冲压工艺基础-2(材料)

1、 1.3 冲压模具按其用途可将模具分为：冷冲压模、塑料模、压铸模、锻模、粉末冶金模、橡胶模、陶瓷模、玻璃模、铸造用金属模等。按成形原理又可分为冲裁模和型腔模两大类。 冲裁模的分类 按工序性质分 有落料模、冲孔模、切边模、切断模、剖切模、整修模、精冲模、拉深模、弯曲模、翻边模等等。 .1冲压工艺根底a) 落料模 b) 冲孔模 c) 剪切模 d) 修边模 e) 切口模 f) 剖切模 图1-1 冲裁模常见构造 .1冲压工艺根底2弯曲模 将坯料弯曲成一定外形的模具。 1上模板；2凸模；3压边圈；4定位板；5凹模； 6凹模固定板；7下模板 图1-2 弯曲模 .1冲压工艺根底 3拉深模 将平板料变成一定外

2、形的空心件的模具如图1-3。 图1-3 拉深模.1冲压工艺根底 按导向安装分 有无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模、导筒模等。 按卸料安装分: 刚性卸料板和弹性卸料板冲模。 按挡料或定位方式分: 固定挡料销、活动挡料销、导正销和侧刃冲模。 按制造凸、凹模的资料分： 钢质冲模、硬质合金冲模、橡皮冲模、锌基合金冲模等。 按工序的组合分 有单工序模和多工序模。多工序模又分为延续模和复合模等。 .1冲压工艺根底 按送料、出件等方法分： 手动模、半自动模、自动模等。 按轮廓尺寸分：大型模、中型模、小型模。 .1冲压工艺根底1.4 冲压模具常用资料1.4.1 模具资料在模具工业中的位置 模具资料是模具

3、制造的根底，模具资料和热处置技术对模具的运用寿命、精度和外表粗糙度起着重要的甚至决议性的作用。因此，根据模具的运用条件合理选用资料，采用适当的热处置和外表工程技术以便充分发扬模具资料的潜力 .1冲压工艺根底 模具资料运用性能的好坏直接影响模具的质量和运用寿命； 模具资料的工艺性能将影响模具加工的难易程度、模具加工的质量和加工本钱。 因此，在模具设计时，除设计出合理的模具构造外，还应选用适宜的模具资料及热处置工艺，才干使模具获得良好的任务性能和较长的运用寿命。 .1.4.2冲模资料的要求和选用原那么1、冲压对模具资料的要求(1)冲裁模具 具有高的耐磨性、冲击韧性以及耐疲劳断裂性能。(2)弯曲模具

4、 具有高的耐磨性和断裂抗力(3)拉深模具 具有高的硬度和耐磨性，凹模任务外表粗糙度比较低。.2、模具用资料冲模所用资料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。冲模中凸、凹模等任务零件主要为模具钢。3、模具资料选用时还应思索以下要素：(1)模具的任务条件(2)模具构造要素(3)模具的任务性质(4)模具的加工手段(5)热处置要求.4、冲模资料的选用原那么(1)根据模具种类及其任务条件，选用的资料要满足运用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击性、耐疲劳性。(2)根据冲压资料和冲压件消费批量选用资料。(3)满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，

5、淬透性好、热处置变形小。(4)满足经济性要求.1冲压工艺根底1.4.3 冲压模具常用资料及热处置要求1.4.3.1 凸、凹模常用资料及热处置要求。 零 件 名 称 选用材料牌号 热处理 硬度/HRC 模具类型 凸、凹模工作情况 凸模 凹模 冲裁模 形状简单、冲裁材料厚度t 3毫米的凸模、凹模及凸凹模 9Mn2V、Cr12、Cr12MoV 形状复杂的镶块 120Cr4W2MoV 淬火 6062 6264 要求耐磨的凸、凹模 Cr12MoV、120Cr4W2 MoV、GCr15、YG15 冲裁薄材料用的凹模 T8A 表1-5 凸、凹模常用资料及热处置一 .1冲压工艺根底表1-5 凸、凹模常用资料及

