任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)內(nèi)容簡(jiǎn)介：本項(xiàng)目講述沖壓成形工藝基礎(chǔ)。涉及沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；常見(jiàn)沖壓設(shè)備及工作原理、選用原則；沖壓成形基本原理和規(guī)律；沖壓成形性能及常見(jiàn)沖壓材料；模具材料種類、性能、選用原則及熱處理方法；模具制造特點(diǎn)、模具零件加工方法及應(yīng)用等。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的與要求：1．掌握沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；2．了解沖壓成形性能與機(jī)械性能關(guān)系，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)沖壓材料；3．了解常見(jiàn)模具材料，掌握選用原則；4．認(rèn)識(shí)模具制造特點(diǎn)，掌握模具零件加工方法。

任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形基本概念、沖壓成形性能與機(jī)械性能關(guān)系、常見(jiàn)模具材料及選用、常用模具零件加工方法及應(yīng)用。重點(diǎn)：難點(diǎn)：沖壓成形基本規(guī)律、沖壓成形性能與機(jī)械性能關(guān)系、模具零件加工方法及應(yīng)用。塑性：表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性能力。

塑性指標(biāo)：衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標(biāo)為延伸率δ和斷面收縮率ψ。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)變形：彈性變形、塑性變形。金屬受外力作用產(chǎn)生塑性變形后不僅形狀和尺寸發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的組織和性能也將發(fā)生變化。一般會(huì)產(chǎn)生加工硬化或應(yīng)變剛現(xiàn)象：一、塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響金屬的機(jī)械性能，隨著變形程度的增加，強(qiáng)度和硬度逐漸增加，而塑性和韌性逐漸降低；任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)晶粒會(huì)沿變形方向伸長(zhǎng)排列形成纖維組織使材料產(chǎn)生各向異性；由于變形不均，會(huì)在材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，變形后作為殘余應(yīng)力保留在材料內(nèi)部。

1．點(diǎn)的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)為了全面、完整地描述變形區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的受力和變形情況。二、塑性力學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)力——正應(yīng)力、剪應(yīng)力任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)應(yīng)力狀態(tài)：主應(yīng)力狀態(tài)類似有應(yīng)變狀態(tài)的概念。一般認(rèn)為金屬材料在塑性變形時(shí)體積不變，因此主應(yīng)變狀態(tài)圖只有三種。通常是圍繞該點(diǎn)取出一個(gè)微小（正）六面體（即所謂單元體），用該單元體上三個(gè)相互垂直面上的九個(gè)應(yīng)力分量來(lái)表示。已知該九個(gè)應(yīng)力分量，則過(guò)此點(diǎn)任意切面上的應(yīng)力都可求得。

塑性變形可能出現(xiàn)九種主應(yīng)力狀態(tài)。點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)a）任意坐標(biāo)系

b）主軸坐標(biāo)系

任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)9種主應(yīng)力狀態(tài)圖任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)3種主應(yīng)變狀態(tài)圖任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)2．金屬的屈服條件任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)屈服——塑性狀態(tài)，主要取決于兩方面的因素：（1）在一定的變形條件（變形溫度和變形速度）下材料的物理機(jī)械性質(zhì)——轉(zhuǎn)變的根據(jù)；

（2）材料所處的應(yīng)力狀態(tài)——轉(zhuǎn)變的條件。單向應(yīng)力狀態(tài)：σ=σS

一般應(yīng)力狀態(tài)：σ1-σ3=βσS

3．金屬塑性變形時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系彈性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是線性的、可逆的，與加載歷史無(wú)關(guān)；任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)塑性變形階段：應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系則是非線性的、不可逆的，與加載歷史有關(guān)。金屬的應(yīng)力-應(yīng)變圖1-實(shí)際應(yīng)力曲線

2-假象應(yīng)力曲線

任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)（1）應(yīng)力分量與應(yīng)變分量符號(hào)不一定一致，即拉應(yīng)力不一定對(duì)應(yīng)拉應(yīng)變，壓應(yīng)力不一定對(duì)應(yīng)壓應(yīng)變；（2）某方向應(yīng)力為零其應(yīng)變不一定為零；（3）在任何一種應(yīng)力狀態(tài)下，應(yīng)力分量的大小與應(yīng)變分量的大小次序是相對(duì)應(yīng)的，即б1＞б2＞б3，則有ε1＞ε2＞ε3。（4）若有兩個(gè)應(yīng)力分量相等，則對(duì)應(yīng)的應(yīng)變分量也相等，即若б1＝б2，則有ε1＝ε2。幾點(diǎn)討論結(jié)論

1．硬化規(guī)律三、金屬塑性變形的一些基本規(guī)律加工硬化：任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)硬化曲線：σ=Aεn塑性降低，變形抗力提高。能提高變形均勻性。

