第2章冲压变形基础（答案）
一、填空
1．在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，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冲压模具。
3．冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。
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形状和尺寸，称为塑性变形。
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：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。
6．以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。可能出现的主应力图共有九种。
7．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：ε1+ε2+ε3=0。
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增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。
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弹性回复(简称回弹)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。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，有两个方面：一是成形极限，二是成形质量。
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， A ，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 A ，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是 B 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？
1．冷冲压的特点是：
（1）便于实现自动化，生产率高，操作简便。大批量生产时，成本较低。
(2) 冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好。
(3) 能获得其它加工方法难以加工或无法加工的、形状复杂的零件。
(4) 冷冲压是一种少无切削的加工方法，材料利用率较高，零件强度、刚度好。
2．冷冲压的基本工序为：分离工序和变形工序。
分离工序：材料所受力超过材料的强度极限，分离工序的目的是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，成为所需成品的形状及尺寸。
成形工序：材料所受力超过材料的屈服极限而小于材料的强度极限，成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状和尺寸。
3．板平面方向性系数是指：板料经轧制后晶粒沿轧制方向被拉长，杂质和偏析物也会定向分布，形成纤维组织，使得平行于纤维方向和垂直于纤维方向材料的力学性能不同，因此在板平面上存在各向异性，其程度一般用板厚方向性系数在几个特殊方向上的平均差值Δr（称为板平面方向性系数）。Δr值越大，则方向性越明显，对冲压成形性能的影响也越大。
4．冲压成形性能是指：材料对各种冲压成形方法的适应能力。冲压成形性能包括两个方面：一是成形极限，二是成形质量。
材料冲压成形性能良好的标志是：材料的延伸率大，屈强比小，屈弹比小，板厚方向性r大，板平面方向性Δr值小。
5．冲压对材料的基本要求为：具有良好的冲压成形性能，如成形工序应具有
良好的塑性(均匀伸长率δj高)，屈强比σs/σb和屈弹比σs/E小，板厚方向性系数r大，板平面方向性系数Δr小。具有较高的表面质量，材料的表面应光洁平整，无氧化皮、裂纹、锈斑、划伤、分层等缺陷。厚度公差应符合国家标准。
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。如在图纸上有如下表示时，
钢板1991
-
GB/T710
S
081991
708
/
1500
1000
0.1
-
-
--
-
?
?
-
Ⅱ
T GB
B
式中的B表示为：较高级精度的厚度公差
08：材料为08钢
S：深拉深级
Ⅱ：较高级的精整表面
×1000×1000：钢板的规格为×1000×1000（mm）
第3章冲裁工艺及冲裁模具设计（答案）
一、填空
1．圆形垫圈的内孔属于冲孔外形属于落料。2．冲裁断面分为四个区域：分别是塌角，光面，毛面，毛刺。
3．冲裁过程可分为弹性变形，塑性变形，断裂分离三个变形阶段。
4．工作零件刃口尺寸的确定冲孔以凸模为计算基准，落料以凹模为计算基准。
5．冲裁件的经济冲裁精度为 IT11级。
6．凸凹模在下模部分的叫倒装式复合模，凸凹模在上模部分的叫正装式复合模，其中正装式复合模多一套打件装置。
7．弹性卸料装置除了起卸料作用外，还起压料作用，它一般用于材料厚度较小的情况。
8．侧刃常用于级进模中，起控制条料送进步距的作用。9．冲压力合力的作用点称为模具的压力中心，设计模具时，要使压力中心与模柄中心重合。
10.挡料销用于条料送进时的粗定位，导正销用于条料送进时的精定位。
二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）
1．（×）落料件比冲孔件精度高一级。
2．（×）在其它条件相同的情况下，H62比08钢的搭边值小一些。3．（√）在复合模中，凸凹模的断面形状与工件完全一致。
4．（×）复合模所获得的零件精度比级进模低。
5．（×）直对排比斜对排的材料利用率高。
三、选择
1．在压力机的每次行程中，在 A ，同时完成两道或两道以上 C 的冲模叫级进模。
B．同一副模具的不同位置 B. 同一副模具的相同位置。C.不同工序 D.
相同工序
2．精密冲裁的条件是 A
B．工作零件带有小圆角，极小的间隙，带齿压料板，强力顶件
