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板料的冲压成形性能与成形极限

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车身工艺制造工艺学冲压330

车身工艺制造工艺学冲压330

《汽车车身制造工艺学（冲压工艺）》复习要点第一章冲压工艺概论一、学习内容1冲压工艺的特点及冲压工序的分类2金属塑性变形的力学规律3板料的冲压成形性能和成形极限图4车身冲压材料5汽车冲压技术概论二、学习目的1．通过本章学习要求学员了解冲压工序的分类（分离工序和成形工序）、塑性应力应变关系、板料性能指标对冲压成形性能的影响；2．掌握成形极限图的概念及应用三、自我测试1．名词解释冲压成形工艺分离工序成形工序主应力三向应力状态屈斯加准则米塞斯准则增量理论全量理论板料的冲压成形性能成形极限图板料的各项异性2．简述题汽车车身分为哪五部分?冲压生产线有哪两种类型?冲压加工的优点有?冲压生产三大要素?常用的分离成形工序 ( 至少三种 )?冲压成形性能包括哪几方面?材料的力学性能指标都有哪些？冲压用钢板的几种类型？常用的钢板冲压成形性能模拟试验方法有哪些？3．案例汽车车门内板的冲压工艺过程?4.选择题杯突试验结果能反映哪种冲压工艺的成形性能（）A.缩孔B.弯曲C.胀形D外凸外缘翻边塑性变形时应力应变关系是（）A. .非线性的、不可逆的B.线性的 C 可逆的 D.可叠加的冲压工序按照加工性质的不同，可以分为两大类型，即（）A.分离工序B.冲孔工序C. 成形工序D.拉深工序E. 翻边工序5.课本思考题 1 ， 3 ，5第二章冲裁工艺一、学习内容1冲裁的变形过程2冲裁间隙3冲裁模刃口尺寸4冲裁力和冲模压力中心5冲模及冲裁模6冲裁件缺陷原因及分析二、学习目的1．通过本章学习，掌握冲裁间隙的确定方法、冲裁力及其计算方法2.通过本章学习，掌握冲裁力及其计算方法3.了解冲裁件缺陷原因及分析三、自我测试1．名词冲裁光亮带冲裁间隙卸料力模具的压力中心复合模闭合高度2．简述题简述冲裁变形过程。

冲裁模刃口尺寸确定原则有哪些？影响冲裁力的主要因素有哪些？降低冲裁力的措施？冲模的种类？毛刺产生的原因有哪些？3. 选择题计算冲裁力的目的是为了合理选用压力机和设计模具，压力机的公称压力必须（）所计算的冲裁力A. 小于B.等于C.大于D. 无所谓模具的闭合高度H、压力机的最大装模高度、最小装模高度之间的关系为（）A. 无所谓B.H ≤C.≤H≤D. H≥下列哪种部件不属于模具的定位部件（）A. 定位销B. 定位侧刃C. 顶料销 D导正销冲裁的工件断面明显的分为哪几个特征区（）A. 圆角带B.起皱带C. 断裂带D. 减薄带E.光亮带模具的导向部件包括（）A.导块B. 导套C. 定位销D. 导板E. 导柱冲裁间隙对下列哪些因素有影响（）A. 冲裁件断面质量B.滑块平度C.冲裁力的大小D. 模具寿命E.冲裁件的尺寸精度按照工艺性质分类，冲模可分为哪几种（）A.拉深模B. 弯曲模C.胀形模D.翻边模E.冲裁模冲裁工序包括（）A. 修边B.落料C.扩孔D.切口E.冲孔4.综合应用题冲压工艺都有哪些特点5.课本思考题 1 , 6第三章弯曲工艺一、学习内容1弯曲的变形过程2弯曲的变形特点（应力应变分析）3弯曲力的计算4弯曲件毛坯尺寸的确定5弯曲件质量分析与控制6 弯曲模具二、学习目的1．通过本章学习，掌握弯曲变形的过程、特点2.通过本章学习，掌握弯曲件质量分析与控制3.了解弯曲模具制造过程三、自我测试1．名词解释弯曲弯曲中性层回弹2．简述题简述弯曲变形过程。

