖只有三種。通常是圍繞該點取出一個微?。ㄕ┝骟w（即所謂單元體），用該單元體上三個相互垂直面上的九個應(yīng)力分量來表示。已知該九個應(yīng)力分量，則過此點任意切面上的應(yīng)力都可求得。

塑性變形可能出現(xiàn)九種主應(yīng)力狀態(tài)。點的應(yīng)力狀態(tài)a）任意坐標系

b）主軸坐標系

任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)9種主應(yīng)力狀態(tài)圖任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)3種主應(yīng)變狀態(tài)圖任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)2．金屬的屈服條件任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)屈服——塑性狀態(tài)，主要取決于兩方面的因素：（1）在一定的變形條件（變形溫度和變形速度）下材料的物理機械性質(zhì)——轉(zhuǎn)變的根據(jù)；

（2）材料所處的應(yīng)力狀態(tài)——轉(zhuǎn)變的條件。單向應(yīng)力狀態(tài)：σ=σS

一般應(yīng)力狀態(tài)：σ1-σ3=βσS

3．金屬塑性變形時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系彈性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是線性的、可逆的，與加載歷史無關(guān)；任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)塑性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系則是非線性的、不可逆的，與加載歷史有關(guān)。金屬的應(yīng)力-應(yīng)變圖1-實際應(yīng)力曲線

2-假象應(yīng)力曲線

任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)（1）應(yīng)力分量與應(yīng)變分量符號不一定一致，即拉應(yīng)力不一定對應(yīng)拉應(yīng)變，壓應(yīng)力不一定對應(yīng)壓應(yīng)變；（2）某方向應(yīng)力為零其應(yīng)變不一定為零；（3）在任何一種應(yīng)力狀態(tài)下，應(yīng)力分量的大小與應(yīng)變分量的大小次序是相對應(yīng)的，即б1＞б2＞б3，則有ε1＞ε2＞ε3。（4）若有兩個應(yīng)力分量相等，則對應(yīng)的應(yīng)變分量也相等，即若б1＝б2，則有ε1＝ε2。幾點討論結(jié)論

1．硬化規(guī)律三、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律加工硬化：任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)硬化曲線：σ=Aεn塑性降低，變形抗力提高。能提高變形均勻性。

實際應(yīng)力曲線或真實應(yīng)力曲線。表示硬化規(guī)律。這種變化規(guī)律可近似用指數(shù)曲線表示。

2．卸載彈性恢復(fù)規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)反載軟化曲線

3．體積不變條件金屬材料在塑性變形時，體積變化很小，可以忽略不計。任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)一般認為金屬材料在塑性變形時體積不變，可證明滿足：ε1+ε2+ε3=0

4．最小阻力定律在塑性變形中，破壞了金屬的整體平衡而強制金屬流動，當金屬質(zhì)點有向幾個方向移動的可能時，它向阻力最小的方向移動。任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)在沖壓加工中，板料在變形過程中總是沿著阻力最小的方向發(fā)展。這就是塑性變形中的最小阻力定律。弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū)控制變形的趨向性：任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)措施：（1）材料本身的特性開流和限流沖壓工序的性質(zhì)（2）板料的應(yīng)力狀態(tài)工藝參數(shù)模具結(jié)構(gòu)參數(shù)（如凸模、凹模工作部分的圓角半徑，摩擦和間隙等。

1．沖壓成形性能四、沖壓材料及其沖壓成形性能材料的沖壓成形性能：任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)材料的沖壓性能好成形極限高成形質(zhì)量好便于沖壓加工沖壓成形性能是一個綜合性的概念成形極限高成形質(zhì)量好材料對各種沖壓加工方法的適應(yīng)能力。沖壓加工的依據(jù)。

2．沖壓成形性能的試驗方法間接試驗和直接試驗任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)3．板料的機械性能與沖壓成形性能的關(guān)系板料的強度指標越高，產(chǎn)生相同變形量的力就越大；塑性指標越高，成形時所能承受的極限變形量就越大；剛度指標越高，成形時抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。

不同沖壓工序?qū)Π辶系臋C械性能的具體要求有所不同。

4．沖壓材料（1）對沖壓材料的要求任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)b．對材料厚度公差的要求c．對表面質(zhì)量的要求a．對沖壓成形性能的要求（2）常用沖壓材料黑色金屬（FeCrMn）、有色金屬、非金屬材料硬化曲線任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)方板拉深試驗——最小阻力定律試驗任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)變形趨向性對沖壓工藝和影響任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)環(huán)形毛坯的變形趨向（ａ）變形前的模具與毛坯（ｂ）拉深（ｃ）翻邊（ｄ）脹形任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓：五、沖壓與沖模概念任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)1.基本概念沖壓生產(chǎn)場景室溫下壓力機模具材料分離或塑性變形。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)加工對象：主要金屬板材加工依據(jù)：板材沖壓成形性能（主要是塑性）加工設(shè)備：主要是壓力機加工工藝裝備：沖壓模具沖壓模具：在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)合理的沖壓工藝先進的模具高效的沖壓設(shè)備沖壓生產(chǎn)的三要素任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)特別強調(diào)：沖壓模具重要性沖模一種特殊工藝裝備。

沖模與沖壓件有“一模一樣”的關(guān)系。沖模沒有通用性。

沖模是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。

沖模的功能和作用、沖模設(shè)計與制造方法和手段，決定了沖模是技術(shù)密集、高附加值型產(chǎn)品。

任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖模設(shè)計與制造場景沖模設(shè)計沖模制造任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)多工位精密級進模2．沖壓成形加工特點任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)低耗、高效、低成本

“一模一樣”、質(zhì)量穩(wěn)定、高一致性

可加工薄壁、復(fù)雜零件板材有良好的沖壓成形性能

模具成本高所以，沖壓成形適宜批量生產(chǎn)。

沖壓加工是制造業(yè)中最常用的一種材料成形加工方法。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品沖壓成形產(chǎn)品示例二——高科技產(chǎn)品任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形產(chǎn)品示例二——高科技產(chǎn)品汽車覆蓋件飛機蒙皮六、沖壓工序的分類任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)根據(jù)材料的變形特點分：分離工序：分離工序、成形工序沖壓成形時，變形材料內(nèi)部的應(yīng)力超過強度極限σb，使材料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離，從而成形零件。分離工序主要有剪裁和沖裁等。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)成形工序：沖壓成形時，變形材料內(nèi)部應(yīng)力超過屈服極限σs，但未達到強度極限σb，使材料產(chǎn)生塑性變形，從而成形零件。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊等。1.沖模的分類七、沖模沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模等。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)（2）根據(jù)工序組合程度分類：單工序模、復(fù)合模、級進模（1）根據(jù)工藝性質(zhì)分類：2.沖模組成零件任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖模通常由上、下模兩部分構(gòu)成。組成模具的零件主要有兩類：②結(jié)構(gòu)零件：①工藝零件：直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括：工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括：導向零件、緊固零件、標準件及其它零件等.沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)流程：八、沖模設(shè)計與制造的要求任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)（沖壓）產(chǎn)品設(shè)計沖壓成形工藝設(shè)計沖壓模具設(shè)計沖模制造沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)相互影響相互關(guān)聯(lián)沖模設(shè)計與制造流程圖沖壓模具設(shè)計與制造包括沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計與模具制造三大基本工作。沖壓工藝設(shè)計是沖模設(shè)計的基礎(chǔ)和依據(jù)。沖模設(shè)計的目的是保證實現(xiàn)沖壓工藝。