6、热处置二 零 件 名 称 选用材料牌号 热处理 硬度/HRC模具类型 凸、凹模工作情况 凸模 凹模 弯曲模 一般弯曲的凸、凹模及镶块 T8A T10A 淬火 5660要求高度耐磨的凸、凹模及镶块 CrWMn、Cr12、Cr12MoV 淬火 6064形状复杂的凸、凹模及镶块。生产批量特别大的凸、凹模及镶块 热弯曲的凸、凹模 5CrNiMo、5CrNiTi5CrMnMo 淬火 5256 拉深模 一般拉延的凸、凹模 T8A、T10A 淬火 5862 6064连续拉深的凸、凹模 T10A、CrWMn 要求耐磨的凹模 Cr12、YG15、Cr12MoV、YG8 淬火 6264不锈钢拉深用凸、凹模 W18

7、Cr4V 6264YG15、YG8 热拉深用凸、凹模5CrNiMo、5CrNiTi 淬火52565256.1冲压工艺根底1.4.3.2 冲模普通零件的资料和热处置： 零件名称选用材料热处理硬度要求上、下模板HT200、HT250ZG270-500、ZG310-570厚钢板加工而成Q235 Q255模柄45、Q255导柱20、T10A20钢渗碳淬硬6062导套20、T10A20钢渗碳淬硬5760凸、凹模固定Q235、Q2554348板托料板Q235导尺Q255或45淬硬挡料销45、T7A淬硬4348（45钢）5257（T7A）导正销、定位销T7、T8淬硬5256垫板45、T8A淬硬4348（45

8、钢）5458（T8A）表1-6 冲模常用普通零件的资料及热处置要求一 .1冲压工艺根底零件名称选用材料热处理硬度要求螺钉45头部淬硬43486062销钉45、T7淬硬4348（45钢） 5254（T7）推杆、顶杆45淬硬4348顶板45、Q255拉深模压边圈T8A淬硬5458定距侧刃、废料切刀T8A淬硬5862侧刃挡板T8A淬硬5458定位板45、T7淬硬4348（45钢） 5254（T7）斜楔与滑块T8A、T10A淬硬6062 弹簧65Mn、60SiMnA淬硬4045表1-6 冲模常用普通零件的资料及热处置要求 .1冲压工艺根底表1-7 常用冷变形模具钢的预热和加热规范 .1冲压工艺根底1.

9、5 冲压常用资料1.5.1 冲压工艺对资料的要求 选择冲压用资料时，首先应满足冲压件的运用要求。普通来说，对于机器上的主要冲压件，要求资料具有较高的强度和刚度；电机电器上的某些冲压件，要求有较好的导电性和导磁性；汽车、飞机上的冲压件。要求有足够的强度，并尽能够减轻分量；化工容器要求耐腐蚀等等。所以不同的运用要求就决议了应选用不同的资料。但从冲压工艺思索，资料还应满足冲压工艺要求，以保证冲压过程顺利完成。 .(1) 冲压件的功能要求 对于分别工序，要求板料具有一定的塑性。对于成形工序，要求板料应具有良好的抗破裂性、贴模性和定形性(2) 冲压工艺的要求良好的塑性要求良好的外表形状资料的厚度应符合国

10、家规范资料化学成分的要求.1冲压工艺根底 对冲压所用资料的要求有： a良好的塑性要求 冲压性能是指板料对各种冲压加工方法的顺应才干。冲压加工方法是以金属为塑性的加工方法，因此，要求资料具有良好的塑性。 对变形工序，塑性好，要求资料允许的变形程度大，那么可以减少冲压工序次数及中间退火次数。对于分别工序，也要求一定的塑性，同时要求资料的屈服极限稍高一些，以利于冲裁后获得较高的断面质量。 资料塑性的高低，常用延伸率()、屈服强度常用s来表示。强度极限常用b来表示。 .b良好的外表质量 外表质量好的资料，冲压时工件不易破裂，废品减少；模具不易擦伤寿命提高，而且制件的外表质量好。所以普通要求冲压资料外表