第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案

第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案

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。

Dynaform软件的板料冲压成形操作指引

Dynaform软件的板料冲压成形操作指引

Dynaform 软件的板料冲压成形操作指引1 常用仿真术语定义：冲压成形：用模具和冲压设备使板材产生塑性变形获得形状、尺寸、性能合乎要求的冲压件的加工方法。

多在室温下进行。

其效率高，精度高,材料利用率也高，可自动化加工。

冲压成形工序与工艺：剪切：将板材剪切成条料、块料或具有一定形状的毛坯的加工工序称为剪切。

分平剪、斜剪和震动剪. 冲裁：借助模具使板材分离的工艺。

分为落料和冲孔。

落料——从板料上冲下所需形状尺寸坯料或零件的工序；冲孔-- 在工件上冲出所需形状孔的工序.弯曲：在弯曲力矩作用下，使平板毛坯、型材、管材等产生一定曲率和角度，形成一定形状冲压件的方法。

拉深：冲裁得到的平板毛坯成形成开口空心零件的冲压加工方法。

拉伸参数：• 拉深系数m :拉深零件的平均直径 d 与拉深前毛坯 D 之比值m ， m = d/D ;• 拉深程度或拉深比：拉深系数 m 的倒数 1/m ;• 极限拉深系数：毛坯直径 D 确定下，能拉深的零件最小直径 d 与D 之比。

胀形：指将材料不向变形区转移，只在变形区内产生径向和切向拉深变形的冲压成形方法。

翻边：在毛坯的平面或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法。

板材冲压成形性能评价指标：硬化指数n 、厚度方向系数γ、成形极限图。

成形极限：是指冲压加工过程中所能达到的最大变形程度。

2 Dynaform 仿真分析目的及流程ETA/DYNAFORM 5。

7是由美国工程技术联合公司（ENGINEERING TECHNOLOGY ASSOCIALTES ， INC.）开发的一个基于LS —DYNA 的板料成形模拟软件包.作为一款专业的CAE 软件，ETA/DYNAFORM 综合了LS —DYNA 强大的板料成形分析功能以及强大的流线型前后处理功能。

它主要应用于板料成形工业中模具的设计和开发，可以帮助模具设计人员显著减少模具开发设计时间和试模周期。

基于Dynaform 软件的仿真结果，可以预测板料冲压成形中出现的各种问题,如破裂、起皱、回弹、翘曲、板料流动不均匀等缺陷，分析如何及时发现问题，并提供解决方案。

冲压性能及成形极限

冲压性能及成形极限

五、冲压成形性能试验方法与指标
1、胀形成形性能试验（杯突试验）（Eriohsen试验）
指标：用破裂时凸包高度IE值评价。IE值越大，胀形成形性能越好。
2、扩孔成形性能试验（KWI扩孔试验）
指标：用破裂时极限扩孔率值评价。

d f d0 d0
100%
d f d f max d f min / 2
最小相对弯曲半径=
rmin / t
5、“拉—胀”复合成形性能试验 （福井杯锥试验）
指标：用杯底破裂时杯口平均直径 评价，称为CCV值。
CCV
1 ( Dmax Dmin ) 2
六、塑性拉伸失稳理论
1、拉深失稳的概念和类型
1）分散性颈缩（Diffuse necking)： 载荷开始随变形增大而减小，由 于应变硬化，这种颈缩在一定尺寸范 围内可以转移，使材料在这个范围内 产生亚稳定的塑性流动，故载荷下降 比较缓慢。肉眼观察不到。 2）集中性颈缩（Localized necking)： 应变硬化不足以使颈缩转移，应 力增长率远小于承载面积的减小速度， 故载荷随变形程度的增大而急剧下降。 肉眼可以观察到。


3、拉深成形性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ试验
（1）圆柱形平底凸模冲杯试验（Swift平底冲杯试验）
指标：用拉破时极限拉深比LDR评价。 LDR Dmax / d p （2）TZP试验 Ff Fmax 指标：用拉深潜力T值评价。 T 100% Ff
4、弯曲成形性能试验
指标：用外表面破裂时的最小相对弯曲半径值评价。
二、冲压成形区域划分
四种典型工艺： 拉深 刚性凸模胀形 伸长类翻边 弯曲 复杂零件的成形经 常可视为两个或两 个以上的复合
变形趋向性：拉深、平底凸模胀形、圆孔翻边及扩孔所用模具相同，但毛 坯直径不同，或预制孔直径不同，则拉深和胀形可相互转变， 胀形和扩孔翻边可相互转变，或两种变形复合。

