冲压工艺分析报告.ppt

第一篇第一篇汽车车身冲压工艺汽车车身冲压工艺第一章冲压工艺概论授课:廖抒华授课:廖抒华§ § 1-1 1-1 冲压工艺的特点及冲压工序的分类冲压工艺的特点及冲压工序的分类?一、冲压工艺的特点?优质、高产、低消耗、低成本的加工方法?冲压生产的三大要素: 板料、模具、冲压设备第一章冲压工艺概论?生产效率高,操作简便,便于实现机械化与自动化生产?冲压质量稳定,具有较高的尺寸精度(由模具保证) ?能制造出其他金属加工方法所不能或难以加工的、形状复杂的零件?材料利用率高,节能?冲压件表面质量较好,便于后续表面处理?冲压件有较好的互换性?冲压生产的局限性: 模具制造费用高,不宜用于单件何小批量的零件生产表 1-1 车身制造冲压工艺中的分离工序二、冲压工序分类二、冲压工序分类?按加工性质分类: 分离工序、成形工序?分离工序: 使冲压件或毛坯在冲压过程中沿一定的轮廓相互分离,分离断面要满足一定的断面质量要求?成形工序: 板料在不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形, 获得所要求的形状及尺寸的零件按加工性质分类(续) 表 1-2 车身制造冲压工艺中的成形工序二、冲压工序分类(续) 二、冲压工序分类(续) ?冲压四个基本工序: 图 1-1 典型的冲压成形工序 1-拉伸件; 2-翻边件?冲裁(含冲孔、落料、修边、剖切等)、弯曲、拉深、局部成形(含翻边、胀形、校平和整形工序等) ?复杂冲压件成形: 四个基本工序组合图 1-2 复杂冲压件框板成形表 1-3 几种汽车覆盖件的冲压工艺§ § 1-2 1-2 金属塑性变形的力学规律金属塑性变形的力学规律一、变形物体的应力应变状态 yx z o ? yx? y? yz? zx ? zy? z? x ? xy? xz yx z o ? 1 ? 2? 3 图1-3 点的应力状态(a )任意坐标系;( b )主轴坐标系二、塑性变形条件(屈服准则) ?塑性变形条件(屈服准则)界定:对于复杂三向应力状态,只有当各个应力分量之间符合一定的关系时,该点才开始屈服, 这种关系统称为塑性变形条件,或称屈服准则?变形体内任意点的应力状态?剪应力互等: ??????????????? xy=? yx,? yz=? zy,? zx=? xz ?已知一点的三个主应力和三个剪应力即可确定该点的应力状态?主轴、主应力, 三向应力、平面应力、单向应力状态?应变主轴、主应变?塑性变形体积不变定律:? 1+? 2+? 3 = ??推理: 塑性变形时,只可能有三向应变状态和平面应变状态, 而不可能有单向应变状态! 二、塑性变形条件(屈服准则)(续) ?屈斯加( Tresca )屈服准则: 1) (1 即: 22 31 31 max??????σσσσσστ S S ?任意应力状态下,只要最大剪应力达到某临界值时材料就屈服——最大剪应力理论(第三强度理论) ?米塞斯( )屈服准则: ?任意应力状态下,当某点的等效应力达到某一临界值时, 材料就开始屈服——形状改变比能理论(第四强度理论) ??????????????)21(2 2 1 2 213 232 221 213 232 221??????????????? S S iσσσσσσσσσσσσσσ?即: ?式( 1-2 )中消去 s 2,可得: ??σ S?????? 13式中: b—与s 2有关的系数,一般: ≤b≤ 在应力分量未知时,可取??= 三、塑性应力应变关系?应力-应变关系特点: ?弹性阶段:应力-应变关系是线性的、可逆的,弹性变形是可恢复的?塑性阶段单向拉伸应力应变曲线: ?特点: 应变不仅与应力有关,且和加载历史有密切关系。在 dt内,应力与应变增量关系: ?塑性阶段:应力-应变关系是非线性的、不可逆的,应力应变不能简单叠加)()31( 13 1332 3221 21 增量关系常数?????????????????????? dddddd式中: d? 1、d? 2、d? 3—主应变增量?简化表达式(全量理论): 图 1-3 单向拉伸应力应变曲线)41( 13 1332 3221 21??????????常数????????????三、塑性应力应变关系(续) ?几点结论(依据全量理论): ?当??=?时,称平面应变?或称平面变形?,由式?????可得出: ??????????/?。?当????????时,由式?????和利用体积不变条件????????=?,可得????????=??。当材料上三个主应力相等,即三向等拉或等压时,材料不产生塑性变形, 仅有弹性变形。?当??>?,且??????时,材料受单向拉伸应力作用,利用式?????可得。??>?, 且??????= ????/?。当单向拉伸时,在拉应力作用方向上为伸