11、光洁、平整，无氧化皮、裂纹、锈斑、划痕等缺陷。c符合国标规定的厚度公差 模具间隙是按资料厚度来确定的，所以资料厚度公差应符合国家规定的规范。否那么厚度公差太大，将影响工件质量，并能够导致损坏模具和设备。 (d)资料化学成分的要求根据零件的运用要求进展选择.1.5.2 冲压变形的实际根底一、金属塑性变形的概念冲压件的成形过程是板料发生塑性变形的过程。塑性变形：变形力去除后，不能恢复原状的变形金属的塑性变形： 当金属体受力较大，迫使原子偏离原来的稳定平衡位置，而到达临近的稳定平衡位置，变形力去除后，原子就不再回到其原来位置，而是停留在临近的稳定平衡位置上，因此变形就成为不可恢复的永久变形。.二、影

12、响塑性及变形抗力的主要要素1 塑性： 固体资料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完好性的才干。影响金属塑性的要素包括两个方面： 金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等； 变形时的外部条件，如变形温度、变形速度以及变形方式等1. 影响塑性及变形抗力的主要要素. 反映了金属在外力作用下抵抗塑性变形的才干。2变形抗力：影响变形抗力的要素： 金属的内部性质 变形条件(即变形温度、变形速度和变形程度). 塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常说某种资料的塑性好坏是指受力以后临近破坏时的变形程度的大小，而不是指变形抗力的大小。 变形抗力是从力的角度反映塑性变形的难易程度。 塑性和变形抗力的区别：.2. 对

13、金属塑性变形的影响要素a化学成分的影响b 组织形状的影响成分和组织变形温度随着温度的升高，塑性添加，变形抗力降低a随着温度的升高，发生了回复与再结晶b 温度升高，临界剪应力降低，滑移系添加c 新的塑性变形方式热塑性的产生。d 温度升高导致晶界的切变抗力显著降低， 晶界易于滑动主要缘由. 变形速度单位时间内的变化量a高速时，位错更快的运动，金属晶体的临界剪应力升高，塑性降低b变形速度低，变形体吸收的变形能可转化为热能，使变形体温度升高，使金属软化。 应力应变形状.3、点的应力形状 (1)应力形状图 在变形物体中取出一个微小正六面体，用该单元体上相互垂直的三个面上的九个应力分量来表示其所受的应力，

14、这种图称为应力形状图。.(2)主应力图单元体上只需正应力而无切应力，那么此应力形状图称为主应力图。主应力图九种2种单向的，3种双向的，4种三向的.(3)球应力形状 假设三个主应力的大小都相等 ，即称为球应力形状。(4)静水压力 三向等压应力称为静水压力。在静水压力作用下的金属塑性将提高，静水压力越大，塑性提高越多，这种景象称为静水压效应。.(5)平均应力 单元体上3个正应力的平均值。即.(5) 等效应力 应力强度.4. 点的应变形状 点的应变形状也是经过单元体的变形来表示的。点的应变形状也是一个张量。当采用主轴坐标系时，单元体就只需3个主应变分量 和 ，而没有剪应变分量。用主轴坐标系表示的应变

15、形状简图称为主应变图。.拉深变形 主要表现为紧缩类成形特点。 如圆筒形工件拉深时的变形区或非轴对称制件拉深时的变形区内部分应力简图：.胀形变形 属伸长类成形。 如平板毛坯或中空毛坯胀形时的变形区、翻边成形时的变形区应力简图：.缩口变形 属紧缩类成形。 如空心毛坯缩口时的变形区应力简图：.剪切变形 接近与紧缩类成形。 如非轴对称制件成形时变形区内某部分应力简图：.弯曲变形 应力与变形在厚度方向上分布不均。 如各种弯曲工序和各种成形工序中毛坯与模具曲面或圆角接触的部位。应力简图：.三、应力应变曲线硬化曲线加工硬化 金属在变形过程中随着变形程度的添加，变形抗力添加，硬度提高，塑性降低的景象称为加工硬