C．工作零件为锋利的刃口，负间隙，带齿压料板，强力顶件
3．冲裁模导向件的间隙应该 B 凸凹模的间隙。
A．大于 B. 小于 C.等于 D.小于等于
4．凸模比凹模的制造精度要 A ，热处理硬度要求 C 。
A．高一级 B.低一级 C.不同 D.相同
5．硬材料比软材料的搭边值 A ，精度高的制件搭边值和精度低的
制件 C 。
A．小 B.大 C.不同 D.相同
四、思考
1．什么是冲裁间隙？为什么说冲裁间隙是重要的。
答:凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。冲裁模间隙都是指的双面
间隙。间隙值用字母Z表示。间隙之所以重要，体现在以下几个方面：1）冲裁间隙对冲裁件质量的影响
（1）间隙对断面质量的影响模具间隙合理时，凸模与凹模处的裂纹（上
下裂纹）在冲压过程中相遇并重合，此时断面塌角较小，光面所占比例较宽，毛刺较小，容易去除。断面质量较好；
如果间隙过大，凸模刃口处的裂纹较合理间隙时向内错开一段距离，上下
裂纹未重合部分的材料将受很大的拉伸作用而产生撕裂，使塌角增大，毛面增宽，光面减少，毛刺肥而长，难以去除，断面质量较差；
间隙过小时，凸模与凹模刃口处的裂纹较合理间隙时向外错开一段距离上
下裂纹中间的一部分材料，随着冲裁的进行将进行二次剪切，从而使断面上产生二个光面，并且，由于间隙的减小而使材料受挤压的成分增大，毛面及塌角都减少，毛刺变少，断面质量最好。因此，对于普通冲裁来说，确定正确的冲裁间隙是控制断面质量的一个关键。
（2）冲裁间隙对尺寸精度的影响材料在冲裁过程中会产生各种变形，从而在冲裁结束后，会产生回弹，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其结果，有的使制件尺寸变大，有的则减小。其一般规律是间隙小时，落料件尺寸大于凹模尺寸，冲出的孔径小于凸模尺寸；间隙大时，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲出的孔径大于凸模尺寸。
2）冲裁间隙对冲压力的影响
一般来说，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸料力、推件力的影响却较大。间隙较大时，卸料及推料时所需要克服的摩擦阻力小，从凸模上卸料或从凹模内推料都较为容易，当单边间隙大到15%~20%料厚时，卸料力几乎等于零。
3）冲裁间隙对冲模寿命的影响
由于冲裁时，凸模与凹模之间，材料与模具之间都存在摩擦。而间隙的大小则直接影响到摩擦的大小。间隙越小，摩擦造成的磨损越严重，模具寿命就越短，而较大的间隙，可使摩擦造成的磨损减少，从而提高了模具的寿命。2．比较单工序模、复合模、级进模的优缺点。
答：各种类型模具对比见下表
1）工作零件刃口尺寸；
2）试画出其级进模排样图并计算出一块板料的材料利用率；3）计算冲裁力,选择压力机；
4）绘出模具结构草图及工作零件图选择压力机
5）工作零件刃口尺寸；
托板 ;材料：08F ;厚度：2mm ;生产纲领：大批量
答:1)刃口尺寸如下表:
2)试画出其级进模排样图并计算出一根条料的材料利用
率；
答：排样图如下：
排样图
查附表3选用板料规格为900*1800*2，采用横裁，剪切条料尺寸为62*900，一块板可裁的条料数为：
一块板可裁的条数 n 1=1800/62=29条 余2mm
每条可冲零件的个数 n 2=（900-2）/32=28个 余 6.25mm 每板可冲零件的总个数 n = n 1 n 2=29×28=812个 一个冲片面积 A 0≈1622.5 mm 2
材料利用率η= n A A 0×100% =18009005
.1622812??×100%=81%
3)计算冲压力，选择压力机 答：查附表1，τ=300MPa
落料力F 1= KLt τ=×[2（58-16）+2（30-16）+16π] ×2×300≈126000N
冲孔力 F 2= KLt τ=×4π××2×300≈34289 N 推件力 取h=6,n=h/t=6/2=3，查表3-18, K T = F T = nK T F=nK T （F 1+ F 2）=3××+ ≈2. 5(t) 总冲压力 F Z ＝F １+F ２+ F T ≈19(t)
根据计算总力，可初选JB23-25的压力机。当模具结构及尺寸确定之后,可对压力机的闭合高度,模具安装尺寸,进行校核,从而最终确定压力机的规格. 4.模具总装图及主要工作零件图
1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料凸模 16-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角螺钉 23-圆柱销 24-螺钉
总装图
第4章弯曲工艺及弯曲模具（答案）
一、填空
1．将各种金属坯料沿直线弯成一定角度和曲率,从而得到一定形状和零件尺寸的冲压工序称为弯曲。
2．弯曲时外侧材料受拉伸,当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后,在板料的外侧将产生裂纹,此中现象称为弯裂。
3．在外荷作用下,材料产生塑性变形的同时,伴随弹性变形,当外荷去掉以后,弹性变形恢复,使制件的形状和尺寸都发生了变化,这种现象称为回弹。
4．在弯曲过程中，坯料沿凹模边缘滑动时受到摩擦阻力的作用，当坯料各边受到摩擦阻力不等时，坯料会沿其长度方向产生滑移，从而使弯曲后的零件两直边长度不符合图样要求，这种现象称之为偏移。
5．为了确定弯曲前毛坯的形状和大小，需要计算弯曲件的展开尺寸。6．弯曲件的工艺安排使在工艺分析和计算之后进行的一项设计工作。7．常见的弯曲模类型有：单工序弯曲模、级进弯曲模、复合弯曲模、通用弯曲模。
8．对于小批量生产和试制生产的弯曲件，因为生产量小，品种多，尺寸经常改变，采用常用的弯曲模成本高，周期长，采用手工时强度大，精度不易保证，所有生产中常采用通用弯曲模。
9．凹模圆角半径的大小对弯曲变型力，模具寿命，弯曲件质量等均有影响。
10．对于有压料的自由弯曲，压力机公称压力为 F压机≥（～）（F自+FY）。
二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）
1．（×）一般弯曲U形件时比V形件的回弹角大。
2．（√）足够的塑性和较小的屈强比能保证弯曲时不开裂。
