冲压成形中的变形趋向性分析

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：在冲压过程中，毛坯和各个部分在同一模具的作用下，有可能以不同的方式变形，即具有不同的变形趋向。冲压成形时，毛坯内各处的应力与应变关系都不尽相同，在应力状态满足屈服准则的区域内将产生塑性变形，此区称为塑性变形区；没有满足屈服准则的区域不会产生塑性变形，称为非变形区。

在冲压过程中，毛坯和各个部分在同一模具的作用下，有可能以不同的方式变形，即具有不同的变形趋向。为了达到使毛坯获得预期的变形，进而实现毛坯的变形趋向控制，从而得到合格的冲件的目的，有必要研究变形的趋向性问题，并将之运用于零件的工艺方案制定及冲模的设计。

冲压成形时，毛坯内各处的应力与应变关系都不尽相同，在应力状态满足屈服准则的区域内将产生塑性变形，此区称为塑性变形区；没有满足屈服准则的区域不会产生塑性变形，称为非变形区。非变形区进一步又可分为已变形区、待变形区和不变形区。图2-13的A部位为变形区，B、C为非变形区，其中B为已变形区，C为不变形区或待变形区。在缩口变形的例子中，C的上部为待变形区，C的下部为不变形区。若非变形区也受到力的作用时，又可称其为传力区。

以图2-13c中缩口变形为例，在变形力F的作用下，A区受缩口模的作用，在有利的变形条件下先行屈服，产生塑性变形，而C区同样受到变形力F的作用，却没有屈服变形。换句话说，A区屈服需要的变形较小，是相对的弱区。形象地称缩口变形区A为弱区，C为强区，C区把来自于冲压设备的作用力F传递到变形区，因此C区也是传力区。

为了保证冲压过程的顺利进行，必须保证冲压工序中变形限于变形区，因而要排除传力区产生任何不必要的塑性变形的可能。由此可以得出一个十分重要的结论：在冲压成形过程中，需要最小变形力的区是个相对的弱区，而且弱区必先变形，因此变形区应为弱区。这个结论在冲压生产中具有很重要的实际意义。

当变形区和传力区有两种以上变形方式时，则首先发生的是需变形力最小的变形方式。因此，在工艺过程设计和模具设计时，除要保证变形区为弱区外，还要保证其所需的变形方式要求最小的变形力。例如，在缩口时，变形区可能产生的塑性变形是切向收缩的缩口变形或在切向压应力作用下的失稳起皱；传力区可能产生的塑性变形是镦粗或纵向失稳。在这四种变形趋向中，只有满足缩口变形所需的变形力最小这个条件，缩口才可能正常进行。

图2-13 冲压成形时毛坯各区划分

a）拉深 b）翻边 c）缩口 d）弯曲

冲压成形中的变形趋向性分析

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