16、化。.1、应力应变曲线硬化曲线用载荷与试棒初始截面的比值来表示塑性变形弹性变形回复低碳铡拉伸应力应变曲线.真实应力 资料开场塑性变形时的应力称为屈服应力。普通金属资料在塑性变形过程中产生硬化，屈服应力不断变化，这种变化着的实践屈服应力就是真实应力亦称变形抗力。2、真实应力应变曲线加工硬化曲线. 用应变和真实应力制成的真实应力应变曲线又称为加工硬化曲线，表示资料变形抗力与变形程序的关系曲线。2、真实应力应变曲线加工硬化曲线. 在冲压消费中硬化曲线常用指数曲线表示，其数学表达式为：与资料性能有关的系数硬化指数2、真实应力应变曲线加工硬化曲线. n越大，表示变形过程中，资料变形抗力随变形程度的添加而

17、迅速增长，同时不易出现 部分的集中变形和破坏，有利于增大伸长类零件成形时的变形极限。不同C和n值的硬化曲线：. 四、金属塑性变形的根本规律 1、金属屈服条件 资料受单向拉伸时，单向拉伸应力到达资料的屈服极限该质点即屈服；多向应力形状时，当各应力分量之间符合一定的关系时，质点进入塑性形状，这种关系称为屈服条件或屈服准那么，也称为塑性条件或塑性方程。.工程中常用的屈服条件为：最大主应力、最小主 应力和屈服应力应力形状系数，其值在11.155之间。.屈雷斯加H.Tresca屈服准那么:米塞斯Miss屈服准那么:.2、应力应变关系 (1)增量实际 以为应力形状确定的不是塑性应变分量的全量而是它的瞬时增

18、量。 (2)全量实际 以为在简单加载条件下，塑性变形的每一瞬间，主应变差与主应力差成比例。 为非负比例系数，是一个与资料性质和变形程度有关的函数，而与变形体所处的应力形状无关。. 经过对塑性变形时应力应变关系的分析，可得出以下结论：应力分量与应变分量符号不一定一致某方向应力为零其应变不一定为零在任何一种应力形状下，应力分量的大小次序与应变分量的大小次序是相对应的，即 ，那么有假设有两个应力分量相等，那么对应的应变分量也相等，即 ，那么有.3、反载软化景象 反向加载时，由拉伸改为紧缩，资料的屈服应力较拉伸时的屈服应力有所降低。反载软化曲线.4、最小阻力定律 当金属质点有向几个方向挪动的能够时，它

19、向阻力最小的方向挪动。 在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向开展。方板拉深实验最小阻力定律实验. 冲压成形正确控制金属流动的方法：在需求金属流动的地方减少阻力，使其顺利流动，到达成形目的。5、体积不变定律 金属塑性变形时，发生外形变化，而体积变化很小，普通可忽略不计。限流开流. 在成形过程中，变形区和传力区或者说弱区和强区在一定条件下可以相互转化，改动某些条件就可以实现对变形趋向性的控制，其措施如下： 改动毛坯各部分的相对尺寸. 改动模具任务部分的几何外形和尺寸。 如以下图，增大凸模的圆角半径R凸，减小凹模的圆角半径R凹，翻边阻力减小，拉深阻力增大， 改动毛坯和模具之间的摩擦阻力。增大压边力FQ 改动毛坯部分区域的温度。 部分加热，使变形区得到软化，利于变形的进展。部分冷却，增大变形区的接受才干，防止拉裂。.1.5.3 板料的冲压成形性能和评定方法1、板料的冲压成形性能的定义： 是指其对各种冲压成形方法的顺应才干。是一个综合性概念，包括抗破裂性、贴模性、定形性(冻结性)。 板料便于冲压加工，单个冲压工序的极限变形程度和总极限变形程度大，容易得到高质量的冲压件，就是成形性能好。.2、评定方法.1.