板材成形理论知识要点

板材成形理论知识要点
3. n值、r值与成形性能的关系
第二章 冲裁工艺与模具设计
1冲裁变形分离过程大致可分为3个阶段。 弹性变形阶段, 塑性变形阶段,断裂分离阶段 2冲裁断面可明显地分成4个特征区， 即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺 3降低冲裁力的方法:阶梯凸模冲裁, 斜刃口冲裁 4凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长 距离摩擦加剧了侧面的磨损. 5确定合理间隙的理论计算法依据主要是：在合理 间隙情况下冲裁时，材料在凸、凹模刃口产生 的裂纹成直线会合.
第四章
拉深工艺与模具设计
1.拉深 是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的 冲压加工方法。 2.拉深件各部分的厚度是不一致的。一般是： 底部略为变薄，但基本上等于原毛坯的厚度； 壁部上段增厚，越靠上缘增厚越大； 壁部下段变薄，越靠下部变薄越多； 壁部向底部转角稍上处，则出现严重变薄，甚至断裂。 3.毛坯划分为5个区域： ⑴．平面凸缘区(｜σ 1｜＝｜σ 3｜，有R＝0．61Rt), ⑵. 凸缘圆角区, ⑶．筒壁区, ⑷．底部圆角区, ⑸．筒底部分
2.冲模零件的分类:分成五个类型的零件。
⑴.工作零件 是完成冲压工作的零件 ⑵.定位零件 这些零件的作用是保证送料时有良好的导 向和控制送料的进距. ⑶.卸料、推件零件 这些零件的作用是保证在冲压工序 完毕后将制件和废料排除，以保证下一次冲压工序顺 利进行。 ⑷.导向零件 这些零件的作用是保证上模与下模相对运 动时有精确的导向，使凸模、凹模间有均匀的间隙， 提高冲压件的质量。 ⑸.安装、固定零件 这些零件的作用是使上述四部分 零件联结成“整体”，保证各零件间的相对位置，并 使模具能安装在压力机上。
10.结构废料――由于工件结构形状的需要，如工 件内孔的存在而产生的废料，称为结构废料， 它决定于工件的形状，一般不能改变。 11.工艺废料―― 工件之间和工件与条料边缘之 间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔， 不可避免的料头和料尾废料，称为工艺废料， 它决定于冲压方式和排样方式。 12.冲裁间隙对产品质量和模具寿命的影响

板料冲压成形性能及冲压材料

板料冲压成形性能及冲压材料

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。

冲压模具设计


dε2 σ2-σm
=
dε3 σ3-σm
=ｄλ
式中 dλ——瞬时常数，在加载的不同瞬时是变
σm——平均主应力（静水应力）。
四、塑性变形时应力与应变的关系
全量理论认为，在比例加载（也称简单加 载，是指在加载过程中所有外力从一开始起就 按同一比例增加）的条件下，无论变形体所处 的应力状态如何，应变偏张量各分量与应力偏
b／B越小，拉深性能越
图2-12 拉楔试验
二、板料冲压成形性能的测定 （3）拉深性能试验
2）冲杯试验
也叫Swift拉深试验、LDR试验，是采用φ50mm的平底 凸模将试样拉深成形，图是GB／T 15825.3-1995“金属薄 板成形性能与试验方法拉深与拉深载荷试验”的示意图。
图2-13 冲杯试验
图是GB／T 15825.5-1995“金属薄板成形性能 与试验方法 弯曲试验”示意图。
二、板料冲压成形性能的测定 （5）锥杯试验
图是GB／T 15825.6— 1995“金属薄板成形性能与试 验方法锥杯试验”的示意图，
取冲头直径Dp与试样直径D0的
比值为0.35。
图2-17 锥杯试验
三、板料的基本性能与冲压成形性能的关系
三、板料的基本性能与冲压成形性能的关系
4.应变硬化指数n
硬化指数n表示材料在冷塑性变形中材料硬化 的程度。n值大的材料，硬化效应就大，这意味着 在变形过程中材料局部变形程度的增加会使该处 变形抗力较快增大，这样就可以补偿该处因截面 积减小而引起的承载能力的减弱，制止了局部集 中变形的进一步发展，致使变形区扩展，从而使 应变分布趋于均匀化。也就是提高了板料的局部 抗失稳能力和板料成形时的总体成形极限。
成形极限图Forming Limit Diagrams，缩写为 FLD）或成形极限曲线（Forming Limit Curves， 缩写为FLC）着眼于复杂零件的每一变形局部，它

