机械工业出版社 冷冲模设计 第二章

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1、冲压模具设计第三讲第二章（1）第一节金属变形的基本概念第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素第三节冲压成形中的变形趋向性及其控制第四节冷冲压材料及其冲压成形性能第一节金属变形的基本概念第二章冲压变形的基本概念动画变形:金属在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形变形力:使物体产生变形的外力称为变形力。弹性变形:当变形力去除后,能恢复原状的变形称为弹性变形;塑性变形:当变形力去除后,不能恢复原状的变形称为塑性变形;第一节金属变形的基本概念金属材料在变形力的作用下,既能产生弹性变形,又能从弹性变形发展到塑性变形,它是一种具有弹、塑性的工程材料冲压加工就是利用金属的塑性变形成形制件的一种金

2、属加工方法。要掌握冲压成形加工技术，首先必须了解金属塑性变形的一些基本原理。第一节金属变形的基本概念单晶体:第一节金属变形的基本概念单晶体:多晶体:第一节金属变形的基本概念加工硬化:随着变形程度的增加,变形阻力增大,强度和硬度升高,而塑性,韧性下降,这种现象称为加工硬化变形组织:金属在变形程度很大时,多晶体内各个晶粒沿其变形最大的方向伸长,位向会因滑移面的转向而逐渐趋向一致,形成纤维组织,这样的组织称为变形组织第一节金属变形的基本概念第一节金属变形的基本概念第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素第三节冲压成形中的变形趋向性及其控制第四节冷冲压材料及其冲压成形性能第二章冲压变形的基本概

3、念第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素影响金属塑性和变形抗力的主要因素有两个方面，其一是变形金属本身的晶格类型、化学成分和组织状态等内在因素；其二是变形时的外部条件，如变形温度、变形速度和变形的力学状态等。因此，只要有合适的内、外部条件，就有可能改变金属的塑性行为。第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素一.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响非常明显也很复杂。下面以钢为例来说明。第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素1.化学成分的影响：1)在碳钢中，铁和碳是基本元素。在合金钢中，除了铁和碳外还包含硅、锰、铬、镍、钨等。在各类钢中还含有一些杂质，如

4、磷、硫、氨、氢、氧等。碳对钢的性能影响最大。碳能固溶到铁里形成铁素体和奥氏体固溶体。它们都具有良好的塑性和低的变形抗力。当碳的含量超过铁的溶碳能力，多余的碳便与铁形成具有很高的硬度而塑性几乎为零的渗碳体，对基体的塑性变形起阻碍作用，降低塑性，提高抗力。可见含碳量越高，碳钢的塑性成形性能就越差。一.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响2)合金元素加人钢中，不仅改变了钢的使用性能，而且改变了钢的塑性成形性能，其主要的表现为：塑性降低，变形抗力提高。这是由于合金元素溶人固溶体（－Fe和－Fe），使铁原子的晶体点阵发生不同程度的畸变；合金元素与钢中的碳形成硬而脆的碳化物（碳化铬、碳化钨等

5、）；合金元素改变钢中相的组成，造成组织的多相性等，都造成钢的抗力提高，塑性降低。一.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响2.组织的影响金属材料的组织状态与如下因素有关:化学成份制造工艺(如冶炼、浇铸、锻轧、热处理)1)晶格结构2)单晶和多晶结构3)晶粒大小4)组织形状一.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响二、变形温度对塑性和变形抗力的影响1.温度升高，发生回复和再结晶，变形抗力降低。2.温度升高，原子热运动加剧，滑移系的增加，提高了变形金属的塑性。3.温度升高，原子的热振动加剧使之发生位置转移，使金属产生塑性变形。4.温度升高，晶界强度下降，使得晶界的滑移容易进行,第二节影响金属塑

6、性和变形抗力的主要因素三、变形速度对塑性和变形抗力的影响1.变形速度大时，要同时驱使更多的位错更快地运动，使变形抗力增大；2.在高变形速度下，变形体吸收的变形能迅速地转化为热能（热效应），有利于增加塑性。第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素常规的冲压设备工作速度都较低，对金属塑性变形的性能影响不大。考虑变形速度因素，主要基于零件的尺寸和形状。对大型复杂的零件成形，变形量大且极不均匀，易局部拉裂和起皱，为了便于塑性变形的扩展，有利于金属的流动，宜采用低速的压力机或液压机。小型零件的冲压，一般不考虑变形的速度对塑性和变形抗力的影响，主要从生产效率来考虑。第二节影响金属塑性和变形抗力的主

7、要因素四、应力、应变状态对塑性和变形抗力的影响第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素第一节金属变形的基本概念第二节影响金属塑性和变形抗力的主要因素第三节冲压成形中的变形趋向性及其控制第四节冷冲压材料及其冲压成形性能第二章冲压变形的基本概念第三节冲压成形中的变形趋向性及其控制冲压成形过程----动画在板料冲压成形时，毛坯不同位置的应力状态和应变状态并不相同。即具有不同变形趋向。只有应力状态满足屈服准则的区域才会产生塑性变形，此区称为塑性变形区；其他没有满足屈