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1 ． is a of in a is by of of a is so it is is is ~100is in of or it is as be by is in of it a in to be in of as (1) 2) to of (3) to in (4) be (5) to to of is it to of in as a to a be be in 2． of of to in in （ 1）． to is is to It is on In be as of to of （ 2）． to of is As a is to as of by by （ 3）． of is to or of In is of of in to is so as to In be in be is of （ 4）． In of to is as in of as In is by of in in a of of In as of on in by an to to of is （ 1）． or of in is in be on of （ 2）． to or in on or be by on on by of on of is in （ 3）． It is is a on of a in of a 3． of be by of be is a of is It is a of It In is in of by of to of on of be be in of is in is no or on is to to to on of to of it is on of in of be by in of of 4． a of in of be by to of of by of be on be to of is an in on is as （ 1）． of of 5 （ 2）． to of to of of （ 3 ）． a of in 5． of he of is of to It to of of In to it is to of so as to of in On to in of of is so a to of be to of is to of is in as by is of is be as a 6 is a of up as as of on In to of a of in as of is is to on of of in to of of of of be to of 7 沖壓成形的特點(diǎn)與板材沖壓成形性能 1．概述 沖壓是通過(guò)模具使板材產(chǎn)生塑性變形而獲得成品零件的一次成形工藝方法。由于沖壓通常在冷態(tài)下進(jìn)行 ，因此也稱(chēng)為冷沖壓。只有當(dāng)板材厚度超過(guò) 8~100，才采用熱沖壓。沖壓加工的原材料一般為板材或帶材，故也稱(chēng)板材沖壓。某些非金屬板材（如膠木板、云母片、石棉、皮革等）亦可采用沖壓成形工藝進(jìn)行加工。 沖壓廣泛應(yīng)用于金屬制品各行業(yè)中，尤其在汽車(chē)、儀表、軍工、家用電器等工業(yè)中占有極其重要的地位。 沖壓成形需研究工藝設(shè)備和模具三類(lèi)基本問(wèn)題。 板材沖壓具有下列特點(diǎn)： （ 1）．材料利用率高。 （ 2）．可加工薄壁、形狀復(fù)雜的零件。 （ 3）．沖壓件在形狀和尺寸方面的互換性好。 （ 4）．能獲得質(zhì)量輕 而強(qiáng)度高、剛性好的零件。 （ 5）．生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 沖壓模具制作成本高，因此適合大批量生產(chǎn)。對(duì)于小批量、多品種生產(chǎn)，常采用簡(jiǎn)易沖模，同時(shí)引進(jìn)沖壓加工中心等新型設(shè)備，以滿(mǎn)足市場(chǎng)求新求變的需求。 板材沖壓常用的金屬材料有低碳鋼、銅、鋁、鎂合金及高塑性的合金剛等。如前所述，材料形狀有板材和帶材。 沖壓生產(chǎn)設(shè)備有剪床和沖床。剪床是用來(lái)將板材剪切成具有一定寬度的條料，以供后續(xù)沖壓工序使用，沖床可用于剪切及成形。 2．沖壓成行的特點(diǎn) 生產(chǎn)時(shí)間中所采用的沖壓成形工藝方法有很多，具有多種 形式餓名稱(chēng)，但塑性變形本質(zhì)是相同的。沖壓成形具有如下幾個(gè)非常突出的特點(diǎn)。 （ 1）．垂直于板面方向的單位面積上的壓力，其數(shù)值不大便足以在板面方向上使 板材產(chǎn)生塑性變形。由于垂直于板面方向上的單位面積上壓力的素質(zhì)遠(yuǎn)小于板面方向上的內(nèi)應(yīng)力，所以大多數(shù)的沖壓變形都可以近似地當(dāng)作平面應(yīng)力狀態(tài)來(lái)處理，使其變8 形力學(xué)的分析和工藝參數(shù)的計(jì)算大呢感工作都得到很大的簡(jiǎn)化。 （ 2）．由于沖壓成形用的板材毛胚的相對(duì)厚度很小，在壓應(yīng)力作用下的抗失穩(wěn)能力也很差，所以在沒(méi)有抗失穩(wěn)裝置（如壓邊圈等）的條件下，很難在自由狀態(tài)下順利地完成沖壓 成形過(guò)程。