本篇文章給大家談?wù)剾_壓模具應(yīng)變狀態(tài)，以及沖壓模具應(yīng)變狀態(tài)是指對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄概覽：

• 1、請(qǐng)說明各種沖壓模具的特點(diǎn)及適用范圍



• 2、冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造期末試題
• 3、金屬塑性變形在沖壓成形中的應(yīng)用~高手來
• 4、模具沖壓應(yīng)力

請(qǐng)說明各種沖壓模具的特點(diǎn)及適用范圍

沖床模具的安裝

1）確認(rèn)模具落料孔和墊塊的落料孔是否一致。

2）上下模組裝后，將其放在下臺(tái)面上，沖床的基準(zhǔn)面和模具的基準(zhǔn)面要確保平行。

3）下模要徹底固定，上模也要預(yù)先輕輕地固定。

4）沖床上的滑塊試沖20-30 回，確認(rèn)上下模為完全吻合狀態(tài)后，將上模擰緊。

5）沖床凸凹模的咬住分量，與模具的下模止動(dòng)塊相結(jié)合，來調(diào)節(jié)沖床上滑塊的高度。

6）利用合口紙的試沖來確認(rèn)其切割狀況。 如果不均一的時(shí)候，再確認(rèn)一回模具的安裝狀態(tài)。 如還是不能達(dá)到一致時(shí)，有必要確認(rèn)沖床滑塊和沖床下臺(tái)面的平行度。

7）調(diào)整材料進(jìn)給長(zhǎng)度和進(jìn)給時(shí)間。 （如果附設(shè)有廢料切刀，用切斷廢料的長(zhǎng)度可以對(duì)材料的進(jìn)給的長(zhǎng)度進(jìn)行確認(rèn)）

8）綜合運(yùn)轉(zhuǎn)3-5 分鐘，此時(shí)段內(nèi)導(dǎo)柱和襯套之間要注滿油，并確認(rèn)熱量是否有異常發(fā)生。

9）用選定的被加工材試穿，確認(rèn)插入有無障礙。

10）以上的工作結(jié)束后，方可進(jìn)行加工。 首先，按下在下模側(cè)面設(shè)置的第一個(gè)材料定位桿，送材料觸到定位桿為止。插入后，首先用手進(jìn)給式進(jìn)行試沖直到最后工序結(jié)束。

11）確認(rèn)用手進(jìn)給式無異常后，將沖床送料裝置開關(guān)閉合。 這時(shí)，進(jìn)給工作需要完全在完成的位置上進(jìn)行。

12）沖床模具利用單沖運(yùn)動(dòng)，確認(rèn)進(jìn)給量的是否適當(dāng)。

冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造期末試題

冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造期末試題

模具是以通過一定方式使材料成型的工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。下面我整理了相關(guān)的冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造期末試題。希望對(duì)大家有用。

一、思考題：

1、板料的.彎曲變形過程大致可分為哪幾個(gè)階段?各階段的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)如何?

2、寬板彎曲件與窄板彎曲件為什么得到的模截面形狀不同?

3、板料的彎曲變形有哪些特點(diǎn)?

4、什么是最小彎曲半徑?影響最小彎曲半徑的因素有哪些?

5、影響彎曲回彈的因素是什么?減小彎曲回彈的措施有哪些?

6、確定彎曲回彈值大小的方法有哪幾種?

7、彎曲件工序安排的一般原則是什么?

8、彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意些什么?

二、計(jì)算題：

1、試分析下圖所示兩個(gè)零件的彎曲工藝性，對(duì)彎曲工藝性不好之處，請(qǐng)?zhí)岢龉に囆越鉀Q措施。材料為20鋼板，未注彎曲內(nèi)圓角半徑為2mm。

2、求下圖所示兩個(gè)彎曲件的展開長(zhǎng)度。

3、求下圖所示彎曲件的坯料展開長(zhǎng)度。

4、求下圖所示彎曲件的坯料展開長(zhǎng)度(無圓角彎曲)