3．（√）弯曲件的精度受坯料定位、偏移、回弹，翘曲等因素影响。4．（×）弯曲坯料的展开长度等于各直边部分于圆弧部分中性层长度之差。5．（√）弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据之一。
三、选择
3． A 在弯曲时为平面应力状态和立体应力状态。 B 则为立体应力状态和平面应力状态。
C．窄板 B 宽板
2. 弯曲件的形状应尽可能对称，弯曲半径左右一致，以防止变型时坯料受力不均匀而产生 A 。
D．偏移 B.翘曲
3. 由于弯曲件形状不对称,弯曲时坯料的两边于凹模接触宽度不相等,使坯料沿 B 的一边偏移。
A. 宽度小
B.宽度大
4. 弯曲件的高度不宜过小,其值为 B 。A. h>r-2t B. h>r+2t
四、思考
1．弯曲变形的特点是什么?2．控制回弹措施有哪几种?3．产生偏移的原因是什么？怎样来控制偏移的产生？
4．弯曲件工艺安排的原则要遵循哪几点？5．弯曲件设计时候要注意哪几点？
1．弯曲变形的特点是：
（1）只有在弯曲中心角φ的范围内，网格才发生显具的变化，而在板材平直部分，网格仍保持原来状态。
(2) 在变形区内，板料的外层想纤维受力而拉伸，内层纵向纤维受压而缩短。
(3) 在弯曲变形区内板料厚度有变薄。(4) 从弯曲变型区域的横断面看，对于窄板和宽板各有变形情况。
2．控制回弹措施有以下几种：
（1）尽量避免用过大的相对弯曲半径r/t(2)采用合适的弯曲工艺。(3) 合理设计弯曲模结构。
3．产生偏移的原因是：弯曲坯料形状不对称，弯曲件两边折弯不相等，弯曲凸凹模结构对称。
控制偏移的措施是:
（1）采用压料装置(2) 利用毛坯上的孔或弯曲前冲出工艺孔，用定位销插入孔中定位，使坯料无法移动。
(3) 根据偏移量的大小，调用定位元件的位移来补偿偏移。(4) 对于不同零件，先成对的弯曲，弯曲后再切断。
(5) 尽量采用对称的凸凹结构，使凹模两变圆角半径相等，凸凹间隙调整对称。
4．弯曲件工艺安排的原则是：
（1）对于形状简单的弯曲件可以一次性成形。而对于形状复杂的弯曲件，一般要多次才能成形。
(2) 对于批量大尺寸小的弯曲件，为使操作方便，定位准确和提高效率，应尽可能采用级进模或复合模弯曲成形。
(3) 需要多次弯曲时，一般应先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠定位，后次弯曲不能影响前次已弯成形状。
(4) 对于非对称弯曲件，为避免弯曲时坯料偏移，应尽可能采用成对弯曲后再切成两件工艺。
5．弯曲件设计时候要注意以下几点：
（1）坯料定位要准确，可靠，尽可能采用坯料的孔定位，防止坯料在变形过程中发生偏移。
（2）模具结构不应防碍坯料在弯曲过程中应有的转动和移动，避免弯曲过程中坯料产生过渡变薄和断面发生畸变。
（3）模具结构应能保证弯曲时上，下模之间水平方向的错移力平衡。
（4）为了减小回弹，弯曲行程结束时应使弯曲件的变形部位在模具中得到较正。
（5）弯曲回弹量较大的材料时，模具结构上必须考虑凸凹模加工及试模时便于修正的可能性。
五、弯曲如图所示零件，材料为20钢，已退火，厚度t=4mm。完成以下内容： 1）分析弯曲件的工艺性；
2）计算弯曲件的展开长度；
3) 计算弯曲力(采用校正弯曲)；
答: 1)该零件材料为20钢，查附表1可知，其弯曲性能良好。
零件为U形件，结构简单对称，内形50是必须保证的尺寸，所有尺寸为自由尺寸，满足弯曲精度等级的要求。相对圆角半径r/t=6/4=>r min/t=，满足弯曲变形程度的要求。
2) 展开长度按零件中性层计算。
中性层位置：根据r／t＝，查表4—6，x＝；
中性层曲率半径为：p=r+xt=6+×4=7.44 mm
圆弧部分长度l弯1=π×90/180(6＋×4) ＝11.68 mm
垂直的直线l直1=25+30-6-4=45mm
底部直线l直2=50-2×6=38mm
故毛坯展开长度为：Lz＝2(l直1＋＋l弯1) ＋l直2 ＝2×＋45)＋38 ＝151.36 mm 3）查附表1，σb＝450MPa；表4—9，ρ=100 MPa
校正弯曲力为： F校＝A p ＝51×90×100＝459KN
第5章拉深工艺及拉深模具（答案）
一、填空
1．利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序叫做拉深。
2．一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 IT13 级以下，不宜高出IT11 级。
3．实践证明，拉深件的平均厚度与坯料厚度相差不大，由于塑性变形前后体积不变，因此，可以按坯料面积等于拉深件表面积原则确定坯料尺寸。
4．为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的拉深系数。
5．窄凸缘圆筒形状零件的拉深，为了使凸缘容易成形，在拉深窄凸缘圆筒零件的最后两道工序可采用锥形凹模和锥形压料圈进行拉深。6．压料力的作用为：防止拉深过程中坯料起皱
7．目前采用的压料装置有弹性压料和刚性压料装置。
8．轴对称曲面形状包括球形件，抛物线形件，锥形件。
9．在拉深过程中，由于板料因塑性变形而产生较大的加工硬化，致使继续变形苦难甚至不可能。为可后继拉深或其他工序的顺利进行，或消除工件的内应力，必要时进行工序间热处理或最后消除应力的热处理。
10. 在冲压过程中，清洗的方法一般采用酸洗。
二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）
1．（×）在拉深过程中，根据应力情况的不同，可将拉深坯料划为四个区域。
2．（√）起皱是一种受压失稳现象。
3．（×）用于拉深的材料，要求具有较好的塑性，屈强比σs/σb小、板厚方向性r小，板平面方向性系数△r大。
4．（√）阶梯圆筒形件拉深的变形特点与圆形件拉深的特点相同。5．（×）制成的拉深件口部一般较整齐。
三、选择
1．坯料形状和尺寸确定的原则 A 。A.尺寸相似原则 B.形状相似原则
2．宽凸缘筒形状拉深方法有几种 A 。A.二种 B.三种四、思考
1．拉深过程中坯料的内应力状态部部同，可将拉深坯料划分为几个区域，分别为哪几？
3．影响极限拉深系数的因数有哪几天？3．怎样提高轴对曲面拉深件成形质量？4．拉深模可分为哪几类？
5．拉裂产生的原因及控制措施？
1．可划分为五个区域。分别为：
