塑性成形工艺与模具设计考试要点

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1、第一章塑性成形工艺的分类：一次塑性加工（轧制、挤压、拉拔），二次塑性加工(板料成形（分离工序、成型工序），体积成形(锻造(自由锻、模锻(开式、闭式))、挤压))。发展体现在:1、塑性成形的理论基础以基本成型；2、以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术日趋成熟，为人们认识成形过程的本质规律提供了新途径3、CAD/CAM等技术的不断深入应用，使模具质量提高制造周期下降；新的成形方法不断出现并得到成功应用。1、冲压是利用冲模在压力机上对金属（非金属）板料施加压力，使其分离或变形，从而得到一定形状并且满足一定使用要求的零件

2、的加工方法。冲压工艺分类：按变形性质分分离和成形分类：按基本变形方式分冲裁、弯曲、拉深、成形；按工序组合分简单和组合工序（复合工序、连续工序、连续—复合工序）。复合模具的决定因素：批量、尺寸、精度。冲压加工三要素:冲压设备，模具，原材料。冲压对板料的基本要求：对力学性能的要求(伸长率大、屈强比小、弹性模数大、硬化指数高和厚向异性系数大)、对化学成分的要求(C、Si、Mn、P、S等元素的含量增加，就会使材料的塑性降低、脆性增加)、对金相组织的要求(晶粒大小不均引起裂纹，过大的晶粒在拉深时产生粗超的表面)、对表面质量

3、的要求（光滑、无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷）、对厚度公差的要求（厚度公差对零件的精度和模具寿命有很大影响）。2、力学性能与冲压成形性能冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。两种失稳现象：拉伸失稳与压缩失稳；拉伸失稳即板料在拉应力的作用下局部出现缩颈或断裂；压缩失稳即板料在压应力作用下出现起皱板料的冲压成形性能包括：抗破裂性、贴膜性、定形性；贴膜性是板料在冲压过程中取得与模具形状一致的能力；定形性是指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。板料在失稳之前可以达到的最大变形程度叫成形极限，分为总体成形极限和局部成形

4、极限性能指标：屈服强度、屈强比、伸长率、硬化指数、厚向异性系数、板平面各向异性指数屈服强度屈服强度小，材料容易屈服，则变形抗力小，压缩变形时不易出现起皱屈强比屈强比小说明值小而值大，即容易产生塑性变形而不易产生拉裂伸长率拉伸实验中，试样拉断时的伸长率硬化指数n：单向拉伸硬化曲线可写成，其中指数n即为硬化指数，表示在塑性变形中材料的硬化度。n大时，说明在变形中材料加工硬化严重，真实应力增加大。变形总是遵循阻力最小定律，即“弱区先变形”的原则，变形总是在最弱面处进行，这样变形区就不断转移。厚向异性系数r：指单向拉伸试

5、样宽度应变和厚度应变的比值，即γ=ξb/ξt。厚向异性系数表示板料在厚度方向上的变形能力，r值越大，拉深时易在宽度方向变形，不易出现裂纹，有助于提高拉深变形程度。板平面各向异性指数板料在不同方位上厚向异性系数不同，造成板平面内各向异性。越大，表示板平面内各向异性越严重，拉深时在零件端部出现不平整的凸耳现象，就是材料的各向异性造成的，它既浪费材料又要增加一道修边工序。装模高度△H：指滑块在下死点时，滑块下表面道工作台垫板上表面的距离；最大装模高度Hmax即当利用装模高度调节装置将滑块调整到最上位置时，装模高度达到最

6、大值；装模高度调节量：装模高度调节装置所能调节的距离。第二章冲裁：是利用模具使板料产生分离的冲压工序。冲裁断面由圆角带、光亮带、断裂带和毛刺4部分组成。断面的光亮带越宽、断裂带越窄、圆角及毛刺越小，冲裁件的断面质量就越好。曲线与δ=0的横轴交点表明零件尺寸与模具尺寸一致，交点右边表示间隙较大时冲孔孔径大于凸模刃口尺寸，落料件尺寸小于凹模刃口尺寸。这是因为间隙较大时，变形区材料的拉应力较大，冲裁后材料必然收缩的缘故。交点左边表示间隙小时冲孔孔径小于凸模刃口尺寸，落料件尺寸大于凹模尺寸。因为间隙小时，变形区材料的横向

7、压应力较大，冲裁后必然伸展。落料δ=零件外形实际尺寸-凹模刃口尺寸冲孔δ=零件实际尺寸-凸模刃口尺寸凸凹模刃口尺寸的计算原则：1、保证冲出合格的零件2、保证模具有一定的使用寿命3、考虑冲模制造修理方便、降低成本。依据：1、冲裁变形规律，即落料尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相等。2、零件的尺寸精度。3、合理的间隙值。4、磨损规律。冲模的加工制造方法。刃口尺寸计算方法分类:凸模与凹模分别加工，凸模与凹模配合加工排样的意义：保证最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。排样的分类：有废料排样(沿零

8、件全部外形冲裁，零件周边都留有剩余材料)、少废料排样（沿零件部分外形切断或冲裁，只局部有剩料。）、无废料排样（除料头料尾外无任何剩料）。搭边:指排样时零件之间及零件与条料侧边之间留下的剩料。搭边的作用：保证零件的质量和精度，补偿定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不弯曲，便于送进，并能使冲模寿命提高。冲裁力：冲裁过程中凸模对材料的压力。F=KLtτ降低冲裁