板材成形性实验(课程实验)-新

I. 基本知识概述一、成形极限图冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。

全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性和定形性，故影响因素很多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸，变形条件（变形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作水平等。

板料的贴模性指板料在冲压过程中取得模具形状的能力，定形性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。

影响贴模性的因素很多，成形过程中发生的内皱、翘曲、塌陷和鼓起等几何面缺陷会使贴模性降低。

影响定形性的诸因素中，回弹是最主要的因素，零件脱模后，常因回弹大而产生较大的形状误差。

板料的贴模和定形性好坏与否，是决定零件形状尺寸精确度的重要因素。

目前的冲压生产和板料生产中，仍主要用抗破裂性作为评定板料冲压成形性能的指标。

失稳：板料在成形过程中会出现两种失稳现象，即拉伸失稳和压缩失稳。

拉伸失稳是板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂；压缩失稳是板料在压应力作用下出现皱纹。

成形极限：板料在失稳前可以达到的最大变形程度。

成形极限分为总体成形极限和局部成形极限。

总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变形程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极限翻边系数等均属于总体成形极限。

总体成形极限常用作工艺设计参数。

局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变形程度，如成形时的局部极限应变即属于局部成形极限。

成形极限图（Forming Limit Diagrams,缩写FLD ）是60年代中期由Keeler 和Goodwin 等人提出的。

成形极限图（FLD ）是板料在不同应变路径下的局部失稳极限1e 和2e （工程应变）或1ε和2ε（真实应变）构成的条带形区域或曲线，它全面反映了板料在单向和双向拉应力作用下的局部成形极限。

成形极限图（FLD ）的提出，为定性和定量研究板料的局部成形性能奠定了基础。

在此之前，板料的各种成形性能指标或成形极限大多以试样的某些总体尺寸变化到某种程度（如发生破裂）而确定。

冲压材料性能要求


结果使板材形成结晶方位趋于一致的结构组织， 在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板 材的性能有一定的差异。 r值越大，拉伸性能越好。其值等于应变宽度与应 变厚度之比。
对冲压材料的要求还有：
①厚度精确、均匀。冲压用模具精密、间隙小， 板料厚度过大会增加变形力，并造成卡料，甚至 将凹模胀裂；板料过薄会影响成品质量，在拉深 时甚至出现拉裂。
一般以含碳量≤0.25%及抗拉强度小于 650N/mm2的材料为主。
冲压对金属材料的冲压性能要求：
（1）具有良好的机械性能及较大的变形抗力 金属材料的机械性能是指抗拉强度、屈服强
度、延伸率、硬度、塑性、应变比等。 （2）具有理想的金相组织结构
金相组织是材料的微观质量特征。它的主要 标志是：渗碳体或碳化物的球化程度。
（3）冷挤压模材料的要求 要求模具工作零件具有高的强度和硬度、
高的耐磨性，为避免冲击折断，还要求具 有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的 升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和 热硬性。
（二）冲压模具材料的种类及特性
1、碳素工具钢 2、低合金工具钢 3、高碳高铬工具钢 4、高碳中铬工具钢 5、高速钢 6、基体钢 7、硬质合金和钢结硬质合金
还有铝及铝合金，常用的牌号有L2、L3、 LF21、LY12等，有较好塑性，变形抗力小 且轻。
材料名称
牌号
材料状态
电工用纯铁 DT1、DT2、
C<0.025
DT3
Q195
普通碳素钢 Q235
Q275
已退火 未退火
08优质碳素结来自10已退火构钢
20
45
65Mn
已退火
不锈钢
1Cr13
已退火

