模具设计—第1次课教程.ppt

模具设计 主讲人：李文俐 美 国：模具工业是美国工业的基石 日 本：模具是进入富裕社会的原动力 德 国：模具是金属加工业中的帝王 罗马尼亚：模具就是黄金 中 国：模具是效益放大器 模具是工业之母 模具技术是衡量一个国家产品制造水平的重要标志 第一章 冲压变形基本原理 第一节 金属塑性变形的基本概念 二、塑性变形的基本形式 三、 金属的塑性与变形抗力 三、 金属的塑性与变形抗力 四、 影响金属塑性和变形抗力的主要因素 钢中的杂质 1、有益杂质 硅（ ≤0.5% ）、锰（ ≤0.7% ） 2、有害杂质 有害杂质均导致材料的塑性、韧性下降。 其中： a) 硫：在晶界形成 FeS-Fe二元低熔点共晶混合体（950℃），导致热脆性； b) 磷：在晶界形成Fe2P，具冷脆性； c) 氢、氧、氮：溶解度小，偏析严重。 四、 影响金属塑性和变形抗力的主要因素 四、 影响金属塑性和变形抗力的主要因素 第二节 金属塑性变形的力学基础 一、一点的应力应变状态（续） 5、等效应力（广义应力、应力强度） 6、一点的主应变状态 7、塑性应变的表示方法 二、屈服准则和应力应变关系 2、Mises准则 写成与Tresca准则类似的方程形式，可为： β值的具体取值 （二）屈服准则的几何表示 （三）塑性变形时应力应变的关系 3、塑性变形的分析理论 3、塑性变形的分析理论 （3）根据全量理论得出的一些简单结论 （3）根据全量理论得出的一些简单结论 三、硬化与硬化曲线 （二）硬化曲线 2、硬化曲线的化简 第三节 冲压成形时变形毛坯的力学特点与分类 变形区的应力应变特点总结 三、冲压成形中的变形趋向性及其控制 （二）变形趋向性的控制措施 （二）变形趋向性的控制措施 第四节 板料冲压成形性能及冲压材料 二、板材冲压成形的试验方法 板材冲压成形性能试验方法 胀形成形性能试验 扩孔成形性能试验 拉深成形性能试验 拉深-胀形复合成形性能试验 三、板料的基本性能与冲压成形性能的关系 （二）板料的基本性能指标 （二）板料的基本性能指标 （二）板料的基本性能指标 四、常用冲压材料及其性能 （一）冲压常用的材料 1、黑色金属（按化学成分分类） （一）冲压常用的材料 （二）冲压用新材料及其性能 1、高强度钢板 2、耐腐蚀钢板 3、双相钢板 4、涂层板 5、复合板材 钢 碳钢 合金钢 按含碳量分 按品质分 按用途分 低碳钢 中碳钢 高碳钢 普通碳素钢 优质碳素钢 碳素结构钢 碳素工具钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊用途钢 低合金高强度钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 合金轴承钢 刃具钢 量具钢 模具钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢 … … … 2、有色金属（P32、下页） 包括紫铜、铜合金、纯铝、铝合金、银及其合金等。 3、非金属材料 包括纸板、塑料、橡胶、纤维板、云母、胶合板等。 1）高强度钢板的意义 2）高强度含义 （1）屈服点高：σs=270～310MPa （2）抗拉强度高：一般σb400MPa，有的600～800MPa 3）强化后对其它性能的影响 如延展率降低、回弹加大、成形力增大、厚度减薄后抗凹能力减弱。 1）目的 增强普通钢板冲压件的抗腐蚀能力。 2）耐腐蚀原理 （a）加入新元素的耐腐蚀钢板 如 10CuPCrNi（冷轧）、9CuPNi（热轧） （b）镀层钢板 如镀铝钢板、镀锌钢板、镀锡钢板等 即复合组织钢板，指钢板中含2种以上组织的强化钢板。 1、双相钢板实例 2、双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS） 指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。强度可达400-550MPa，是普通不锈钢的2倍 。 如： 14Cr18Ni11Si4AlTi 022Cr19Ni5Mo3Si2N 12Cr21Ni5Ti 1）含义 指涂覆有机膜层的钢板。 2）作用 防腐 放划伤 提高冲压性能 3）类型 单面、双面 1）含义 指两种以上板材迭合在一起形成的钢板。 冲压性能：基体钢 摩擦系数：塑料 2）实例 （1）三层复合板 由塑料、铜、钢复合 （2）防振动复合板 其中，β=1～1.155，β值的具体取值如下：