冲裁变形过程

2.2 冲裁变形过程分析为正确设计冲裁工艺和模具，控制冲裁件质量，需认真分析冲裁变形过程，了解和掌握冲裁变形规律。

2.2.1 冲裁变形时板料变形区受力情况分析图2.2.1所示是无压边装置的模具对板料进行冲裁时的情形。

凸模１与凹模２都具有与制件轮廓一样形状的锋利刃口，凸凹模之间存在一定间隙。

当凸模下降至与板料接触时，板料就受到凸、凹模的作用力，其中：F 1、F 2 ──凸、凹模对板料的垂直作用力；F 3、F 4──凸、凹模对板料的侧压力；μF 1、μF 2──凸、凹模端面与板料间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，一般从模具刃口指向外； μF 3、μF 4──凸、凹模侧面与板料间的摩擦力。

从图中可看出，因凸、凹模之间存在间隙，F 1、F 2不在同一垂直线上，故板料受到弯矩2/1Z F M 作用，由于M 使板料弯曲并从模具表面上翘起，使模具表面和板料的接触面仅限在刃口附近的狭小区域，其接触面宽度约为板厚的0.2～0.4。

接触面间相互作用的垂直压力并不均匀，•随着向模具刃口的逼近而急剧增大。

图2.2.1 冲裁时作用于板料上的力1-凸模 2-板材 3-凹模2.2.2 冲裁变形过程图2.2.2所示冲裁变形过程。

如果模具间隙正常，冲裁变形过程大致可分为如下三个阶段。

1．弹性变形阶段(图2.2.2Ⅰ)在凸模压力下，材料产生弹性压缩、拉伸和弯曲变形，凹模上的板料则向上翘曲，间隙越大，弯曲和上翘越严重。

同时，凸模稍许挤入板料上部，板料的下部则略挤入凹模洞口，但材料内的应力未超过材料的弹性极限。

2．塑性变形阶段(图2.2.2Ⅱ)因板料发生弯曲，凸模沿宽度为b 的环形带继续加压，当材料内的应力达到屈服强度时便开始进入塑性变形阶段。

凸模挤入板料上部，同时板料下部挤入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。

随凸模挤入板料深度的增大，塑性变形程度增大，变形区材料硬化加剧，冲裁变形抗力不断增大，直到刃口附近侧面的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时，塑性变形阶段便告终，此时冲裁变形抗力达到最大值。