（1）缘平面部分(2) 凸缘圆角部分(3) 筒壁部分(4) 底部圆角部分(5) 筒底部分
2．影响极限拉深系数的原因为以下几点：
（1）材料的组织与力学性能（2）板料的相对厚度t/D（3）摩擦与润滑条件（4）模具的几何参数
除次之外还有拉深方法，拉深次数，拉深速度，拉深件形状等。
3．措施：
（1）加大坯料直径（2）适当的调整和增加压料力（3）采用带压料筋的拉深模（4）采用反拉深方法
4．按使用的压力机类型部同，可分为单动机上使用的拉深模与双动机上使用的拉深模：按工序的组合程度部同，可分为单工序拉深模，复合拉深模与级进拉深模：按结构形势与使用要求部同，可分为首次拉深与后次拉深模，有压料装置与无压料装置拉深模，顺装式拉深模与倒装式拉深模，下出件拉深模与上出件拉深模。
5．原因为：在拉深过程中，由于凸缘变形区应力变很部均匀，靠近外边缘的坯料压应力大于拉应力，坯料应变为最大主应力，坯料有所增厚：而靠近凹模孔口的坯料拉应力大于压应力，其拉应变为最大主应力，坯料有所变薄。变薄最严重的部位成为拉深时的危险断面，当壁筒的最大拉应力超多了该危险断面的抗应力时，会产生拉裂。
措施：适当增大凸凹模圆角半径，降低拉深力，增大拉深次数，在压料圈底部和凹模上涂润滑剂等方法避免拉裂产生。
第6章.其它冲压工艺及模具（答案）
一、填空
1．在毛坯上预先加工好预知孔，再沿孔边将材料竖立凸缘的冲压工艺叫翻边。
2．翻边按变形性质可分为伸长类翻边和压缩类翻边。3．在冲压过程中，胀形分平板坯料的局部凸起胀形和立体空心的胀形。
4．压制加强筋时，所需冲压力计算公式为：F=LtσbK 。
5．把不平整的工件放入模具内压平的工序叫校平。
6．冷挤压的尺寸公差一般可达到IT7。
7．空心坯料胀形是将空心工序件或管状毛坯沿径向往外扩张的冲压工序。
8．径向积压又称横向挤压，即积压时，金属流动方向与凸缘运动方向垂直。
9．为了降低冷冲压模具与坯料的摩擦力，应对坯料进表面处理和润滑处理。
10. 冷积压模具一般采用可调试冷挤压模和通用挤压模。
二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）
1．（√）非圆孔又称异性孔。
2．（√）压缩类曲面的主要问题是变形区的失稳起皱。
3．（×）缩口模结构中无支撑形式，其模具结构简单，但缩口过程中坯料的稳定性差，允许缩口系数较小。
4．（√）冷挤压坯料的截面应尽量与挤压轮廓形状相同。
5．（×）整形工序一般安排在拉伸弯曲或其他工序之前。
三、选择
1．空心坯料胀形方式一般可分为几种 A 。
4．二种 B.三种
2．缩口系数m越小，变形程度越 B 。
E．小 B.大
3．预制孔的加工方法，如钻出的孔比冲出的孔有更小的值；翻孔的方向与冲孔的方向 B 时，有利与减小孔口开裂。
A. 不同
B.相同
4．空心坯料胀形时所需的胀形力F＝PA式中，A代表的是 A 。
A. 面积
B.体积
四、思考
．影响极限翻孔系数的主要因素是什么？2．校平与整形工序的特点？3．典型反挤压模具的特点？
4．何谓冷挤压？冷挤压分为哪几类？5．伸长类曲面翻边时候会出现什么情况？如何防止？
1．影响极限翻孔系数的主要因素是：
（1）材料的性能。(2) 预制孔的相对直径d/t。(3) 预制孔的加工方法。
(4) 翻孔的加工方法。
2．特点为：
（1）使工件的局部产生不大的塑性变形，以达到提高工件形状和尺寸精度，使符合零件图样要求。
(2) 由于校平与整形后工件的精度较高，因而模具精度要求也较高。
(3) 所用的设备要有一定刚性，最好使用精压机。
3．此模具的特点为：
（1）采用通用模架，更换凸模，组合凹模等零件，可反挤压不同的挤压件，还可进行正挤压。
(2) 凸、凹模同轴度可以调整，即通过螺钉和月牙形板调整凹模位置，以保
证凸、凹模同轴度。
(3) 凹模为预应力组合凸凹模结构，能承受较大的单位挤压应力。
(4) 对于黑色金属反挤压，其挤压件可能箍在凸模上，因而设置了卸料装置，
卸料板做成弯形是为了减少凸模长度。(5) 因黑色金属挤压力很大，所以凸模上端和顶件器下端做成锥形，以扩大支撑面积。
4．冷挤压是指：在常温下挤压模具腔内的金属施加强大的压力，使之从模孔
或凸、凹模间隙中挤出而获得所需要的零件的一种加工方法。
可以分为四类分别为是：正挤压、反挤压、复合挤压、径向
挤压。
5．伸长类曲面翻边时会出现起皱现象，模具设计时采用强力压料装置来防止，另外为创造有利翻边的条件，防止中间部分过早的翻边而引起竖立边过大的伸长变形甚至开裂，同时冲压方向的选取应保证翻边作用力在水平方向上平衡，通常取冲压与坯料两端切线构成角度相同。
第7章多工位级进模的设计（答案）
一、填空
1．在模具的工作部分分布若干个等距工位,在每个每个工位上设置了一定冲压工序,条料沿模具逐工位依次冲压后,在最后工位上从条料中便可冲出一个合格的制件来的模具叫级进模。
2．多工位级进模按主要工序分,可分为级进冲裁模、级进弯曲模、级进拉深模。
3．多工位级进模按组合方式分,可分为落料弯曲级进模、冲裁翻边级进模、冲裁拉深级进模、翻边拉深级进模。
4．衡量排样设计的好坏主要看工序安排是否合理,能否保证冲件的质量并使冲压过程正常稳定进行,模具结构是否简单,制造维修是否方便,是否符合制造和使用单位的习惯和实际条件等等。
5．进行工位设计就是为了确定模具工位的数目、各工位加工的内容、及各工位冲压工序的顺序。
6．对于严格要求的局部内、外形及成组的孔,应考虑在同一工位上冲出,以保证位置精度。
7．如何处理好相关部件几次冲裁产生的相接问题,将直接影响冲压件的质量。
8．在多工位级进模内条料送进过程中,会不断得被切除余料,但在各工位之间达到最后工位以前,总要保留一些材料将其连接起来,以保证条料连续的送进,这部分材料称为载体。
9．级进模中卸料板的另一个重要作用是保护细小的凸模。
10. 对于自动送料装置的多工位级进模应采用自动检测保护装置。
判断（正确的在括号内打√，错误的打×）
1．（×）工位多于2个的级进模称位多工位级进模。
2．（√）多工位级进模主要用于中小复杂冲压件的大批量生产。3．（√）在模具中常用的自动检测方式是用接触销对导正孔检测条料是否已送到位。
4．（×）多工位级进模拉深成型时,和单工序拉深模拉深形式一样采用单个送进坯料。
5．（√）多工位级进模级进模中采用双侧载体的形式,送料平稳,材料不易变形,精度高。
二、选择
1．使用级进模通常时连续冲压,故要求冲床具有足够的精度和 B 。a.
