第一章 冲压变形的基本原理
本章学习要点：
1.掌握金属塑性变形的基本概念；
2. 了解塑性变形的力学基础和冲压成形方法的力学特点。 3. 掌握板料冲压性能；
1.1 金属塑性变形的基本概念
在外力作用下，金属产生形状与尺寸的变化称为变形，它分为弹性变形和塑性变形。 1.塑性及塑性指标 (1)塑性
是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。它反映了金属的变形能力，是金属的 一种重要的加工性能。 (2)塑性指标
塑性一般以材料开始破坏时的塑性变形量来表示。常用的塑性指标有： ? 2.变形抗力及指标
塑性变形时，使金属产生塑性变形的外力称为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。因此，变形抗力反映了使材料产生塑性变形的难易程度。变形抗力和变形力数值相等，方向相反，一般用作用在金属和工具接触面上的平均单位面积变形力表示其大小。压缩变形时的变形抗力即是作用于施压工具表面的单位面积压力，亦称单位流动压力。
1.2 各种冲压成形方法的力学特点与分类
正确的板料冲压成形工艺的分类方法，应该能够明确地反映出每一种类型成形工艺的共性，并在此基础上提供可能用共同的观点和方法分析、研究和解决每一类成形工艺中的各种实际问题的条件。在各种冲压成形工艺中毛坯变形区的应力状态和变形特点是制订工艺过程、设计模
? 。
具和确定极限变形参数的主要依据，所以只有能够充分地反映出变形毛坯的受力与变形特点的分类方法，才可能真正具有实用的意义。 1.2.1变形毛坯的分区
在冲压成形时，可以把变形毛坯分成变形区和不变形区。不变形区可能是已经经历过变形的已变形区或是尚未参与变形的待变形区，也可能是在全部冲压过程中都不参与变形的不变形区。当不变形区受力的作用时， 叫作传力区 。表 1.2.1列出 拉探、翻孔 与缩口时毛坯的变形区与不变形区的分布情况。
图1.2.1 冲压变形毛坯各区划分举例
a〕拉伸 b〕翻孔 c〕缩口
1.2.2 变形区的应力与应变特点
从本质上看各种冲压成形过程就是毛坯变形区在力的作用下产生变形的过程，所以毛坯变形区的受力情况和变形特点是决定各种冲压变形性质的主要依据。绝大多数冲压变形都是平面应力状态。一般在板料表面上不受力或受数值不大的力，所以可以认为在板厚方向上的应力数值为零。使毛坯变形区产生塑性变形均是在板料平面内相互垂直的两个主应力。除弯曲变形外，大多数情况下都可认为这两个主应力在厚度方向上的数值是不变的。因此，可以把所有冲压变形方式按毛坯变形区的受力情况和变形特点从变形力学理论的角度归纳为以下四种情况，并分别研究它们的变形特点。
( 一 )冲压毛坯两向受拉应力的作用
可以分为以下三种情祝 ?r＞??＞0，?t=0 εr＞0 ,ε??＞?r＞0，?t=0 ε
?＞0 ,ε
?＜0，ε
t
＜0 （胀形）伸长类成形；开裂
r
＜0，εt＜0（内孔翻边，胀形）伸长类成形；开裂
??=?r＞0， ?t=0 ??=?r＞0，?t=-2??=-2?r，（平板材料胀形时的中心部位）伸长类成形；开裂
（图1.2.2 I 象限）16页。
(二)冲压毛坯变形区受两向压应力的作用
可以分为下边两种情况：
?r＜??＜ 0，且?t=0 εr＜0 ,ε??＜?r＜ 0，且?t=0 ε
（见图1.2.2 III 象限）。
?＜0 ,ε
?＞0，ε
t
＞0 压缩类变形；起皱
r
＞0，εt＞0（缩口）压缩类变形；起皱
冲压复习
