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附錄 1 外文譯文 第八章 沖壓變形 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。 分離工序是使坯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。其中有以沖孔、落料應(yīng)用最廣。變形工序是使坯料的一部分相對另一部分產(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，沖壓成形就是毛坯的變形區(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)的應(yīng)力狀態(tài)和變形性質(zhì)是決定沖壓成形性質(zhì)的基本因素。因此，根據(jù)變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)和變形特點 進行的沖壓成形分類，可以把成形性質(zhì)相同的成形方法概括成同一個類型并進行系統(tǒng)化的研究。 絕大多數(shù)沖壓成形時毛坯變形區(qū)均處于平面應(yīng)力狀態(tài)。通常認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，所以可以認為垂直于板面方向的應(yīng)力為零，使板材毛坯產(chǎn)生塑性變形的是作用于板面方向上相互垂直的兩個主應(yīng)力。由于板厚較小，通常都近似地認為這兩個主應(yīng)力在厚度方向上是均勻分布的?；谶@樣的分析，可以把各種形式?jīng)_壓成形中的毛坯變形區(qū)的受力狀態(tài)與變形特點，在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標系中 (沖壓應(yīng)力圖 )與相應(yīng)的兩向應(yīng)變坐標系中 (沖壓應(yīng)變圖 )以應(yīng)力與應(yīng)變坐標決定的位置來表示。也就是說，沖壓應(yīng)力圖與沖 壓 應(yīng) 變 圖 中 的 不 同 位 置 都 代 表 著 不 同 的 受 力 情 況 與 變 形 特 點 (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力作用時，可以分為兩種情況：即σ γ >σ >0σ t=0和σ θ >σ γ >0，σ t=0。再這兩種情況下，絕對值最大的應(yīng)力都是拉應(yīng)力。以下對這兩種情況進行分析。 1)當(dāng)σ γ >σ θ >0 且σ t=0 時，安全量理論可以寫出如下應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系式： (1ε γ /（ σ γ -σ m） =ε θ /（ σ θ -σ m） =ε t/（ σ t -σ m） =k 式中 ε γ ， ε θ ， ε t—— 分 別 是 軸對稱沖壓 成 形時 的 徑向 主 應(yīng)變 、切向主 應(yīng) 變和厚度方向上的主 應(yīng)變 ； σ γ ，σ θ ，σ t—— 分 別 是 軸對稱沖壓 成 形時 的 徑向 主 應(yīng) 力、切向主 應(yīng) 力和厚度方向上的主 應(yīng) 力； σ m—— 平均 應(yīng) 力， σ m=（σ γ +σ θ +σ t） /3； k—— 常數(shù) 。在平面 應(yīng) 力 狀態(tài) ，式（ 1— 1）具有如下形式： 3ε γ /（ 2σ γ ） =3ε θ /（ 2σ θ -σ t） =3ε t/[-（ σ t+σ θ ） ]=k （ 1— 2） 因為σ γ >σ θ >0，所以必定有 2σ γ >0 與 ε θ >0。 這個結(jié) 果表明：在 兩向拉應(yīng) 力的平面 應(yīng) 力 狀態(tài)時 ，如果 絕對 值最大 拉應(yīng) 力是 σ γ ，則在這個方向上的主應(yīng)變一定是正應(yīng)變，即是伸長變形。 又因為σ γ >σ θ >0，所以必定有 -（ σ t+σ θ ） 2σ θ 時， ε θ 0。 σ θ 的變化范圍是 σ γ >=σ θ >=0 。在雙向等拉力狀態(tài)時，σ γ =σ θ ，有式（ 1— 2）得 ε γ =ε θ >0 及 ε t σ γ >0 且σ t=0 時，有式（ 1— 2）可知：因為σ θ >σ γ >0，所以 1） 定有 2σ θ >σ γ >0 與 ε θ >0。這個結(jié)果表明：對于兩向拉應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)σ θ 的絕對值最大時，則在這個方向上的應(yīng)變一定時正的，即一定是伸長變形。 又因為σ γ >σ θ >0，所以必定有 -（ σ t+σ θ ） σ γ ， ε γ 0。 σ γ 的變化范圍是 σ θ >= σ γ >=0 。當(dāng)σ γ =σ θ 時， ε γ =ε θ >0， 也就是在雙向等拉 力 狀態(tài)下 ，在 兩個拉應(yīng) 力方向 上產(chǎn) 生 數(shù) 值相同的伸 長變形 ；在受 單向拉應(yīng) 力 狀態(tài)時 ， 當(dāng) σ γ =0 時， ε γ = /2，也就是說， 在受 單向拉應(yīng) 力 狀態(tài)下 其 變形 性 質(zhì) 與一般的 簡單 拉伸是完全一 樣 的 。 