5、試計(jì)算下圖所示彎曲件的坯料展開長(zhǎng)度。

6、試用工序草圖表示下圖所示彎曲件的彎曲工序安排。

7、如下圖所示兩個(gè)零件，試計(jì)算彎曲時(shí)的總工藝力，并選擇壓力機(jī)噸位。

8、分析如下圖所示彈簧吊耳的工藝性，試：(1)計(jì)算其坯料尺寸和彎曲力(校正彎曲);(2)確定彎曲工藝方案，計(jì)算彎曲模工作部分的尺寸并繪制模具結(jié)構(gòu)草圖。材料為35鋼退火。

9、分析如下圖所示彎曲件的工藝性，試：(1)計(jì)算坯料展開長(zhǎng)度和彎曲力(不帶校正彎曲)。(2)確定彎曲工藝方案，計(jì)算彎曲模工作部分的尺寸并繪制模具結(jié)構(gòu)草圖。材料為Q235。

10、試確定下圖所示沖件的下料尺寸及沖壓工序過程，并選擇相應(yīng)的沖壓設(shè)備。

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金屬塑性變形在沖壓成形中的應(yīng)用~高手來

金屬塑性成形：在外力作用下金屬材料通過塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件或毛坯的加工方法。

金屬塑性成形在工業(yè)生產(chǎn)中稱為壓力加工，分為：自由鍛、模鍛、板料沖壓、擠壓、拉拔、軋制等。

常用的壓力加工方法

（a）自由鍛 b）模鍛 c）板料沖壓 d）擠壓 （e）扎制(f）拉拔

壓力加工的特點(diǎn)：

（1）改善金屬的組織、提高力學(xué)性能 金屬材料經(jīng)壓力加工后，其組織、性能都得到改善和提高，塑性加工能消除金屬鑄錠內(nèi)部的氣孔、縮孔和樹枝狀晶等缺陷，并由于金屬的塑性變形和再結(jié)晶，可使粗大晶粒細(xì)化，得到致密的金屬組織，從而提高金屬的力學(xué)性能。在零件設(shè)計(jì)時(shí)，若正確選用零件的受力方向與纖維組織方向，可以提高零件的抗沖擊性能。

（2）材料的利用率高 金屬塑性成形主要是靠金屬的體積重新分配，而不需要切除金屬，因而材料利用率高。

（3）較高的生產(chǎn)率 塑性成形加工一般是利用壓力機(jī)和模具進(jìn)行成形加工的，生產(chǎn)效率高。例如，利用多工位冷鐓工藝加工內(nèi)六角螺釘，比用棒料切削加工工效提高約400倍以上。

（4）毛坯或零件的精度較高 應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)少切削或無切削加工。例如，精密鍛造的傘齒輪齒形部分可不經(jīng)切削加工直接使用，復(fù)雜曲面形狀的葉片精密鍛造后只需磨削便可達(dá)到所需精度。

材料：鋼和非鐵金屬可以在冷態(tài)或熱態(tài)下壓力加工。

用途：承受沖擊或交變應(yīng)力的重要零件（如機(jī)床主軸、齒輪、曲軸、連桿等），都應(yīng)采用鍛件毛坯加工。所以壓力加工在機(jī)械制造、軍工、航空、輕工、家用電器等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。例如，飛機(jī)上的塑性成形零件的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占85%；汽車，拖拉機(jī)上的鍛件質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占60%~80%。

缺點(diǎn)：不能加工脆性材料（如鑄鐵）和形狀特別復(fù)雜（特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜）或體積特別大的零件或毛坯。

第一節(jié) 金屬塑性變形基礎(chǔ)

一、 金屬塑性變形概念

塑性成形性能：用來衡量壓力加工工藝性好壞的主要工藝性能指標(biāo)，稱為金屬的塑性成形性能。金屬的塑性成形性好，表明該金屬適用于壓力加工。衡量金屬的塑性成形性，常從金屬材料的塑性和變形抗力兩個(gè)方面來考慮，材料的塑性越好，變形抗力越小，則材料的塑性成形性越好，越適合壓力加工。在實(shí)際生產(chǎn)中，往往優(yōu)先考慮材料的塑性。

金屬塑性變形時(shí)遵循的基本規(guī)律主要有最小阻力定律、加工硬化和體積不變規(guī)律等。

(一)最小阻力定律

最小阻力定律：在塑性變形過程中，如果金屬質(zhì)點(diǎn)有向幾個(gè)方向移動(dòng)的可能時(shí)，則金屬各質(zhì)點(diǎn)將向阻力最小的方向移動(dòng)。最小阻力定律符合力學(xué)的一般原則，它是塑性成形加工中最基本的規(guī)律之一。