不锈钢冲压性能与工艺简介


冲压用材料应具备的基本性能条件
①材料应具有良好的塑性，即要有较高的延伸率和断面收缩率， 较低的屈服点和较高的抗拉强度。这样在变形工序中，其允许的 变形程度大，允许的变形力小，可以减少工序以及中间退火的次 数，或者根本不需要中间退火。有利于冲压工艺的稳定性和变形 的均匀性。 ②材料应具有光洁平整无缺陷损伤的表面状态。表面状态好的材 料加工时不容易破裂，不容易擦伤模具，制品表面状态好。 ③材料的厚度公差应符合国家的标准。因为一定的模具间隙适应 一定厚度的材料，材料的厚度公差太大，不仅会影响制品质量， 还可导致产生废品和损伤模具。
7．应变硬化指数（n）
应变硬化指数即通常说的n值，表示材料具有冷作过程 硬化现象，与材料的冲压成形性能十分密切。应变硬 化指数大，不仅能提高板料的局部应变能力，而且能 使应变分布趋于均匀化，提高板料成形时的总体成形 极限。
各钢种的加工硬化趋势
各钢种的加工硬化趋势
加工硬化现象的影响
从上面的几个钢种的加工硬化曲线也可以看出，由 于加工硬化现象的存在，金属在塑性变形中，会使 金属的强度指标，如屈服点、硬度等提高，塑性指 标如延伸率降低的现象，即材料的冷作硬化现象。 材料的冷作硬化现象会使材料的塑性指标急剧下降， 阻碍着材料的进一步变形，引起制品破裂。因此在 冲压加工过程中，必须采取有效措施如采取中间退 火工序以消除由于冷作硬化现象给冲压工艺带来的 不利影响。
形工艺。
拉深成形工艺
拉深是利用专用 模具将冲裁或剪 裁后所得到的平 板坯料制成开口 的空心件的一种 冲压工艺方法。 其特点是板料在 凸模的带动下， 可以向凹模内流 动，即依靠材料 的流动性和延伸 率成形
胀形成形工艺
胀形是利用模 具强迫板料厚 度减薄和表面 积增大，以获 取零件几何形 状的冲压加工 方法。特点是 板料被压边圈 压死，不能向 凹模内流动， 完全依靠材料 本身的延伸率 成形
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§6.1 概述
成形极限图（FLD）就是由不同应变路径下的局部极限 应变构成的曲线或条带形区域，它全面反映了板料在单向和 双向拉应作用下抵抗颈缩或破裂的能力，经常被用来分析解 决成形时的破裂问题。
§6.1 概述
全面地讲，板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性 （fitability）和定形性（shape fixability），故影响因素很多， 如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件（变 形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作 水平等。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
一、各种冲压成形方法的力学特点与分类
正确的板料冲压成形工艺的分类方法，应该能够明确地 反映出每一种类型成形工艺的共性，并在此基础上提供可能 用共同的观点和方法分析、研究和解决每一类成形之艺中的 各种实际问题的条件。在各种冲压成形工艺中毛坯变形区的 应力状态和变形特点是制订工艺过程、设计模具和确定极限 变形参数的主要依据，所以只有能够充分地反映出变形毛坯 的受力与变形特点的分类方法，才可能真正具有实用的意义。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
冲压成形时，在应力状态满足屈服准则的区域将产生塑 性变形，称为塑性变形区（A区）。不同工序，随着外力作 用方式和毛坯及模具的形状、尺寸的不同，变形区所处的部 位也不相同。应力状态不满足屈服准则的区域，不会产生塑 性变形，称为非变形区。根据变形情况，非变形区又可进一 步分为已变形区(B)、待变形区(C)和不变形区(D)。有时已变 形区和不变形区还起传力的作用，可称其为传力区(B 、C)。 图所示为拉深、翻边、缩口变形过程中毛坯各区的分布。
贴模性（fittability）：板料在冲压过程中取得模具形状 的能力。
