冲压的材料材料特性(精)

第一章冲压冲压的定义：室温下，在压力机上通过模具对板料金属（非金属）加压，使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的加工方法，又叫冷冲压或板料冲压。

冲压工艺可用于加工,金属板料,非金属板料.冲压工艺特点：生产效率高；在大量生产中可获得稳定的质量；材料利用率高，生产成本低；可制造复杂形状的工件。

冲压生产的局限性：--制模成本高；--技术要求高；--不适用于单件、小批量生产。

加工硬化：在常温下，随着变形程度的增加，金属材料的强度指标增高，塑性指标降低的现象。

冲压分类：分离工序，成型工序分离工序：冲压过程中，使冲压件与板料在切应力或拉应力的作用下，沿一定的轮廓线相互分离。

分离工序主要指冲裁，包括落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序。

普通冲裁：通过破坏分离方式所完成的冲压工序。

精密冲裁：以变形分离方式所完成的冲压工序。

成形工序：在冲压过程中，使毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所需形状与尺寸的工件，同时冲压件应该满足尺寸精度方面的要求。

成形工序主要包括弯曲、拉伸、胀形、翻边等。

落料：用模具沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是零件。

用于制造各种平板零件或者成形工序制坯冲孔：用模具沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是废料。

用于冲制各类零件的孔形弯曲;把板料沿直线弯曲成各种形状，板料外层受拉伸力，内层受压缩力。

可加工形状复杂的零件毛坯区域的划分：变形区,传力区在成形过程中，毛坯的变形区和传力区是运动变化的，而且还会相互转化。

制定工艺时，必须保证：“弱区先变形，变形区应为弱区”对毛坯变形趋向性的控制，主要有以下几种方法：（1）合理确定毛坯和半成品尺寸（2）改变模具工作部分的几何形状和尺寸（3）改变毛坯与模具接触面之间的摩擦阻力（4）改变毛坯局部力学性能1、什么是冲压？它与其它加工方法相比有什么特点？2、冲压工序可分为哪两大类？他们的主要区别和特点是什么？3、如何控制冲压过程中的变形趋向？板料的冲压性能：指板料对冲压的适应能力、可成形能力间接试验：板料的受力情况和变形特点与实际冲压有一定差别，其试验结果只能间接反映板料的冲压性能。

铝合金冲压拉伸铝合金是一种具有优异力学性能、良好腐蚀性能和优异加工性能的材料，因此被广泛应用于冲压拉伸加工领域。

铝合金冲压拉伸工艺是通过对铝合金板材进行加工，使其产生形状和尺寸发生变化，达到零件成形的工艺。

铝合金冲压拉伸工艺在制造业中具有广泛的应用。

它适用于生产各种形状的零件，如汽车车身板件、飞机翼板、电子产品外壳等。

铝合金冲压拉伸工艺可以实现高效、精确和批量化生产，能够满足不同行业对零件质量和生产效率的要求。

在铝合金冲压拉伸过程中，需要考虑一系列的加工参数和工艺控制，以保证零件的成形质量和工艺效率。

以下是一些铝合金冲压拉伸相关的参考内容：1. 材料特性：- 铝合金的特性：铝合金具有良好的延展性和韧性，适合进行冲压拉伸加工。

- 材料屈服强度和延伸率：了解材料的力学性能参数，可以选择合适的拉伸方式和应变速率。

2. 设计与模具：- 零件设计：设计合理的零件几何形状、薄壁结构和布局，减少局部应力集中。

- 模具设计：确定合适的冲孔、冲剪、拉伸和压边工艺步骤，设计合适的变形区域和支撑结构。

3. 工艺参数：- 冲裁力矩：考虑材料的屈服强度、弹性模量和板材厚度，确定合适的冲裁力矩。

- 润滑剂选择：选择合适的润滑剂，减少摩擦力和热量的产生，减轻工艺过程中的摩擦损伤。

- 模具温度：控制模具的温度，以控制材料的流动和变形，避免塑性变形过大。

- 拉伸速度：根据材料的特性和零件要求，选择合适的拉伸速度，以保证良好的成形效果和表面质量。

4. 工艺控制：- 力学性能监测：通过力学性能测试，了解材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标，为工艺控制提供数据支持。