通過調(diào)整某個(gè)方向的流動(dòng)阻力來改變某些方向上金屬的流動(dòng)量，以便合理成形，消除缺陷。例如，在模鍛中增大金屬流向分型面的阻力，或減小流向型腔某一部分的阻力，可以保證鍛件充滿型腔。在模鍛制坯時(shí)，可以采用閉式滾擠和閉式拔長(zhǎng)模膛來提高滾擠和拔長(zhǎng)的效率。

利用最小阻力定律可以推斷，任何形狀的物體只要有足夠的塑性，都可以在平錘頭下鐓粗使坯料逐漸接近于圓形。這是因?yàn)樵阽叴謺r(shí)，金屬流動(dòng)距離越短，摩擦阻力也越小。圖2-2所示方形坯料鐓粗時(shí)，沿四邊垂直方向摩擦阻力最小，而沿對(duì)角線方向阻力最大，金屬在流動(dòng)時(shí)主要沿垂直于四邊方向流動(dòng)，很少向?qū)蔷€方向流動(dòng)，隨著變形程度的增加，斷面將趨于圓形。由于相同面積的任何形狀總是圓形周邊最短，因而最小阻力定律在鐓粗中也稱為最小周邊法則。

（二）加工硬化及卸載彈性恢復(fù)規(guī)律

彈性恢復(fù)規(guī)律：金屬在常溫下隨著變形量的增加，變形抗力增大，塑性和韌度下降的現(xiàn)象稱為加工硬化。表示變形抗力隨變形程度增大的曲線稱為硬化曲線，如圖2-3所示。由圖可知，在彈性變形范圍內(nèi)卸載，沒有殘留的永久變形，應(yīng)力、應(yīng)變按照同一直線回到原點(diǎn)，如圖2-3所示OA段。當(dāng)變形超過屈服點(diǎn)A進(jìn)入塑形變形范圍，達(dá)到B點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變分別為B、B，再減小載荷，應(yīng)力-應(yīng)變的關(guān)系將按另一直線BC回到C點(diǎn)，不再重復(fù)加載曲線經(jīng)過的路線。加載時(shí)的總變形量B可以分為兩部分，一部分t因彈性恢復(fù)而消失，另一部分s保留下來成為塑性變形。

如果卸載后再重新加載，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系將沿直線CB逐漸上升，到達(dá)B點(diǎn)，應(yīng)力B使材料又開始屈服，隨后應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系仍按原加載曲線變化，所以B又是材料在變形程度為B時(shí)的屈服點(diǎn)。硬化曲線可以用函數(shù)式表達(dá)為：

=An

式中 A ——與材料有關(guān)的系數(shù)，單位為MPa；

n ——硬化指數(shù)。

硬化指數(shù)n：硬化指數(shù)大，表明變形時(shí)硬化顯著，對(duì)后續(xù)變形不利。例如，20鋼和奧氏體不銹鋼的塑性都很好，但是奧氏體不銹鋼的硬化指數(shù)較高，變形后再變形的抗力比20鋼大得多，所以其塑性成形性也較20鋼差。

（三）塑性變形時(shí)的體積不變規(guī)律

體積不變規(guī)律：金屬材料在塑性變形前、后體積保持不變。根據(jù)體積不變規(guī)律，金屬塑性變形時(shí)主應(yīng)變狀態(tài)只有三種

結(jié)論：

（1）塑性變形時(shí)，只有形狀和尺寸的改變，而無體積的變化；

（2）不論應(yīng)變狀態(tài)如何，其中必有一個(gè)主應(yīng)變的符號(hào)與其它兩個(gè)主應(yīng)變的符號(hào)相反，且這個(gè)主應(yīng)變的絕對(duì)值最大。

（3）當(dāng)已知兩個(gè)主應(yīng)變的數(shù)值時(shí)，第三個(gè)主應(yīng)變大小也可求出。

二、 影響金屬塑性變形的內(nèi)在因素

（一）化學(xué)成分

純金屬的塑性成形性較合金的好。鋼的含碳量對(duì)鋼的塑性成形性影響很大，對(duì)于碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.15%的低碳鋼，主要以鐵素體為主（含珠光體量很少），其塑性較好。隨著碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼中的珠光體量也逐漸增多，甚至出現(xiàn)硬而脆的網(wǎng)狀滲碳體，使鋼的塑性下降，塑性成形性也越來越差。

