《冷冲压变形基础》课件.pptVIP

*******************冷冲压变形基础了解冷冲压作为一种重要的金属成形工艺,掌握其基本原理和过程,对于提高产品质量和生产效率至关重要。本课程将深入探讨冷冲压的基础知识,助力您在钣金加工领域更上一层楼。课程概述课程目标系统学习冷冲压变形的基本原理和理论知识,掌握冷冲压工艺的设计方法。课程内容涵盖冷冲压变形的基本概念、特点、原理,以及材料特性、应力应变计算、工艺设计等。实践应用结合案例分析,培养学生解决冷冲压工艺设计问题的能力。冷冲压变形的基本概念1塑性变形冷冲压变形是一种利用材料的塑性来实现永久性几何形状改变的制造过程。2室温施加与热加工不同，冷冲压变形是在室温条件下进行,不需要额外的加热。3快速成形冷冲压变形通过快速施加外力,可以在很短的时间内完成复杂零件的成形。4尺寸精度冷冲压变形能够得到尺寸准确度高,表面质量好的零件。冷冲压变形的主要特点高应变速率冷冲压变形过程中,材料会在极短时间内发生大量的塑性变形,应变速率通常达到10^3-10^6s^-1。复杂的应变分布在冲压过程中,材料会产生复杂的应变状态,包括拉伸、剪切、压缩等多种变形模式。高的成形力由于材料在冷态下变形,需要较大的成形力才能完成冲压过程。这给模具和冲压设备带来了很大挑战。加工硬化效应冷冲压变形会使材料产生加工硬化,导致其强度和硬度增加,但同时也会降低延展性。冷冲压变形的原理1外力作用通过外加作用于工件的压力或冲击力，使材料发生塑性变形。2内部构造变化在外力作用下，材料内部晶粒结构发生扭曲和移位，产生位错。3应力-应变关系材料的塑性变形遵循一定的应力-应变关系，体现在加工硬化、损伤等现象。材料的塑性变形特性可塑性金属材料在受力作用下能够发生持久性塑性变形,而不会发生断裂。这种可塑性是冷冲压加工的基础。应力-应变关系材料受荷载作用时会产生应力-应变曲线,反映了其塑性变形特性。这是设计冷冲压工艺的重要依据。加工硬化金属在冷冲压过程中会发生加工硬化,提高了其抗变形能力,也是设计工艺的关键参数之一。应力-应变关系应力-应变关系是描述材料机械性能的关键指标。它反映了材料在外力作用下的变形特性。5弹性范围材料在这个范围内遵循胡克定律,变形可以完全恢复。10%屈服强度材料开始发生持续塑性变形的应力值。30抗拉强度材料承受的最大拉应力。60%断裂伸长率材料断裂前的最大相对伸长量。了解材料的应力-应变关系有助于预测材料在加工过程中的变形行为,从而选择合适的冷冲压工艺参数。加工硬化及其影响因素加工硬化原理冷加工过程中，材料内部会产生大量位错的积累和聚集，从而使晶粒变小、晶界增多。这种结构变化增加了材料的强度和硬度，这一现象称为加工硬化。影响因素加工硬化程度受材料的初始结构、加工温度和应变速率等因素的影响。合金元素的添加、相变和动态再结晶也会影响加工硬化行为。加工应力的计算公称应力(N/mm2)真实应力(N/mm2)计算各阶段的公称应力和真实应力可以帮助我们深入理解冷冲压变形过程中的应力分布规律,为工艺优化和模具设计提供重要依据。材料力学性能的测试拉伸试验评估材料的抗拉强度、延伸率和弹性模量等基本力学性能指标。压缩试验检测材料在压缩作用下的变形和强度特性。弯曲试验判断材料的抗折强度和延性,模拟实际应用情况。冲击试验测量材料在瞬间加载下的断裂韧性和吸收能量。这些基本力学试验是评估材料性能的重要手段,为制品的设计和应用提供参考依据。冷冲压变形中的应变分析1塑性应变测量通过网格或标记点变形来确定产品的应变分布2有限元分析利用数值模拟技术预测冷冲压过程中的应变场3应变仪表测量利用应变仪表直接测量产品表面的应变值冷冲压变形过程中应变分析是评估工艺状况和预测产品性能的关键。常用的应变测量方法包括网格和标记点法、有限元分析仿真以及应变仪表直接测量。通过分析产品表面和内部的应变分布,可以优化冲压模具设计和工艺参数,提高制品的质量和性能。应变分布的计算方法1解析法基于数学公式建立的理论分析2有限元法利用计算机仿真对应变分布进行预测3实验测量采用应变计等工具直接测量应变分布冷冲压过程中应变分布的计算方法主要包括解析法、有限元法和实验测量三种。前两种方法基于理论分析和计算机仿真,能够预测应变分布的整体趋势。而实验测量则能够直接获取实际的应变数据,为工艺优化提供参考依据。变形阻力的估算变形阻力是衡量材料在冲压过程中受到的内部阻力大小的重要指标。准确估算变形阻力对于合理设计冲压工艺和计算工艺参数至关重要。20MPa冷挤压冷挤压过程中的变形阻力通常