- 成形质量检测：采用三坐标测量等技术，对成形零件的尺寸和形状进行检测和修正，确保成形质量满足要求。

5. 工艺优化：- 板材切割：根据零件的几何形状和材料特性，合理选择切割方式和切割尺寸，减少材料浪费和成本。

- 工艺参数调试：通过实验和模拟分析，对工艺参数进行调整，优化冲压拉伸工艺，提高生产效率和零件质量。

CAE冲压材料参数说明1. 引言CAE（Computer-Aided Engineering）是一种利用计算机辅助进行工程设计和分析的技术。

在冲压工艺中，CAE可以帮助工程师预测和优化材料参数，以提高产品质量和生产效率。

本文将详细说明CAE冲压材料参数的相关内容。

2. 冲压过程中的材料参数在冲压过程中，材料的物理性质和力学性能对产品的成形性能和质量起着重要作用。

以下是一些常见的冲压材料参数：2.1 材料硬度（Hardness）材料硬度是指材料抵抗局部塑性变形、划痕或穿孔等表面破坏的能力。

常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度等。

在CAE分析中，硬度值可以用来确定材料的变形行为和应力分布。

2.2 材料应力-应变曲线（Stress-Strain Curve）材料应力-应变曲线描述了在给定应变范围内材料的应力响应。

该曲线可以通过实验测试或经验模型获得。

在CAE分析中，应力-应变曲线用来确定材料的强度、延展性和硬化行为。

2.3 材料流变应力曲线（Flow Stress Curve）材料流变应力曲线描述了在不同应变率下材料的流动性能。

该曲线可以通过实验测试或经验模型获得。

在CAE分析中，流变应力曲线用来确定材料的流动行为和冲压过程中的应力分布。

2.4 材料摩擦系数（Friction Coefficient）材料摩擦系数是指两个接触表面之间相对滑动时所产生的摩擦阻力与垂直于接触面的压力之比。

摩擦系数对冲压过程中的摩擦力和表面质量有重要影响。

在CAE分析中，摩擦系数可以通过实验测试或经验模型获得。

2.5 材料热物性（Thermal Properties）材料热物性包括热导率、比热容和线膨胀系数等。

这些参数对冲压过程中的温度分布和冷却效果起着重要作用。

在CAE分析中，热物性参数可以用来模拟冲压过程中的热传导和热变形。

3. CAE分析中的材料参数获取为了进行CAE分析，需要获取材料参数的数值。

以下是一些常见的获取方法：3.1 实验测试实验测试是获得材料参数最直接和准确的方法之一。

板料冲压成形性能及冲压材料板料的冲压成形性能板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。

具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。

冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限，希望尽可能减少成形工序；另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。

下面分别讨论。

(一)成形极限在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。

对不同的成形工序，成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。

例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。

这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到，也可通过实验求得。

依据什么来确定极限变形系数呢？这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。

冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区（例如胀形），也可以通过非变形区，包括已变形区（例如拉深）和待变形区（例如缩口、扩口等），将变形力传给变形区。

因此，影响成形过程正常进行的因素，可能发生在变形区，也可能发生在非变形区。

归纳起来，大致有下述几种情况：1.属于变形区的问题伸长类变形一般是因为拉应力过大，材料过度变薄，局部失稳而产生断裂，如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。

压缩类变形一般是因为压应力过大，超过了板材的临界应力，使板材丧失稳定性而产生起皱，如缩口、无压边圈拉深等的起皱。

2.属于非变形区的问题传力区承载能力不够：非变形区作为传力区时，往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。

也分为两种情况：1)拉裂或过度变薄；例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区，若变形力超过已变形区的抗拉能力，就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。

2)失稳或塑性镦粗：例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区，若变形力超过了管坯的承载能力，待变形区就会因失稳而压屈，或者发生塑性镦粗变形。

非传力区在内应力作用下破坏：非变形区不是传力区时，由于变形过程中金属流动的不均匀性，也可能产生过大的内应力而使之破坏。

第三章板料冲压板料冲压：利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。

板料冲压的坯料厚度一般小于4mm，通常在常温下冲压，故又称为冷冲压，简称冲压。

板料厚度超过8～10mm时，才用热冲压。

原材料：具有塑性的金属材料，如低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝及其合金等，也可以是非金属材料，如胶木、云母、纤维板、皮革等。

板料冲压的特点：（1）冲压生产操作简单，生产率高，易于实现机械化和自动化。

（2）冲压件的尺寸精确，表面光洁，质量稳定，互换性好，一般不再进行机械加工，即可作为零件使用。

（3）金属薄板经过冲压塑性变形获得一定几何形状，并产生冷变形强化，使冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。

（4）冲模是冲压生产的主要工艺装备，其结构复杂，精度要求高，制造费用相对较高，故冲压适合在大批量生产条件下采用。

一、冲压设备主要有剪床和冲床两大类。

剪床是完成剪切工序，为冲压生产准备原料的主要设备。

冲床是进行冲压加工的主要设备，按其床身结构不同，有开式和闭式两类冲床。

按其传动方式不同，有机械式冲床与液压压力机两大类。

图8-26所示为开式机械式冲床的工作原理及传动示意图。

冲床的主要技术参数是以公称压力来表示的，公称压力（kN）是以冲床滑块在下止点前工作位置所能承受的最大工作压力来表示的。

我国常用开式冲床的规格为63～2000kN，闭式冲床的规格为1000～5000kN。

二、冲压工序冲压基本工序可分为落料、冲孔、切断等分离工序，和拉深、弯曲等变形工序两大类。

（一）分离工序它是使板料的一部分与另一部分分离的加工工序。

（1）切断：使板料按不封闭轮廓线分离的工序叫切断；（2）落料：是从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品。

（3）冲孔：是在板料上冲出孔，冲下部分是废料。

冲孔和落料又统称为冲裁。

1、冲裁变形过程冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。

普通冲裁的刃口必须锋利，凸模和凹模之间留有间隙，板料的冲裁过程可分为三个阶段，如图8-27所示：（1）弹性变形阶段（2）塑性变形阶段（3）剪裂分离阶段板料冲裁时的应力应变十分复杂，除剪切应力应变外，还有拉伸、弯曲和挤压等应力应变，如图8-28所示。