合金元素會(huì)形成合金碳化物，形成硬化相，使鋼的塑性變形抗力增大，塑性下降，通常合金元素含量越高，鋼的塑性成形性能也越差。

雜質(zhì)元素磷會(huì)使鋼出現(xiàn)冷脆性，硫使鋼出現(xiàn)熱脆性，降低鋼的塑性成形性能。

（二）金屬組織

純金屬及單相固溶體的合金塑性成形性能較好；鋼中有碳化物和多相組織時(shí)，塑性成形性能變差；具有均勻細(xì)小等軸晶粒的金屬，其塑性成形性能比晶粒粗大的柱狀晶粒好；網(wǎng)狀二次滲碳體，鋼的塑性將大大下降。

三、 影響金屬塑性變形的加工條件

（一） 變形溫度

溫度升高，塑性提高，塑性成形性能得到改善。變形溫度升高到再結(jié)晶溫度以上時(shí)，加工硬化不斷被再結(jié)晶軟化消除，金屬的塑性成形性能進(jìn)一步提高。

過熱：加熱溫度過高，會(huì)使晶粒急劇長(zhǎng)大，導(dǎo)致金屬塑性減小，塑性成形性能下降，這種現(xiàn)象稱為“過熱”。

過燒：如果加熱溫度接近熔點(diǎn)，會(huì)使晶界氧化甚至熔化，導(dǎo)致金屬的塑性變形能力完全消失，這種現(xiàn)象稱為“過燒”，坯料如果過燒將報(bào)廢。

（二） 變形速度

變形速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)變形程度的大小。變形速度的增大，金屬在冷變形時(shí)的冷變形強(qiáng)化趨于嚴(yán)重；當(dāng)變形速度很大時(shí)，熱能來不及散發(fā)，會(huì)使變形金屬的溫度升高，這種現(xiàn)象稱為“熱效應(yīng)”，它有利于金屬的塑性提高，變形抗力下降，塑性變形能力變好。

圖2-5所示是變形速度與塑性的關(guān)系

問題：在鍛壓加工塑性較差的合金鋼或大截面鍛件時(shí)，都應(yīng)采用較小的變形速度，若變形速度過快會(huì)出現(xiàn)變形不均勻，造成局部變形過大而產(chǎn)生裂紋。

三） 應(yīng)力狀態(tài)

實(shí)踐證明，在三向應(yīng)力狀態(tài)下，壓應(yīng)力的數(shù)目越多，則其塑性越好；拉應(yīng)力的數(shù)目越多，則其塑性越差。

選擇塑性成形加工方法時(shí)，應(yīng)考慮應(yīng)力狀態(tài)對(duì)金屬塑性變形的影響。

（四） 其它

模具和工具：模鍛的模膛內(nèi)應(yīng)有圓角，這樣可以減小金屬成形時(shí)的流動(dòng)阻力，避免鍛件被撕裂或纖維組織被拉斷而出現(xiàn)裂紋。板料拉深和彎曲時(shí)，成形模具應(yīng)有相應(yīng)的圓角，才能保證順利成形。

潤(rùn)滑劑：可以減小金屬流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，有利于塑性成形加工。

綜上所述，金屬的塑性成形性能既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于變形條件。在塑性成形加工過程中，要根據(jù)具體情況，盡量創(chuàng)造有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的塑性，降低其變形抗力，以達(dá)到塑性成形加工的目的。

四、 金屬塑性變形對(duì)組織和性能的影響

（一）變形程度的影響

塑性變形程度的大小對(duì)金屬組織和性能有較大的影響。變形程度過小，不能起到細(xì)化晶粒提高金屬力學(xué)性能的目的；變形程度過大，不僅不會(huì)使力學(xué)性能再增高，還會(huì)出現(xiàn)纖維組織，增加金屬的各向異性，當(dāng)超過金屬允許的變形極限時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)開裂等缺陷。