韧性 B. 刚性
2．使用多工位级进模生产,材料的利用率 B 。a.较大 B. 较小
3. 级进模中卸料装置,常用的是 A 。Ａ. 弹压卸料板 B. 刚性卸料板
4. 在生产批量大,材料厚度大,工件大的时候,采用的送料方式 A 。A. 自动送料器送料 B. 手动送料
四、思考
1．级进模的特点及应用范围?
2．多工位级进模排样设计的内容是什么?
3．多工位级进模排样设计应考虑的其他因数是什么?
4．影响模具正常送进的主要障碍是什么？
1．级进模的特点及应用范围是：
（1）在同一副模具不同工位上可同时完成冲裁、弯曲、拉深和成形等多道工序,具有比其他类型冲模有更高的工作效率。(2) 级进模容易实现自动化,包括自动送料、自动出件、自动叠片。
(3) 级进模结构复杂、加工精度较高,因而模具的设计、制造、调试、维修等技术要求较高。
(4) 级进模适合大批量生产加工,被加工的零件有足够的产量和批量。(5) 使用级进模生产,材料利用率较低。
2．多工位级进模排样设计的内容是：
（1）确定模具的定位数目、各工位加工内容和各工位冲压顺序;（2）确定被冲工件在条料上的排列方式;
（3）确定载体的形式;（4）确定条料宽度和步距尺寸,从而确定材料的利用率;（5）基本确定各工位的结构;
3．多工位级进模排样设计应考虑的其他因数是指：
（1）排样时,应合理布置冲裁和成形工位的相对位置,使冲压负荷尽可能平衡,以便冲压中心接近设备中心;
（2）对于弯曲工序,还要考虑材料的纤维方向;
（3）对于倒冲或切断、切口的部分,应注意毛刺方向,因为倒冲时,毛刺留在上表面,切断和切口时,被切开工件的毛刺一边在上面,另一边在下面;
通过以上分析,综合各方面的因数,设计多个排样方案进行比较,并要对每个
排样方案计算出材料的利用率,再进行经济效率分析,最后选择一个相对较为合理的排样方案。
4．影响模具正常送进的主要障碍是是指：冲裁毛刺或油垢;带有弯曲、成形的零件再条料上成形后或进行弯曲、成形工位的凹模工作平面高低不平;模具内各种侧向或倒向工作机构的故障以及冲裁时条料的额外变形和位移产生的送料障碍等。再设计多工位级进模时,应充分考虑这些因数,以保证条料的正常送进。
第一章冲压变形的基本原理复习题答案 一、填空题 1.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。 2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。 3.物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原来的形状和尺 寸，这种变形称为塑性变形。 4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、 金属的尺寸因素。 5.在冲压工艺中，有时也采用加热冲压成形方法，加热的目的是提高塑性，降低变形 抗力。 6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。 7.压应力的数目及数值愈大，拉应力数目及数值愈小，金属的塑性愈好。 8.在同号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起 的变形，所需的变形抗力之值就比较小。 9.在材料的应力状态中，压应力的成分愈多，拉应力的成分愈少，愈有利于材料塑性的 发挥。 10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬 度也增加，塑性指标降低，这种现象称为加工硬化。 11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指 数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。 12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大，则凸耳的高度越大。 13.硬化指数n值大，硬化效应就大，这对于伸长类变形来说就是有利的。 14.当作用于坯料变形区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，故称这种变形为伸长类变形。
15. 当作用于坯料变形区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，故称这种变形为压缩类变形。 16. 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。 17. 材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，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。 18. 材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。屈强比小，对所有的冲压成形工艺都 有利。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1. 变形抗力小的软金属，其塑性一定好。 （×） 2. 物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。 （×） 3. 金属的柔软性好，则表示其塑性好。 （×） 4. 变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下，引起塑性变形的单位变形力。 （×） 5. 物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。 （×） 6. 物体某个方向上为负应力时，该方向的应变一定是负应变。 （×） 7. 物体受三向等压应力时，其塑性变形可以很大。 （×） 8. 材料的塑性是物质一种不变的性质。 （×） 9. 金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。 （×） 10. 物体受三向等拉应力时，坯料不会产生任何塑性变形。 （∨） 11. 当坯料受三向拉应力作用，而且0321>>>σσσ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。 （∨） 12. 当坯料受三向压应力作用，而且σσσ3210>>> 时，在最小压应力σ3方向上的变形一定是伸长变形，在最大压应力σ1方向上的变形一定是压缩变形。 （∨）
第一章冲压变形的基本原理 1.1 金属塑性变形的基本概念 金属在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形，变形分为弹性变形和塑性变形。而冲压加 工就是利用金属的塑性变形成形制件的一种金属加工方法。要掌握冲压成形加工技术，首先必须了 解金属塑性变形的一些基本原理。 1.1.1 塑性变形的物理概念 所有的固体金属都是晶体，原子在晶体所占的空间内有序排列。在没有外力作用时，金属中原子处于稳定的平衡状态，金属物体具有自己的形状与尺寸。施加外力，会破坏原子间原来的平衡状态，造成原子排畸变图1.1.1，引起金属形状与尺寸的变化。 图1.1.1 晶格畸变 a)无外力作用；b)外力作用产生弹性畸变；c)晶格滑移或孪动；d)外力卸去后的永久变形 假若除去外力，金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失和金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸，则这样的变形称为弹性变形（图1.1.1a ）。增大外力，原子排列的畸变程度增加，移动距离有可能大于受力前的原子间距离，这时晶体中一部分原子相对于另一部分产生较大的错动（图1.1.1c ）。外力除去以后，原子间的距离虽然仍可恢复原状，但错动了的原子并不能再回到其原始位置（图1.1.1d ），金属的形状和尺寸也都发生了永久改变。这种在外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。 受外力作用时，原子总是离开平衡位置而移动。因此，在塑性变形条件下，总变形既包括塑性变形，也包括除去外力后消失的弹性变形。 1.1.2塑性变形的基本形式 金属塑性变形是金属在外力的作用下金属晶格先产生晶格畸变，外力继续加大时，产生晶格错动，而这种错动通常在晶体中采取滑移和孪动两种形式。。