定形形（shape fixability）：零件脱模后保持其在模内 既得形状的能力。
§6.1 概述
影响贴模性的因素： • 内皱； • 翘曲； • 塌陷； • 鼓起。
原因： • 工艺条件； • 材料性能。
表示：贴模性特性图。
贴模性特性图：冲压 成形过程中影响毛坯 贴模的成形缺陷与冲 压行程的关系曲线。
§6.1 概述
板料发生失稳之前可以达到的最大变形程度叫做成形极限。
成形极限分为：总体成形极限；局部成形极限。
总体成形极限反映板料失稳前某些特定的总体尺寸可以 达到的最大变形程度，如极限拉深系数、极限胀形高度和极 限翻边系数等均属于总体成形极限，它们常被用作工艺设计 参数。
局部成形极限反映板料失稳前局部尺寸可达到的最大变 化程度，如成形时的局部极限应变即属局部成形极限。
第六章 板料的冲压成形性能与成形极限
§6.1 概述 §6.2 冲压成形区域与成形性能的划分 §6.3 冲压成形性能试验方法与指标 §6.4 冲压成形性能试验方法与指标 §6.5 板料的基本性能与冲压成形性能的关系 §6.6 成形极限图及其应用 §6.7 方角对角拉伸试验及其应用 §6.8 高强度钢板
§6.2 现代冲压成形的分类理论
2、变形区的应力与应变特点
从本质上看各种冲压成形过程就是毛坯变形区在力的作 用下产生变形的过程，所以毛坯变形区的受力情况和变形特 点是决定各种冲压变形性质的主要依据。绝大多数冲压变形 都是平面应力状态。一般在板料表面上不受力或受数值不大 的力，所以可以认为在板厚方向上的应力数值为零。使毛坯 变形区产生塑性变形均是在板料平面内相互垂直的两个主应 力。除弯曲变形外，大多数情况下都可认为这两个主应力在 厚度方向上的数值是不变的。因此，可以把所有冲压变形方 式按毛坯变形区的受力情况和变形特点从变形力学理论的角 度归纳为以下四种情况，并分别研究它们的变形特点。
§6.1 概述
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。 板料在成形过程中可能出现两种失稳现象： A、拉伸失稳 表现：板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂。 B、压缩失稳 表现：板料在压应力作用下出现皱曲。
§6.2 现代冲压成形的分类理论
1、变形毛坯的分区
a)拉深 b)内缘翻边 c)缩口 冲压成形时毛坯各区划分举例
冲压方法
拉深 翻孔 缩口
变形区
A A A
已变 C
传力区 B B C
变形区的主应力状态图和主应变状态图不仅从力学方 面决定了冲压工序的性质，而且与成形极限、成形质量以 及所需的变形力与变形功有密切的关系。它是制定成形工 艺、设计模具和确定极限参数的主要依据。研究冲压成形 过程，必须全面、清晰地了解整个变形区内的应力应变状 态特征以及在应力、应变场中连续变化的规律。这样才能 从本质上揭示各成形方式之间的力学特点，并根据这些特 点对各种成形方法分类。
平面应力状态屈服轨迹上的应力分类图
平面应力状态屈服轨迹上的应变分类图
§6.2 现代冲压成形的分类理论
2、变形区的应力与应变特点
（1）冲压毛坯两向受拉应力的作用 在轴对称变形时，可以分为以下两种情祝：
r 0，且 t 0 r 0，且t 0 在平面应力状态屈服轨迹上的应力分区图中处于 AOH和HOG范围内，在应变分区图中处于AOC和AON范 围内，与此相对应的工序是内孔翻边和胀形等。
行李盖冲压贴模特性图
§6.1 概述
影响定形形的因素：回弹。零件脱模后，常因回弹 过大而产生较大的误差。
板料的的贴模性和定形性好坏与否，决定零件尺寸精 确度的重要因素。
日本学者吉田清太提出，
用方板拉伸时的起皱特性可
以估测和研究板料的贴模性
和定性性。但目前的冲压生
产和板料生产中，主要用抗
破裂性作为评定板料冲压成
形性能的指标。
方板对角拉伸试验 a)单向对角拉伸 b)双向对角拉伸
§6.1 概述
冲压成形性是介于材料科学和冲压成形技术之间的一个 边缘问题。
冲压成形性的影响因素： • 板料的材质； • 组织结构； • 性能； • 冲压技术的改善。
冲压用新材料及其性能 • 高强度钢板； • 耐腐蚀钢板； • 双相钢板； • 涂层板； • 复合板材。