這種變形與受力情況，處于沖壓應(yīng)變圖中的 圍內(nèi)（見圖 1— 1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 圍內(nèi)（見圖 1— 2）。 上述兩種沖壓情況，僅在最大應(yīng)力的方向上不同，而兩個應(yīng)力的性質(zhì)以及它們引起的變形都是一樣的。因此，對于各向同性的均質(zhì)材料，這兩種變形是完全相同的。 (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩向壓應(yīng)力的作用，這種變形也分兩種情況分析，即σ γ 0 與 ε t>0，即在板料厚度方向上的 應(yīng)變 是正的，板料增厚。 在 σ θ 方向上的變形取決于σ γ 與σ θ 的數(shù)值：當(dāng)σ γ =2σ θ 時， ε θ =0；當(dāng)σ γ >2σ θ 時， ε θ 0。 這時σ θ 的變化范圍是 σ γ 與 0 之間 。當(dāng)σ γ =σ θ 時，是雙向等 壓 力狀態(tài)時，故有 ε γ =ε θ 0 與 ε t>0，即在板料厚度方向上的 應(yīng)變 是正的，即 為壓縮變形 ，板厚增大。 在 σ θ 方向上的變形取決于σ γ 與σ θ 的數(shù)值：當(dāng)σ θ =2σ γ 時， ε γ =0；當(dāng)σ θ >2σ γ ， ε γ 0。 這 時，σ γ 的數(shù)值只能在σ θ 0。這種變形與受力情況，處于沖壓應(yīng)變圖中的 圍內(nèi)（見圖 1— 1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 圍內(nèi)（見圖 1— 2）。 (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩個異號應(yīng)力的作用，而且拉應(yīng)力的絕對值大于壓應(yīng)力的絕對 值。這種變形共有兩種情況，分別作如下分析。 1）當(dāng)σ γ >0，σ θ |σ θ |時，由式（ 1— 2）可知：因 為 σ γ >0，σ θ|σ θ |，所以一定有 2σ γ >0 及 ε γ >0。 這個結(jié) 果表明：在異 號 的平面 應(yīng) 力 狀態(tài)時 ，如果 絕對 值最大 應(yīng) 力是 拉應(yīng) 力 ，則在這個絕對值最大的拉應(yīng)力方向上應(yīng)變一定是正應(yīng)變，即是伸長變形。 又因為σ γ >0，σ θ |σ θ |，所以必定有 ε θ 0ε θ 0， ε θ 0，σ γ |σ γ |時，由式（ 1— 2）可知： 用與前項相同的方法分析可得 ε θ >0。 即在異 號應(yīng) 力作用的平面 應(yīng) 力 狀態(tài)下 ，如果 絕對 值最大 應(yīng) 力是 拉應(yīng) 力 σ θ ，則在這個方向上的應(yīng)變是正的，是伸長變形；而在壓應(yīng)力σ γ 方向上的應(yīng)變是負的（ ε γ 0， ε γ 0， ε γ 0，σ θ |σ γ |時，由式（ 1— 2）可知：因 為 σ γ >0，σθ |σ γ |，所以一定有 2σ θ - σ γ 0，σ θ 0， 即在 拉應(yīng) 力方向上的應(yīng)變 是正的， 是伸長變形。 這時σ γ 的變化范圍只能在σ γ = 與σ γ =0 的范圍內(nèi) 。當(dāng)σ γ = 時， εγ >0ε θ 0， ε θ 0，σ γ |σ θ |時，由式（ 1— 2）可知： 用與前項相同的方法分析可得 ε γ 0， ε γ 0， ε γ 0,σ γ >0 σ γ > σθ + 伸長類 σ θ >σ γ + 伸長類 表 1— 1 沖壓應(yīng)力狀態(tài)與沖壓變形狀態(tài)的對照 表 1— 2 伸長類成形與壓縮類成形的對比 項目 伸長類成形 壓縮類成形 變形區(qū)質(zhì)量問題的表現(xiàn)形式 變形程度過大引起變形區(qū)產(chǎn)生破裂現(xiàn)象 壓力作用下失穩(wěn)起皺 成形極限 1． 主 要取決于板材的塑性，與厚度無關(guān) 2． 可用伸長率及成形極限 斷 1． 主要取決于傳力區(qū)的承載能力 2． 取決于抗失穩(wěn)能力 3． 與板厚有關(guān) 變形區(qū)板厚的變化 減薄 增厚 提高成形極限的方法 1． 改善板材塑性 2． 使變形均勻化，降低局部變形程度 3． 工序間熱處理 1． 采用多道工序成形 2． 改變傳力區(qū)與變形區(qū)的力學(xué)關(guān)系 3． 