附录1 外文译文 冲压变形 冲压变形工艺可完成多种工序，其基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。 分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法，主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中有以冲孔、落料应用最广。变形工序是使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工艺方法，主要有拉深、弯曲、局部成形、胀形、翻边、缩径、校形、旋压等。 从本质上看，冲压成形就是毛坯的变形区在外力的作用下产生相应的塑性变形，所以变形区的应力状态和变形性质是决定冲压成形性质的基本因素。因此，根据变形区应力状态和变形特点进行的冲压成形分类，可以把成形性质相同的成形方法概括成同一个类型并进行系统化的研究。 绝大多数冲压成形时毛坯变形区均处于平面应力状态。通常认为在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其数值也是较小的，所以可以认为垂直于板面方向的应力为零，使板材毛坯产生塑性变形的是作用于板面方向上相互垂直的两个主应力。由于板厚较小，通常都近似地认为这两个主应力在厚度方向上是均匀分布的。基于这样的分析，可以把各种形式冲压成形中的毛坯变形区的受力状态与变形特点，在平面应力的应力坐标系中(冲压应力图)与相应的两向应变坐标系中(冲压应变图)以应力与应变坐标决定的位置来表示。也就是说，冲压应力图与冲压应变图中的不同位置都代表着不同的受力情况与变形特点(1)冲压毛坯变形区受两向拉应力作用时，可以分为两种情况：即σ γ>σ>0σt=0和σ θ>σγ>0，σt=0。再这两种情况下，绝对值最大的应力都是拉应力。以下对这两种情况进行分析。 1)当σγ>σθ>0且σt=0时，安全量理论可以写出如下应力与应变的关系式： (1-1) εγ/（σγ-σm）=εθ/（σθ-σm）=εt/（σt -σm）=k 式中ε γ，εθ，εt——分别是轴对称冲压成形时的径向主应变、切向主应变和厚度方向上的主应变； σγ，σθ，σt——分别是轴对称冲压成形时的径向主应力、切向主应力和厚度方向上的主应力； σm——平均应力，σm=（σγ+σθ+σt）/3； k——常数。在平面应力状态，式（1—1）具有如下形式： 3ε γ/（2σγ-σθ）=3εθ/（2σθ-σt）=3εt/[-（σt+σθ）]=k （1—2）因为σ γ>σθ>0，所以必定有2σγ-σθ>0与εθ>0。这个结果表明：在两向拉应力的平面应力状态时，如果绝对值最大拉应力是σ γ，则在这个方向上的主应变一定是正应变，即是伸长变形。 又因为σ γ>σθ>0，所以必定有-（σt+σθ）<0与εt<0，即在板料厚度方向上的应变是负的，即为压缩变形，厚度变薄。 在σ θ方向上的变形取决于σγ与σθ的数值：当σγ=2σθ时，εθ=0；当σγ>2σθ时，εθ<0；当σγ<2σθ时，εθ>0。 σθ的变化范围是σγ>=σθ>=0 。在双向等拉力状态时，σγ=σθ，有式 （1—2）得ε γ=εθ>0 及εt <0 ；在受单向拉应力状态时，σθ=0，有式
作业参考答案 1、什么是冲压加工？冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点？答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。 冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。 冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。 2、冷冲压有哪些基本工序，各是什么？答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。 3、什么是金属塑性变形？常见塑性指标有哪些？影响金属的塑性与变形抗力的主要因素有哪些？并作简要分析。答：金属塑性变形就是指金属材料在外力的作用下产生不可恢复的永久变形（形状和尺寸产生永久改变）。 影响金属的塑性和变形抗力的主要因素有：（1）、化学成分和组织——化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素；组织：单向组织、多项组织，不同的组织，金属的塑性和变形抗力会有很大差异。（2）、变形温度——温度升高，原子热运动加剧，热振动加剧（热塑性），晶界强度下降。（3）、变形速度——速度大，塑性变形来不及扩展，没有足够的时间回复、再结晶，塑性降低变形抗力增加。但速度大时热效应显著，变形体有温度效应对塑性增加有利。
二、 1、什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？答：随着冷变形程度的增加，金属材料所有强度和硬度指标都有所提高，但塑形、韧性有所下降。其可制止 局部集中变形的进一步发展，具有扩展变形区、使变形区均匀化和增大极限变形程度的作用。 2、冲裁变形过程分为哪几个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。裂纹出现在断裂分离阶段。材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。 3、冲裁件质量包括哪些方面？其断面具有什么特征？这些特征是如何产生的？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？答：冲裁件质量包括断面状况、尺寸精度和形状误差。其断面有4 个特装区，即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺。圆角带主要是当凸模下降，刃口刚压入板料时，刃口附近材料被带进模具间隙的结果；光亮带是由于金属材料产生塑性剪切变形时，材料在和模具侧面接触中被模具侧面挤光而形成的光亮垂直面；断裂带是有刃口处微裂纹在拉应力作用下，不断扩展而形成的撕裂面；毛刺是在塑性变形阶段后期，刃口正面材料被压缩，裂纹起点不在刃尖处，在模具侧面离刃口不远处发生，在拉应力作用下，裂纹加长材料撕裂而产生。影响断面质量因素有（1）、 材料力学性能（2）、模具间隙（3）、模具刃口状态（4）、模具结构以及刃口的摩 擦条件等。 1、冲裁模刃口尺寸计算原则是什么？ 答：书本P61
冲压成形的理论基础毕业论文 1.1 冲压的概念、基本工序、现状及发展方向 1.1.1 冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性交形，从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成形工程技术。 冲压所使用的模具称为冲压模具．简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行，没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素． 与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 ①冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟几十次，高速压力机每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。它们的关系如下图0-1。 ②冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一
模一样”的特征。 ③冲压可加工出尺寸围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压件的强度和刚度均较高。 ④冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其他加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以．只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压在现代工业生产中，尤其是在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压方法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的