因此，以拉應(yīng)力作用為主的伸長(zhǎng)類(lèi)沖壓成形過(guò)程多于以壓應(yīng)力作用為主的壓縮類(lèi)成形過(guò)程。 （ 3）．沖壓成形時(shí)，板材毛胚內(nèi)應(yīng)力的數(shù)值等于或小于材料的屈服應(yīng)力。在這一點(diǎn)上，沖壓成形與體積成形的差別很大。因此，在沖壓成形時(shí)變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)中的靜水壓力成分對(duì)成形極限與變形抗力的影響，已失去其在體積成形時(shí)的重要程度，有些情況下，甚至可以完全不予考慮，即使有必要考慮時(shí)，其處理方法也不相同。 （ 4）．在沖壓成形時(shí)，模具對(duì)板材毛胚作用力所形成的約束作用較輕，不像體積成形（如模鍛）是靠與制件形狀完全相同的型腔對(duì)毛胚進(jìn)行全面接 觸而實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)制成形。在沖壓成形中，大多數(shù)情況下，板材毛胚都有某種程度的自由度，常常是只有一個(gè)表面與模具接觸，甚至有時(shí)存在板材兩側(cè)表面都有于模具接觸的變形部分。在這種情況下，這部分毛胚的變形是靠模具對(duì)其相鄰部分施加的外力實(shí)現(xiàn)其控制作用的。例如，球面和錐面零件成形時(shí)的懸空部分和管胚端部的卷邊成形都屬這種情況。 由于沖壓成形具有上述一些在變形與力學(xué)方面的特點(diǎn)，致使沖壓技術(shù)也形成了一些與體積成形不同的特點(diǎn)。 由于不需要在板材毛的表面施加很大的單位壓力即可使其成形，所以在沖壓技術(shù)中關(guān)于模具強(qiáng)度與剛度的研究并不 十分重要，相反卻發(fā)展了學(xué)多簡(jiǎn)易模具技術(shù)。由于相同原因，也促使靠氣體或液體壓力成形的工藝方法得以發(fā)展。 因沖壓成形時(shí)的平面應(yīng)力狀態(tài)或更為單純的應(yīng)變狀態(tài)（與體積成形相比），當(dāng)前對(duì)沖壓成形匯中毛胚的變形與 力能參數(shù)方面的研究較為深入，有條件運(yùn)用合理的科學(xué)方法進(jìn)行沖壓加工。借助于電子計(jì)算機(jī)與先進(jìn)的測(cè)試手段，在對(duì)板材性能與沖壓變形參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與分析基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程智能化控制的研究工作也在開(kāi)展。 人們?cè)趯?duì)沖壓成形過(guò)程有離開(kāi)較為深入的了解后，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到?jīng)_壓成型與原材料有十分密切的關(guān)系。所以，對(duì)板材沖壓性能即成形性 與形狀穩(wěn)定性的研究，目前已成為沖壓技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容。對(duì)板材沖壓性能的研究工作不僅是沖壓技術(shù)發(fā)展的需要，而且也促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，為其提高板材的質(zhì)量提供了一個(gè)可靠的基礎(chǔ)與依據(jù)。 9 3．沖壓變形的分類(lèi) 沖壓變形工藝可完成多種工序，其基本工序可分為分離工序和變形工序兩大類(lèi)。 分離工序是使胚料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法，主要有落料、沖孔、切邊、剖切、修整等。其中又以沖孔、落料應(yīng)用最廣。變形工序是使胚料的一部分相對(duì)于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工藝方法，主要有拉深、彎曲、局部成形、脹 形、翻邊、縮徑、校形、旋壓等。 從本質(zhì)上看，沖壓成形就是毛胚的變形區(qū)在外力的作用下產(chǎn)生相應(yīng)的塑性變形，所以變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)景象的沖壓成形分類(lèi)，可以把成形性質(zhì)相同的成形方法概括成同一個(gè)類(lèi)型并進(jìn)行體系化的研究。 絕大多數(shù)沖壓成形時(shí)毛胚變形區(qū)均處于平面應(yīng)力狀態(tài)。通常認(rèn)為在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其數(shù)值也是較小的，所以可以認(rèn)為垂直于板面方向上的應(yīng)力為零，使板材毛胚產(chǎn)生塑性變形的是作用于板面方向上相互的兩個(gè)主應(yīng)力。由于板厚較小，通常都近似地認(rèn)為這兩個(gè)主應(yīng)力在厚度方向上是均 勻分布的。