1 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)生相應的塑性變形，所以變形區(qū)的應力狀態(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力。由于板厚較小，通常都近似地認為這兩個主應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，在平面應力的應力坐標系中 (沖壓應力圖 )與相應的兩向應變坐標系中 (沖壓應變圖 )以應力與 應變坐標決定的位置來表示。也就是說，沖壓 應力圖與沖壓應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)受兩向拉應力作用時，可以分為兩種情況：即 0 t=0和 0， t=0。再這兩種情況下，絕對值最大的應力都是拉應力。以下對這兩種情況進行分析。 1)當 0且 t=0時，安全量理論可以寫出如下應力與應變的關系式： (1 /（ - m） = /（ - m） = t/（ t - m） =k 式中 ， ， t 分 別 是 軸對稱沖壓 成 形時 的 徑向 主 應變 、切向主 應 變和厚度方向上的主 應變 ； ， ， t 分 別 是 軸對稱沖壓 成 形時 的 徑向 主 應 力、切向主 應 力和厚度方向上的主 應 力； m 平均 應 力， m=（ + + t） /3； k 常數(shù) 。在平面 應 力 狀態(tài) ，式（ 1 1）具有如下形式： 3 /（ 2 ） =3 /（ 2 - t） =3 t/-（ t+ ） =k （ 1 2） 因為 0，所以必定有 2 0 與 0。 這個結 果表明：在 兩向 2 拉應 力的平面 應 力 狀態(tài)時 ，如果 絕對 值 最大 拉應 力是 ，則在這個方向上的主應變一定是正應變，即是伸長變形。 又因為 0，所以必定有 -（ t+ ） 2 時， 0。 的變化范圍是 = =0 。在雙向等拉力狀態(tài)時， = ，有式（ 1 2）得 = 0 及 t 0 且 t=0 時，有式（ 1 2）可知：因為 0，所以 1） 定有 2 0 與 0。這個結果表明：對于兩向拉應力的平面應力狀態(tài)，當 的絕對值最大時，則在這個方向上的應變一定時正的，即一定是伸長變形。 又因為 0，所以必定有 -（ t+ ） ， 0。 的變化范圍是 = =0 。當 = 時， = 0， 也就是在 雙向等拉 力 狀態(tài)下 ，在 兩個拉應 力方向 上產(chǎn) 生 數(shù) 值相同的伸 長變形 ；在受 單向拉應 力 狀態(tài)時 ， 當 =0 時， = /2，也就是說， 在受 單向拉應 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，處于沖壓應變圖中的 圍內(nèi)（見圖 1 1）；而在沖壓應力圖中則處于 圍內(nèi)（見圖 1 2）。 上述兩種沖壓情況，僅在最大應力的方向上不同，而兩個應力的性質(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)受兩向壓應力的作用，這種變形也分兩種情況分析，即 0 與 t0，即在板料厚度方向上的 應變 是正的，板料增厚。 在 方向上的變形取決于 與 的數(shù)值：當 =2 時， =0；當 2 時， 0。 這時 的變化范圍是 與 0 之間 。當 = 時，是雙向等 壓 力狀態(tài)時，故有 = 0 與 t0，即在板料厚度方向上的 應變 是正的，即 為壓縮變形 ，板厚增大。 在 方向上的變形取決于 與 的數(shù)值：當 =2 時， =0；當 2 ， 0。 這時， 的數(shù)值只能在 0。這種變形與受力情況，處于沖壓應變圖中的 圍內(nèi)（見圖 1 1）；而在沖壓應力圖中則處于 圍內(nèi)（見圖 1 2）。 (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩個異號應力的作用，而且拉應力的絕對值大于壓應力的絕對 值。這種變形共有兩種情況，分別作如下分析。 1）當 0， | |時，由式（ 1 2）可知：因 為 0， | |，所以一定 有 2 0 及 0。 這個結 果表明：在異 號 的平面 應 力 狀態(tài)時 ，如果 絕對 值最大 應 力是 拉應 力 ，則在這個絕對值最大的拉應力方向上應變一定是正應變，即是伸長變形。 又因為 0， | |，所以必定有 0 0， 0， | |時，由式（ 1 2）可知： 用與前項相同的方法分析可得 0。 即在異 號應 力作用的平面 應 力 狀態(tài)下 ，如果 絕對 值最大 應 力是 拉應 力 ，則在這個方向上的應變是正的，是伸長變形；而在壓應力 方向上的應變是負的（ 0， 0， 0， | |時，由式（ 1 2）可知：因 為 0， | |，所以一定有 2 - 0， 0， 即在 拉應 力方向上的 應變 是正的， 是伸長變形。 這時 的變化范圍只能在 = 與 =0 的范圍內(nèi) 。當 = 時， 0 0， 0， | |時，由式（ 1 2）可知： 用與前項相同的方法分析可得 0， 0， 0, 0 + 伸長類 + 伸長類 雙向受壓 0, | | + 伸長 類 | | | 壓縮類 異號應力 0, | | + 伸長類 | | | | 壓縮類 7 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 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 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)的力學關系 3 采用防起皺措施 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+ - - + /4 /4翻 邊- + + - 圖 1 3 沖壓應變圖 8 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成分組 織變形條件硬化性能應力狀態(tài)應變梯度硬化性能模具狀態(tài)力學性能值與 值相對厚度化學成分組 織變形條件圖 1 3 體系化研究方法舉例 9 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 10 of in of be by in of of of of in of (1)of is it be 0,t=0 0,t=is a as 2)In 0, to /（ =/（ =t/（ t =k 1.1 ， ， t of of ， of of m is m=（ +t） /3; k is a In /（ 2=3/（ 2=3t/-（ t+） =k 0, in if , in be 11 to In 0， （ t+） 2,0. =0 . In = ，=0 t 0 t=0, 2 0 0, is in be it be in of 0， （ t+） ,0. 12 = =0 =,=0, in in =0, =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 0 tin of is in on 13 =2,=0;2,0. 0 tin of is in on . =2, =0; 2,0. of is in OL of of in OE of of (3) of is to of is of to be as 14 1)0, |, 2 in if is in is in of 0, |, =0,0,0, |, by of 0, is in If is , in is in of in is =0, 0, 0,|, 2- 0 0. in is or in of =0,0,0, |, .2 by of =0, 0, 0,0 + + 0,| + | of 0,| + | | 20 of in in to by on of is to be by or on in 5 on to of in to of 5 2