第2章冲压变形基础（答案） 一、填空 1．在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，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冲压模具。 3．冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。 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形状和尺寸，称为塑性变形。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：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。 6．以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。可能出现的主应力图共有九种。 7．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：ε1+ε2+ε3=0。 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增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。 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弹性回复(简称回弹)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。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，有两个方面：一是成形极限，二是成形质量。 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， A ，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 A ，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是 B 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 1．冷冲压的特点是： （1）便于实现自动化，生产率高，操作简便。大批量生产时，成本较低。 (2) 冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好。 (3) 能获得其它加工方法难以加工或无法加工的、形状复杂的零件。 (4) 冷冲压是一种少无切削的加工方法，材料利用率较高，零件强度、刚度好。 2．冷冲压的基本工序为：分离工序和变形工序。 分离工序：材料所受力超过材料的强度极限，分离工序的目的是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，成为所需成品的形状及尺寸。 成形工序：材料所受力超过材料的屈服极限而小于材料的强度极限，成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状和尺寸。
冲压工艺的基础知识和详细介绍【完整】 一、冲压产品的工艺分类 1、基本工序分类 冲压工艺按其变形性质可以分为材料的分离与成型两大类。 分离工序是指坯料在冲压力的作用下，变形部位的应力达到抗拉强度以后，是坯料发生断裂而产生分离，从而获得所需形状与尺寸的工件的冲压工序。成型工序是指坯料在冲压力的作用下，变形部位的应力达到屈服点，但未达到抗拉强度，使坯料产生塑性变形而不发生断裂分离，从而获得所需形状与尺寸的工件的冲压工序。 2、分离工序的类别 分离工序按照其不同的变形机理分为冲裁、整修两大类。 冲裁：指用模具沿沿一定的曲线或直线冲切板料（包括以下几类） 整修是对冲裁件的断面部分进行再加工的分离加工方法，整修变形是一种切削机理，其工件的尺寸精度和断面质量比冲裁件好。 3.成型工序的类别 成型工序较多，包括：弯曲、拉深、翻边、胀形和挤压工艺等。（具体如下：）
二、冲裁 1、冲裁产品的形态与成型过程介绍 冲裁产品的形态。冲裁产品的的断面分为：塌角、光亮带、断裂带、毛刺，这四种形态是在产品冲裁过程中于不同的阶段，不同的部位、不同的应力作用下产生的。 如上图，1塌角 :高度约等于8%T至15%T ；2.光亮带 :高度约等于15%T 至55%T ；3.断裂带 :高度约等于35%T至75%T ；4.毛刺 :高度约等于5%T 至10%T 1）弹性变形阶段 受力分析：刃口部分材料受剪切力，力的大小小于弹性极限，若力消失,则材料恢复原始状态。 状态描述：凸模施加压力于材料，材料略挤入凹模刃口。
2）塑性变形阶段 受力分析:材料受力由边及中心，逐渐超过弹性极限 状态描述：凸模进一步深入材料,在本阶段冲裁件产生塌角以及光亮带
第一章冲压变形的基本原理 金属塑性变形的基本概念 金属在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形，变形分为弹性变形和塑性变形。而冲压加 工就是利用金属的塑性变形成形制件的一种金属加工方法。要掌握冲压成形加工技术，首先必须了 解金属塑性变形的一些基本原理。 1.1.1 塑性变形的物理概念 所有的固体金属都是晶体，原子在晶体所占的空间内有序排列。在没有外力作用时，金属中原子处于稳定的平衡状态，金属物体具有自己的形状与尺寸。施加外力，会破坏原子间原来的平衡状态，造成原子排畸变图1.1.1，引起金属形状与尺寸的变化。 图1.1.1 晶格畸变 a)无外力作用；b)外力作用产生弹性畸变；c)晶格滑移或孪动；d)外力卸去后的永久变形 假若除去外力，金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失和金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸，则这样的变形称为弹性变形（图 1.1.1a ）。增大外力，原子排列的畸变程度增加，移动距离有可能大于受力前的原子间距离，这时晶体中一部分原子相对于另一部分产生较大的错动（图 1.1.1c ）。外力除去以后，原子间的距离虽然
仍可恢复原状，但错动了的原子并不能再回到其原始位置（图），金属的形状和尺寸也都发生了永久改变。这种在外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。 受外力作用时，原子总是离开平衡位置而移动。因此，在塑性变形条件下，总变形既包括塑性变形，也包括除去外力后消失的弹性变形。 1.1.2塑性变形的基本形式 金属塑性变形是金属在外力的作用下金属晶格先产生晶格畸变，外力继续加大时，产生晶格错动，而这种错动通常在晶体中采取滑移和孪动两种形式。。 1.滑移 当作用在晶体上的切应力达到一定数值后，晶体一部分沿一定的晶面，向着一定的方向，与另一部分之间作相对移动，这种现象叫滑移，图1.1.1。金属的滑移面，一般都是晶格中原子分布最密的面，滑移方向则是原子分布最密的结晶方向，因为沿着原子分布最密的面和方向滑移的阻力最小。金属晶格中，原子分布最密的晶面和结晶方向愈多，产生滑移的可能性愈大，金属的可塑性就愈好。晶格的滑移可通过位错理论来解释。滑移时并不需要整个滑移面上的全部原子一齐移动，而只是在位错中心附近的少数原子发生移动。 2.孪生 孪动也是在一定的切应力作用下，晶体的一部分相对另一部分，沿着一定的晶面和方向发生转动的结果，已变形部分的晶体位向发生改变，与未变形部分以孪晶面对称，图1.1.1。 孪动与滑移的主要差别是：①滑移过程是渐进的，而孪动过程是突然发生的；②孪动时原子位置不会产生较大的错动，因此晶体取得较大塑性变形的方式主要是滑移作用；③孪动后，晶体内部出现空隙，易于导致金属的破坏；④孪动所要求的临界切应力比滑移要求的临界切应力大得多，只有滑移过程很困难时，晶体方发生孪动。 3.晶间变形 滑移和孪动都是发生在单个晶粒内部的变形，称为晶内变形。工业生产中实际使用的金属则是多晶体。多晶体中的每个单晶体（晶粒）要受到四周晶粒的牵制，变形不如自由
