任务一：冲压成形工艺基础讲解

任务一：冲压成形工艺基础内容简介：本项目讲述冲压成形工艺基础。涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压材料；模具材料种类、性能、选用原则及热处理方法；模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。任务一：冲压成形工艺基础学习目的与要求：1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；2．了解冲压成形性能与机械性能关系，认识常见冲压材料；3．了解常见模具材料，掌握选用原则；4．认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。

任务一：冲压成形工艺基础冲压成形基本概念、冲压成形性能与机械性能关系、常见模具材料及选用、常用模具零件加工方法及应用。重点：难点：冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系、模具零件加工方法及应用。塑性：表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。

塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率δ和断面收缩率ψ。任务一：冲压成形工艺基础变形：弹性变形、塑性变形。金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化或应变刚现象：一、塑性变形对金属组织和性能的影响金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；任务一：

冲压成形工艺基础晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。

1．点的应力与应变状态为了全面、完整地描述变形区内各点的受力和变形情况。二、塑性力学基础应力——正应力、剪应力任务一：

冲压成形工艺基础应力状态：主应力状态类似有应变状态的概念。一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，因此主应变状态图只有三种。通常是围绕该点取出一个微小（正）六面体（即所谓单元体），用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来表示。已知该九个应力分量，则过此点任意切面上的应力都可求得。

塑性变形可能出现九种主应力状态。点的应力状态a）任意坐标系

b）主轴坐标系

任务一：

冲压成形工艺基础9种主应力状态图任务一：

冲压成形工艺基础3种主应变状态图任务一：

冲压成形工艺基础2．金属的屈服条件任务一：

冲压成形工艺基础屈服——塑性状态，主要取决于两方面的因素：（1）在一定的变形条件（变形温度和变形速度）下材料的物理机械性质——转变的根据；

（2）材料所处的应力状态——转变的条件。单向应力状态：σ=σS

一般应力状态：σ1-σ3=βσS

3．金属塑性变形时的应力应变关系弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性的、可逆的，与加载历史无关；任务一：

冲压成形工艺基础塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性的、不可逆的，与加载历史有关。金属的应力-应变图1-实际应力曲线

2-假象应力曲线

任务一：

冲压成形工艺基础任务一：

冲压成形工艺基础（1）应力分量与应变分量符号不一定一致，即拉应力不一定对应拉应变，压应力不一定对应压应变；（2）某方向应力为零其应变不一定为零；（3）在任何一种应力状态下，应力分量的大小与应变分量的大小次序是相对应的，即б1＞б2＞б3，则有ε1＞ε2＞ε3。（4）若有两个应力分量相等，则对应的应变分量也相等，即若б1＝б2，则有ε1＝ε2。几点讨论结论

1．硬化规律三、金属塑性变形的一些基本规律加工硬化：任务一：

冲压成形工艺基础硬化曲线：σ=Aεn塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性。

实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。这种变化规律可近似用指数曲线表示。

2．卸载弹性恢复规律和反载软化现象任务一：

冲压成形工艺基础反载软化曲线

3．体积不变条件金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。任务一：

冲压成形工艺基础一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足：ε1+ε2+ε3=0

4．最小阻力定律在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。任务一：

冲压成形工艺基础在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形中的最小阻力定律。弱区先变形，变形区为弱区控制变形的趋向性：任务一：

冲压成形工艺基础措施：（1）材料本身的特性开流和限流冲压工序的性质（2）板料的应力状态工艺参数模具结构参数（如凸模、凹模工作部分的圆角半径，摩擦和间隙等。

1．冲压成形性能四、冲压材料及其冲压成形性能材料的冲压成形性能：任务一：

冲压成形工艺基础材料的冲压性能好成形极限高成形质量好便于冲压加工冲压成形性能是一个综合性的概念成形极限高成形质量好材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。

2．冲压成形性能的试验方法间接试验和直接试验任务一：

冲压成形工艺基础3．板料的机械性能与冲压成形性能的关系板料的强度指标越高，产生相同变形量的力就越大；塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大；刚度指标越高，成形时抵抗失稳起皱的能力就越大。

不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同。

4．冲压材料（1）对冲压材料的要求任务一：

冲压成形工艺基础b．对材料厚度公差的要求c．对表面质量的要求a．对冲压成形性能的要求（2）常用冲压材料黑色金属（FeCrMn）、有色金属、非金属材料硬化曲线任务一：

冲压成形工艺基础方板拉深试验——最小阻力定律试验任务一：

冲压成形工艺基础变形趋向性对冲压工艺和影响任务一：

冲压成形工艺基础环形毛坯的变形趋向（ａ）变形前的模具与毛坯（ｂ）拉深（ｃ）翻边（ｄ）胀形任务一：

冲压成形工艺基础冲压：五、冲压与冲模概念任务一：冲压成形工艺基础1.基本概念冲压生产场景室温下压力机模具材料分离或塑性变形。任务一：冲压成形工艺基础加工对象：主要金属板材加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）加工设备：主要是压力机加工工艺装备：冲压模具冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。任务一：冲压成形工艺基础合理的冲压工艺先进的模具高效的冲压设备冲压生产的三要素任务一：冲压成形工艺基础特别强调：冲压模具重要性冲模一种特殊工艺装备。

冲模与冲压件有“一模一样”的关系。冲模没有通用性。

冲模是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。

任务一：冲压成形工艺基础冲模设计与制造场景冲模设计冲模制造任务一：冲压成形工艺基础多工位精密级进模2．冲压成形加工特点任务一：冲压成形工艺基础低耗、高效、低成本

“一模一样”、质量稳定、高一致性

可加工薄壁、复杂零件板材有良好的冲压成形性能

模具成本高所以，冲压成形适宜批量生产。

冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。任务一：冲压成形工艺基础冲压成形产品示例一——日常用品冲压成形产品示例二——高科技产品任务一：冲压成形工艺基础冲压成形产品示例一——日常用品任务一：冲压成形工艺基础冲压成形产品示例二——高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮六、冲压工序的分类任务一：冲压成形工艺基础根据材料的变形特点分：分离工序：分离工序、成形工序冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σb，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有剪裁和冲裁等。任务一：冲压成形工艺基础成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σs，但未达到强度极限σb，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。1.冲模的分类七、冲模冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。任务一：冲压成形工艺基础（2）根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模（1）根据工艺性质分类：2.冲模组成零件任务一：冲压成形工艺基础冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：②结构零件：①工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等.冲压产品生产流程：八、冲模设计与制造的要求任务一：冲压成形工艺基础（冲压）产品设计冲压成形工艺设计冲压模具设计冲模制造冲压产品生产相互影响相互关联冲模设计与制造流程图冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计、模具设计与模具制造三大基本工作。冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。冲模设计的目的是保证实现冲压工艺。