冲裁的变形过程一、引言二、冲裁过程的不同阶段及变形特点1. 板材进入模具在冲裁过程中，首先将金属板材放置在模具上方，然后施加压力使其进入模具。

在这一阶段，金属板材受到了较大的压力，从而发生了弹性变形。

这种变形是可逆的，当压力消失时，金属板材会恢复到原来的形状。

2. 板材进一步变形当金属板材进入模具后，施加的压力会继续增加，导致金属板材进一步变形。

在这一阶段，金属板材发生了塑性变形，即形状和尺寸发生了永久性的改变。

这种变形是由于金属的晶体结构发生了改变，使得金属板材在压力下能够保持新的形状。

3. 板材脱模当金属板材完成所需的变形后，将其从模具中取出。

在这一阶段，金属板材不再受到压力的作用，恢复到了原来的形状。

然而，由于金属板材经历了塑性变形，其形状和尺寸与原始板材有所不同。

4. 变形特点冲裁过程中的变形特点主要包括以下几个方面：- 金属板材的形状和尺寸发生了永久性的改变，适应了所需的产品形状和尺寸。

- 变形过程中金属板材的表面可能产生一些划痕和切口，需要进行后续的研磨和处理。

- 冲裁过程中对金属板材施加了较大的压力，可能导致板材的变形不均匀或局部变形过大的问题，需要进行相应的调整和优化。

三、冲裁变形过程的应用冲裁变形过程广泛应用于各个行业的金属制品生产中，包括汽车制造、电子设备、家电等。

通过冲裁变形，可以高效地制造出形状复杂、尺寸精确的金属零件和产品。

冲裁的变形过程可以根据不同的需求进行调整和优化，以满足产品的功能和外观要求。

四、冲裁变形过程的发展趋势随着科技的不断进步，冲裁变形过程也在不断发展和改进。

目前，一些先进的冲裁技术已经应用于工业生产中，例如激光冲裁、水射流冲裁等。

这些新技术可以提高冲裁的精度和效率，减少对金属板材的变形和损伤，同时还可以应用于更多材料的冲裁加工，如塑料、复合材料等。

五、结论冲裁是一种重要的金属加工工艺，通过施加压力使金属板材发生变形，以获得所需的形状和尺寸。

冲裁过程中，金属板材经历了弹性变形和塑性变形，并最终达到所需的形状。

冲裁过程板料的变形过程板料的冲裁过程涉及到材料的变形，使得板料在冲裁后可以具备所需的形状和尺寸。

在这个过程中，板料将会经历多个阶段，包括切割、塑性变形和回弹等。

接下来，我将详细解释板料的冲裁过程及其变形过程。

首先，在板料冲裁过程中，切割是第一个步骤。

切割是指通过在板料上施加足够大的应力，使其出现切割缺口。

这通常是通过冲裁模具完成的，冲裁模具的结构可以根据需要设计成各种形状和尺寸。

在切割过程中，板料经受了高速冲击应力，形成一个切割缺口，而缺口周围的板料则会遭受较小的冲击应力。

这就导致了板料的变形。

接下来是板料的塑性变形阶段。

在切割后，冲裁模具将施加力量来改变板料的形状和尺寸。

在这个过程中，板料内的晶粒发生了变形，产生了滑移和重新排列。

此时，板料的塑性变形成为主导因素，而弹性变形相对较小。

塑性变形可以通过塑性流动和沉积等方式来实现，以使板料达到所需形状和尺寸。

然而，板料的变形过程并不是完全可逆的。

尽管塑性变形可以使板料在冲裁过程中达到所需的形状和尺寸，但一旦冲裁模具撤离，板料将发生回弹。

回弹是指板料在冲裁后恢复到部分或全部原始形状和尺寸的现象。

回弹是由于板料的弹性回复和切割缺口的释放应力引起的。

回弹的大小取决于材料的性质、板料的厚度和切割缺口的尺寸。

为了减小回弹的影响，通常需要对板料进行后续的调整和修整。

在整个冲裁过程中，变形过程是由切割、塑性变形和回弹三个阶段组成的。

切割阶段通过冲击应力在板料上形成切割缺口，引发了板料的变形。

塑性变形阶段通过塑性流动和沉积等方式，使板料达到所需的形状和尺寸。

然而，由于板料的弹性回复和切割缺口的应力释放，板料在冲裁后会发生回弹。

因此，为了实现板料冲裁的精确度和一致性，需对其进行后续调整和修整。

总结一下，板料冲裁过程中的变形过程可以分为切割、塑性变形和回弹阶段。

这个过程中，板料经历了切割缺口的形成、塑性变形以及回弹等变形行为。

理解这些变形过程对于控制冲裁过程的质量和精确度至关重要。

简述冲裁变形的四个过程冲裁变形是利用模具对金属材料进行压力加工的一种方式，其过程中金属材料受到压力和切削力的作用，从而产生各种形状和尺寸的变形。

一般而言，冲裁变形可以分为四个过程，包括拉伸、壁厚变化、弯曲和拉伸-压缩。

下面将对这四个过程进行简要介绍。

第一个过程是拉伸。

在冲裁变形中，拉伸是最容易发生的变形形式。

当在金属材料上施加水平方向的力时，材料在这个方向上会逐渐延长，这个过程就可以描述为拉伸。

拉伸过程中，材料中纵向的细小晶粒会发生变形，最终形成某些形状，例如杯子、盖子等。

第二个过程是壁厚变化。

在这个过程中，厚度不均匀的金属材料受到强力的重压，使之锯齿状分布的边缘被不断折叠，最终可形成规律的表面线条纹路和边缘。

同时，由于材料的物理性质的不同，在不同部位的压力会不同，从而形成不同的形状。

第三个过程是弯曲。

当材料受到垂直于其面的压力时，将产生弯曲变形。

弯曲的过程中，金属材料表面的拉伸程度为零，因此在弯曲部分的壁厚比较均匀。

此外，材料在弯曲过程中会遇到最大应力，因此需要考虑弯曲角度和弯曲半径以避免断裂。

第四个过程是拉伸-压缩。

在这个过程中，材料同时受到水平和竖直方向上的压力，产生拉伸-压缩变形。

这个过程中，材料的塑性和强度受到决定性影响，而且受到材料组织成分的影响。

拉伸-压缩过程中金属的壁厚也会发生变化，不规则的边缘被拉伸和压缩来产生规则的形状。

总之，冲裁变形是一种高效、精确的加工方法，可以制造各种形状的零部件，如金属盖板、钣金件、汽车钣金件等，广泛应用于航空、航天、汽车、工程机械等领域。

要进行高质量的冲裁加工，需要掌握各种材料的物理性质及其冲裁过程中的变形特点。

1 •什么是冲裁工序？它在生产中有何作用？利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁工序。

冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行切边。

2 •冲裁的变形过程是怎样的？冲裁的变形过程分为三个阶段如图图 2.1.3 所示：从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段 ( 第一阶段 ) ；如果凸模继续下压，坯料内部的应力达到屈服极限，坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止，这是称之为塑性变形阶段 ( 第二阶段 ) ；从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离，这就是称之为断裂分离阶段 ( 第三阶段 ) 。