對(duì)不同的塑性成形加工工藝，可用不同的參數(shù)表示其變形程度。

鍛造比Y鍛：鍛造加工工藝中，用鍛造比Y鍛來表示變形程度的大小。

拔長(zhǎng)：Y鍛=S0/S（S0、S分別表示拔長(zhǎng)前后金屬坯料的橫截面積）；

鐓粗：Y鍛=H0/H（H0、H分別表示鐓粗前后金屬坯料的高度）。

碳素結(jié)構(gòu)鋼的鍛造比在2~3范圍選取，合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛造比在3~4范圍選取，高合金工具鋼（例如高速鋼）組織中有大塊碳化物，需要較大鍛造比（Y鍛=5~12），采用交叉鍛，才能使鋼中的碳化物分散細(xì)化。以鋼材為坯料鍛造時(shí)，因材料軋制時(shí)組織和力學(xué)性能已經(jīng)得到改善，鍛造比一般取1.1~1.3即可。

表示變形程度的技術(shù)參數(shù)：相對(duì)彎曲半徑（r/t）、拉深系數(shù)（m）、翻邊系數(shù)（k）等。擠壓成形時(shí)則用擠壓斷面縮減率（p）等參數(shù)表示變形程度。

（二）纖維組織的利用

纖維組織：在金屬鑄錠組織中的不溶于金屬基體的夾雜物（如FeS等），隨金屬晶粒的變形方向被拉長(zhǎng)或壓扁呈纖維狀。當(dāng)金屬再結(jié)晶時(shí)，被壓碎的晶粒恢復(fù)為等軸細(xì)晶粒，而夾雜物無再結(jié)晶能力，仍然以纖維狀保留下來，形成纖維組織。纖維組織形成后，不能用熱處理方法消除，只能通過鍛造方法使金屬在不同方向變形，才能改變纖維的方向和分布。

纖維組織的存在對(duì)金屬的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度有一定影響，在設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

（1）零件工作時(shí)的正應(yīng)力方向與纖維方向應(yīng)一致，切應(yīng)力方向與纖維方向垂直。

（2）纖維的分布與零件的外形輪廓應(yīng)相符合，而不被切斷。

例如，鍛造齒輪毛坯，應(yīng)對(duì)棒料鐓粗加工，使其纖維呈放射狀，有利于齒輪的受力；曲軸毛坯的鍛造，應(yīng)采用拔長(zhǎng)后彎曲工序，使纖維組織沿曲軸輪廓分布，這樣曲軸工作時(shí)不易斷裂

三）冷變形與熱變形

通常將塑性變形分為冷變形和熱變形。

冷變形：再結(jié)晶溫度以下的塑性變形。冷變形有加工硬化現(xiàn)象產(chǎn)生，但工件表面質(zhì)量好。

熱變形：再結(jié)晶溫度以上的塑性變形。熱變形時(shí)加工硬化與再結(jié)晶過程同時(shí)存在，而加工硬化又幾乎同時(shí)被再結(jié)晶消除。由于熱變形是在高溫下進(jìn)行的，金屬在加熱過程中表面易產(chǎn)生氧化皮，使精度和表面質(zhì)量較低。自由鍛、熱模鍛、熱軋、熱擠壓等工藝都屬于熱變形加工。

五、 常用合金的壓力加工性能

常用壓力加工合金：各種鋼材、鋁、銅合金都可以鍛造加工。其中，Q195、Q235、10、15、20、35、45、50鋼等中低碳鋼，20Cr，銅及銅合金，鋁及鋁合金等鍛造性能較好。

冷沖壓是在常溫下加工，對(duì)于分離工序，只要材料有一定的塑性就可以進(jìn)行；對(duì)于變形工序，例如彎曲、拉深、擠壓、脹形、翻邊等，則要求材料具有良好的沖壓成形性能，Q195、Q215、08、08F、10、15、20等低碳鋼，奧氏體不銹鋼，銅，鋁等都有良好的冷沖壓成形性能。

都在這里呀：

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模具沖壓應(yīng)力

模具在沖壓的過程中當(dāng)然會(huì)有應(yīng)力，但模具都有一定的強(qiáng)度，至于你說的變形應(yīng)該是指模具的磨損吧？ 高溫消除內(nèi)應(yīng)力是在熱處理階段通過一定的正退火處理消除內(nèi)應(yīng)力，在使用過程中模具溫度是無法消除其應(yīng)力的。 應(yīng)力是無法測(cè)量的 一般都是計(jì)算得來

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