基于這樣的分析，可以把各種形式?jīng)_壓成型中的毛陪變形區(qū)的受力狀態(tài)與變形特點(diǎn)，在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標(biāo)系中與相應(yīng)的兩向應(yīng)變坐標(biāo)系中以應(yīng)力與應(yīng)變坐標(biāo)決定的位置來(lái)表示。 4．沖壓用原材料 沖壓加工用原材料有很多種，它們的性能也有很大的差別，所以必須根據(jù)原材料的性能與特點(diǎn)，采用不同的沖壓成形方法、工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)，才能達(dá)到?jīng)_壓加工的目的。由于人們對(duì)沖壓成形過(guò)程板材毛胚的變形行為有了較為深入的認(rèn)識(shí)，已經(jīng)相當(dāng)清楚的建立了由原材料的化學(xué)成分、組織等因素所決定的材料性能與沖壓成形之間的關(guān)系，這就使原材料生產(chǎn)部 門(mén)不但按照沖壓件的工作條件與使用要求進(jìn)行原材料的設(shè)計(jì)工作，而且也根據(jù)沖壓件加工過(guò)程對(duì)板材性能的要求進(jìn)行新型材料的開(kāi)發(fā)工作，這是沖壓技術(shù)在原材料研究方面的一個(gè)重要方向。對(duì) 沖壓用原材料沖壓性能方面的研究工作有： （ 1） 原材料沖壓性能的含義。 （ 2） 判斷原材料沖壓性能的科學(xué)方法，確定可以確切反映材料沖壓性能的參數(shù)，建立沖壓性能的參數(shù)與實(shí)際沖壓成形間的關(guān)系，以及沖壓性能參數(shù)的測(cè)試方法等。 10 （ 3） 建立原材料的化學(xué)成分、組織和制造過(guò)程與沖壓性能之間的關(guān)系。 沖壓用原材料主要是各種金屬與非金屬板材。金屬板材包 括各種黑色技術(shù)和有色金屬板材。雖然在沖壓生產(chǎn)中所用金屬板材的種類(lèi)很多，但最多的原材料蛀牙是鋼板、不銹鋼板、鋁合金板及各種復(fù)合金屬板。 5．板材沖壓性能及其鑒定方法 板材是指對(duì)沖壓加工的適應(yīng)能力。對(duì)板材沖壓性能的研究具有飛行重要的意義。為了能夠運(yùn)用最科學(xué)與最經(jīng)濟(jì)合理的沖壓工藝過(guò)程與工藝參數(shù)制造出沖壓零件，必須對(duì)作為加工對(duì)象的板材的性能具有十分清楚的了解，這樣才有可能充分地利用板材在加工方面的潛在能力。另一方面，為了能夠依據(jù)沖壓件的形狀與尺寸特點(diǎn)及其所需的成形工藝等基本因素，正確、合理地選用板材，也必須 對(duì)板材的沖壓性能有一個(gè)科學(xué)的認(rèn)識(shí)與正確的判斷。 評(píng)定板材沖壓性能的方法有直接試驗(yàn)法與間接試驗(yàn)法。 實(shí)物沖壓試驗(yàn)是最直接的板材沖壓性能的評(píng)定方法。利用實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備與模具，在與生產(chǎn)完全相同的條件下進(jìn)行實(shí)際沖壓零件的性能評(píng)定，當(dāng)然能夠的最可靠的結(jié)果。但是，這種評(píng)定方法不具有普遍意義，不能作為行業(yè)之間的通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息的交流。 模擬試驗(yàn)是把生產(chǎn)中實(shí)際存在的沖壓成形方法進(jìn)行歸納與簡(jiǎn)單化處理，消除許多過(guò)于復(fù)雜的因素，利用軸對(duì)稱(chēng)的簡(jiǎn)化了的成形方法，在保證試驗(yàn)中板材的變形性質(zhì)與應(yīng)力狀態(tài)都與實(shí)際沖壓成 形相同的條件下進(jìn)行的沖壓性能的評(píng)定工作。為了保證模擬試驗(yàn)結(jié)果的可靠性與通用性，規(guī)定了私分具體的關(guān)于試驗(yàn)用工具的幾何形狀與尺寸、毛胚的尺寸、試驗(yàn)條件（沖壓速度、潤(rùn)滑方法、壓邊力等）。 間接試驗(yàn)法也叫做基礎(chǔ)試驗(yàn)法。間接試驗(yàn)法的特點(diǎn)是：在對(duì)板材在塑性變形過(guò)程中所表現(xiàn)出的基本性質(zhì)與規(guī)律進(jìn)行分析與研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步把它和具體的沖壓成形中板材的塑性變形參數(shù)聯(lián)系起來(lái)，建立間接試驗(yàn)結(jié)果（間接試驗(yàn)值）與具體的沖壓成形性能（工藝參數(shù)）之間的相關(guān)性。由于間接試驗(yàn)時(shí)所用試件的形狀與尺寸以及加載的方式等都不同于具體的沖壓成 形過(guò)程，所以它的變形性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)也不同于沖壓變形。因此間接試驗(yàn)所得的結(jié)果（試驗(yàn)值）并不是沖壓成形的工藝參數(shù)，而是可以用來(lái)表示板材沖壓性能的基礎(chǔ)性參數(shù)。