3 •普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图 2.1.5 所示，既圆角带、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。

圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。

光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入板料后，板料与模具侧面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好）。

断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。

毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。

随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。

对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。

冲裁的变形过程一、引言冲裁是一种常见的金属加工方法，用于在金属板材上制作各种形状的孔、凹槽和凸起。

冲裁的变形过程是指在冲裁过程中金属板材的形状和结构发生变化的过程。

本文将从冲裁前的材料准备、冲裁过程中的变形现象、变形机理以及冲裁后的材料性能等方面展开讨论。

二、冲裁前的材料准备在进行冲裁前，需要选择合适的金属板材，并根据冲裁件的要求进行切割和整形。

通常，冲裁件的材料可以是钢、铝、铜等金属材料。

在材料准备阶段，需要保证材料的平整度和表面光洁度，以确保冲裁过程中的准确性和质量。

三、冲裁过程中的变形现象在冲裁过程中，金属板材会经历一系列的变形现象。

首先，当冲压机的冲头下压时，金属板材会发生弹性变形，即在外力作用下产生临时变形，当冲头离开后可以恢复原状。

其次，随着冲头的继续下压，金属板材进入塑性变形阶段，即金属发生不可逆的塑性变形，形成所需的孔、凹槽或凸起。

最后，在冲裁完成后，金属板材会出现边缘拉伸、变形区域周围的硬化等现象。

四、冲裁过程中的变形机理冲裁过程中的变形主要是通过塑性变形来实现的。

当冲头施加压力时，金属板材受到应力的作用，超过其屈服强度时，金属开始发生塑性变形。

在冲裁过程中，金属板材受到剪切力和压力的作用，导致金属原子发生位移和重新排列，从而改变了金属板材的形状和结构。

五、冲裁后的材料性能冲裁后的材料性能会发生一定的变化。

首先，冲裁过程中金属板材的硬度会有所增加，这是由于冲裁过程中金属发生冷变形而导致的。

其次，冲裁过程中金属板材的强度也会有所增加，尤其是在冲裁边缘和变形区域周围。

此外，冲裁过程中还会产生一定的残余应力，这可能会对材料的稳定性和可靠性产生影响。

六、总结冲裁的变形过程是一个复杂而精细的工艺过程，涉及到材料的选择、准备和冲裁过程中的变形现象和机理。

通过对冲裁前的材料准备、冲裁过程中的变形现象、变形机理以及冲裁后的材料性能的研究，可以更好地理解冲裁过程，并优化冲裁工艺，提高冲裁件的质量和效率。

第一节冲裁过程变形分析一、冲裁过程冲裁变形过程可分为三个阶段：第一阶段：弹性变形阶段(图2一la)图2-1 冲裁变形过程凸模与材料接触后，先将材料压平，继而凸模及凹模刃口压人材料中，由于弯矩M的作用，材料不仅产生弹性压缩且略有弯曲，随着凸模的继续压入，材料在刃口部分所受的应力逐渐增大，直到h1深度时，材料内应力达到弹性极限，此为材料的弹性变形阶段。

图 2-2凸模压力与冲裁过程A—压平材料之应力OC—弹性区域B—材料弹性变形之应力CD—塑性区域C—屈服应力E—整个板厚被切断D—材料最大强度第二阶段：塑性变形阶段(图2—1b)凸模继续压人，压力增加，材料内的应力达到屈服点，产生塑性变形。

随着塑性变形程度的增大，材料内部的拉应力和弯矩随之增大，变形区材料硬化加剧，当压入深度达到h2时，刃口附近材料的应力值达到最大值，此为塑性变形阶段。

第三阶段：断裂阶段(图2一1c)凸模压入深度达到h3时，先后在凹、凸模刃口侧面产生裂纹，裂纹产生后沿最大切应力方向向材料内层发展，当凹、凸模刃口处的裂纹相遇重合时，材料便被切断分离。

冲裁变形的三个阶段，可以在剪切曲线图中得到验证，如图2—2所示。

料厚为4.8mm。

板料切断后，冲裁件与孔断面的形状，如图2—3所示。

现将切断面各部分加以说明。

图2—3中的口塌角约为5％t，t为板料厚度。

它是凸模压人材料时，刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果：b为光亮带，约为1/3t，其表面光滑，断面质量最佳；c为剪裂带，约为62％t，表面倾斜且粗糙；d 为毛刺，其高度约为(5％～l0％)t ，它是在出现裂纹时形成的。

二、变形过程力学分析在无压边装置冲裁时，材料所受外力如图2—4所示。

主要包括：p F 、d F ——凸、凹模对板材的垂直作用力；21F F 、——凸、凹模对板材的侧压力；dP F F μμ、——凸、凹模端面与板材间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，但一般指向模具刃口，其中，μ是摩擦系数，下同。