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？
冷冲压工艺及模具设计 NO.1第1章冷冲压变形基本知识 1.1塑性变形理论基础 1.2冷冲压材料
本章主要内容 金属塑性与塑性变形概念，塑性变形时的应力与应变，加工硬化与硬化曲线，冲压成形中的变形趋向性及其控制，冲压材料及其冲压成形性能。 本章学习目的要求 熟悉金属塑性变形的性质、影响因素、变形规律及冲压变形 趋向性的控制，初步掌握冲压材料的成形性能、性能试验方法、冲压对材料的基本要求及材料的选用原则。 本章重点 影响金属塑性的因素，塑性变形时应力应变关系，硬化与卸载规律，变形趋向性控制，材料的冲压成形性能及选用
1.1塑性变形理论基础 1.1.1金属塑性变形概述 1.1.2塑性变形时的应力与应变 1.1.3加工硬化与硬化曲线 1.1.4 冲压成形中的变形趋向性及其控制
1.1.1金属塑性变形概述 1.塑性变形、塑性与变形抗力的概念 塑性变形：物体在外力作用下产生变形，外力去除以后，物体 并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸的变形。 塑性：物体具有塑性变形的能力。 变形抗力：在一定的变形条件（加载状况、变形温度及速度）下，引起物体塑性变形的单位变形力。 注意： 1）变形抗力反映了物体在外力作用下抵抗塑性变形的能力。 2）塑性不仅与物体材料的种类有关，还与变形方式和变形条件有关。 3）金属塑性的高低通常用塑性指标[延伸率δ和断面收缩率ψ]来衡量。
1.1.1金属塑性变形概述 2.塑性变形对金属组织和性能的影响 (1)形成了纤维组织当变形程度很大时，多晶体晶粒便显著地沿变形方 向被拉长。形成的纤维组织会使变形抗力增加，且会产生明显的各向异性。 (2)形成了亚组织随着变形程度的增加，一些位错互相纠缠在一起，密 集的位错纠结在晶粒内围成细小的粒状组织。亚组织的形成使得位错运 动更加困难，导致变形抗力的增加。 (3)产生了内应力由于变形不均，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。内应力的存在，将导致金属的开裂和变形 抗力的增加。 (4)产生了加工硬化随着变形程度的增加，金属的强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。加工硬化在生产中具有很大的实际意义。
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）。伸长类变形的极限变形系数主要决定于材料的塑性；压缩类变形的极限变形系数通常是受坯料传力区的承载能力的限制，有时则受变形区或传力区的失稳起皱的限制。 （2）成形质量冲压件的质量指标主要是尺寸精度、厚度变化、表面质量以及成形后材料的物理机械性能等。影响工件质量的因素很多，不同的冲压工序情况又各不相同。 材料在塑性变形的同时总伴随着弹性变形，当载荷卸除后，由于材料的弹性回复，?造成制件的尺寸和形状偏离模具，影响制件的尺寸和形状精度。因此，掌握回弹规律，?控制回弹量是非常重要的。 冲压成形后，一般板厚都要发生变化，有的是变厚，有的是变薄。?厚度变薄直接影响冲压件的强度和使用，对强度有要求时，往往要限制其最大变薄量。 材料经过塑性变形后，除产生加工硬化现象外，还由于变形不均，造成残余应力，从而引起工件尺寸及形状的变化，严重时还会引起工件的自行开裂。所有这些情况，?在制定冲压工
冲压变形基础习题与解答 Ting Bao was revised on January 6, 20021
第2章冲压变形基础（答案） 一、填空 1．在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，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冲压模具。 3．冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。 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形状和尺寸，称为塑性变形。 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：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。 6．以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。 可能出现的主应力图共有九种。 7．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：ε 1+ε 2 +ε 3 =0。 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增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。 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弹性回复(简称回弹)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。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，有两个方面：一是成形极限，二是成形质量。 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， A ，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 A ，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是 B 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
作业参考答案 一、 1、什么是冲压加工冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点 答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。 冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。 冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。 2、冷冲压有哪些基本工序，各是什么 答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。 3、什么是金属塑性变形常见塑性指标有哪些影响金属的塑性与变形抗力的主要因素有哪些并作简要分析。 答：金属塑性变形就是指金属材料在外力的作用下产生不可恢复的永久变形（形状和尺寸产生永久改变）。 影响金属的塑性和变形抗力的主要因素有：（1）、化学成分和组织——化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素；组织：单向组织、多项组织，不同的组织，金属的塑性和变形抗力会有很大差异。（2）、变形温度——温度升高，原子热运动加剧，热振动加剧（热塑性），晶界强度下降。（3）、变形速度——速度大，塑性变形来不及扩展，没有足够的时间回复、再结晶，塑性降低变形抗力增加。但速度大时热效应显着，变形体有温度效应对塑性增加有利。 二、 1、什么是加工硬化现象它对冲压工艺有何影响 答：随着冷变形程度的增加，金属材料所有强度和硬度指标都有所提高，但塑形、韧性有所下降。其可制止局部集中变形的进一步发展，具有扩展变形区、使变形区均匀化和增大极限变形程度的作用。 2、冲裁变形过程分为哪几个阶段裂纹在哪个阶段产生首先在什么位置产生 答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。裂纹出现在断裂分离阶段。材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。