采用防起皺措施 雙向受壓 σ θ 0,σ θ |σθ | + 伸長類 |σ θ |>|σγ | — 壓縮類 異號應(yīng)力 σ θ >0,σ γ |σγ | + 伸長類 |σ γ |> |σθ | — 壓縮類 伸 長 類 成 形脹形拉 深翻邊壓 縮 類 成 形壓 縮 類 成 形擴口拉 深脹 形伸 長 類 成 形縮口縮 口擴口+ ε γ- ε γ- ε θ+ ε θπ /4π /4翻邊- σ γ+ σ θ+ σ γ- σ θ圖 1— 3 沖壓應(yīng)變圖 沖壓成形極限變形區(qū)的成形極限傳動區(qū)的成形極限伸長類變 形壓縮類變 形強 度抗拉與抗壓縮失衡能力塑 性抗縮頸能 力變形均化與擴展能力塑 性抗起皺能 力變形力及其 變 化各向異性 值硬化性能變形抗力化學(xué)成分組 織變形條件硬化性能應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變梯度硬化性能模具狀態(tài)力學(xué)性能值與 值相對厚度化學(xué)成分組 織變形條件圖 1— 3 體系化研究方法舉例 附 錄 2 外文原文 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 to be in of is in is no or on it is to to to on of to of it is on of in of be by in of of of of in of (1)of is it be γ>σθ>0,σt=0γ >0,σt=is a as 2)In γ>σθ>0, to εγ/（ σγ=εθ/（ σθ=εt/（ σt =k 1.1 εγ， εθ， εt of of σγ， σθof of m is m=（ σγ+σθ+σt） /3; k is a In εγ/（ 2σγ=3εθ/（ 2σθ=3εt/[-（ σt+σθ） ]=k γ>σθ>0,σγ θ>in if γ, in be to In γ>σθ>0， （ σt+σθ） 2σθ,εθ0. θ σγ>=σθ>=0 . In γ=σθ ，γ=εθ>0 εt σγ >0 t=0, 2σθ>σγ >0 θ>0,θ is in be it be in of θ>0， （ σt+σθ） σγ,εγ0. γ θ>= σγ>=0 γ=σθ,εγ=εθ>0, in in γ=0, εγ=2, in in is as of of is in ON of of in OH of of of by of is (1)of is to t=0), it be γ0 t>in of is in on γ=2σθ,εθ=0;γ>2σθ,εθ0. θ γ0 t>in of is in on θ. θ=2σγ, εγ=0; θ>2σγ,εγ0. γ of is in OL of of in OE of of (3) of is to of is of to be as 1)γ>0, σθ|σθ|, 2σγ γ>in if is in is in of γ>0, σθ|σθ|, θ=σθ>=θ=γ>0,εθ0,εθ0, σγ |σγ|, by of εθ>0, is in If is θ, in is in of in is εγ=σγ>=γ=θ>0,εγ 0,εγ 0,σθ|σγ|, 2σθ- σγ0 θ0. in is or in of γ>=σγ>=γ=γ>0,εθ0,εθ0, σγ |σθ|, .2 by of γ=σθ>=θ=θ>0,εγ 0,εγ 0,σγ>0 σγ> σθ + θ>σγ + θ0,σθ|σθ| + σθ|>|σγ| — of θ>0,σγ|σγ| + σγ|> |σθ| — ． on of is to ． be by or ． on in 5． on ． to of in to ． of ． ． an ． 5． ． of ε γ- ε γ- ε θ+ ε θπ /4π /4 γ+ σ θ+ σ γ- σ of e n s i l ef o r m i n gC o m p r e s s i o nf o r m i n gS t r e n g t hC a p a b i l i t y o fa n t i - w r i n k l eu n d e r t h e t e n s i l ea n d c o m p r e s s i v es t r e s s e a p a b i l i t y o fa n t i - n e c k i n gD e f o r m a t i o t y a n de x t e n s i o n c a p a b i l i t yP l a s t i c i t yC a p a b i l i t y o fa n t i - w r i n k l eD e f o r m a t i o nf o r c e a n d i t sA n i s o t r o p y v a l u e o f rH a r d e n i n g c h a r a c t e r i s t i c r e s i s t a n c eC h e m i s t r y c o m p o n e n tS t r u c t u r c o n d i t i o n sH a r d e n i n g c h a r a c t e r i s t i c sS t a t e o f s t r e s o f s t r a i nH a r d e n i n g c h a r a c t e r i s t i c sD i e s h a p p r o e r t of t h e n a n d t h i c k n e s sC h e m i s t r y c o m p o n e n tS t r u c t u r c o n d i t i o n