實(shí)際應(yīng)力曲線或真實(shí)應(yīng)力曲線。表示硬化規(guī)律。這種變化規(guī)律可近似用指數(shù)曲線表示。

2．卸載彈性恢復(fù)規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)反載軟化曲線

3．體積不變條件金屬材料在塑性變形時(shí)，體積變化很小，可以忽略不計(jì)。任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)一般認(rèn)為金屬材料在塑性變形時(shí)體積不變，可證明滿足：ε1+ε2+ε3=0

4．最小阻力定律在塑性變形中，破壞了金屬的整體平衡而強(qiáng)制金屬流動(dòng)，當(dāng)金屬質(zhì)點(diǎn)有向幾個(gè)方向移動(dòng)的可能時(shí)，它向阻力最小的方向移動(dòng)。任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)在沖壓加工中，板料在變形過(guò)程中總是沿著阻力最小的方向發(fā)展。這就是塑性變形中的最小阻力定律。弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū)控制變形的趨向性：任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)措施：（1）材料本身的特性開(kāi)流和限流沖壓工序的性質(zhì)（2）板料的應(yīng)力狀態(tài)工藝參數(shù)模具結(jié)構(gòu)參數(shù)（如凸模、凹模工作部分的圓角半徑，摩擦和間隙等。

1．沖壓成形性能四、沖壓材料及其沖壓成形性能材料的沖壓成形性能：任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)材料的沖壓性能好成形極限高成形質(zhì)量好便于沖壓加工沖壓成形性能是一個(gè)綜合性的概念成形極限高成形質(zhì)量好材料對(duì)各種沖壓加工方法的適應(yīng)能力。沖壓加工的依據(jù)。

2．沖壓成形性能的試驗(yàn)方法間接試驗(yàn)和直接試驗(yàn)任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)3．板料的機(jī)械性能與沖壓成形性能的關(guān)系板料的強(qiáng)度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量的力就越大；塑性指標(biāo)越高，成形時(shí)所能承受的極限變形量就越大；剛度指標(biāo)越高，成形時(shí)抵抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。

不同沖壓工序?qū)Π辶系臋C(jī)械性能的具體要求有所不同。

4．沖壓材料（1）對(duì)沖壓材料的要求任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)b．對(duì)材料厚度公差的要求c．對(duì)表面質(zhì)量的要求a．對(duì)沖壓成形性能的要求（2）常用沖壓材料黑色金屬（FeCrMn）、有色金屬、非金屬材料硬化曲線任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)方板拉深試驗(yàn)——最小阻力定律試驗(yàn)任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)變形趨向性對(duì)沖壓工藝和影響任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)環(huán)形毛坯的變形趨向（ａ）變形前的模具與毛坯（ｂ）拉深（ｃ）翻邊（ｄ）脹形任務(wù)一：

沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓：五、沖壓與沖模概念任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)1.基本概念沖壓生產(chǎn)場(chǎng)景室溫下壓力機(jī)模具材料分離或塑性變形。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)加工對(duì)象：主要金屬板材加工依據(jù)：板材沖壓成形性能（主要是塑性）加工設(shè)備：主要是壓力機(jī)加工工藝裝備：沖壓模具沖壓模具：在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)合理的沖壓工藝先進(jìn)的模具高效的沖壓設(shè)備沖壓生產(chǎn)的三要素任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)特別強(qiáng)調(diào)：沖壓模具重要性沖模一種特殊工藝裝備。

沖模與沖壓件有“一模一樣”的關(guān)系。沖模沒(méi)有通用性。

沖模是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。

沖模的功能和作用、沖模設(shè)計(jì)與制造方法和手段，決定了沖模是技術(shù)密集、高附加值型產(chǎn)品。

任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖模設(shè)計(jì)與制造場(chǎng)景沖模設(shè)計(jì)沖模制造任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)多工位精密級(jí)進(jìn)模2．沖壓成形加工特點(diǎn)任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)低耗、高效、低成本

“一模一樣”、質(zhì)量穩(wěn)定、高一致性

可加工薄壁、復(fù)雜零件板材有良好的沖壓成形性能

模具成本高所以，沖壓成形適宜批量生產(chǎn)。

沖壓加工是制造業(yè)中最常用的一種材料成形加工方法。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品沖壓成形產(chǎn)品示例二——高科技產(chǎn)品任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖壓成形產(chǎn)品示例二——高科技產(chǎn)品汽車覆蓋件飛機(jī)蒙皮六、沖壓工序的分類任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)根據(jù)材料的變形特點(diǎn)分：分離工序：分離工序、成形工序沖壓成形時(shí)，變形材料內(nèi)部的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限σb，使材料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離，從而成形零件。分離工序主要有剪裁和沖裁等。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)成形工序：沖壓成形時(shí)，變形材料內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)屈服極限σs，但未達(dá)到強(qiáng)度極限σb，使材料產(chǎn)生塑性變形，從而成形零件。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊等。1.沖模的分類七、沖模沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模等。任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)（2）根據(jù)工序組合程度分類：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模、級(jí)進(jìn)模（1）根據(jù)工藝性質(zhì)分類：2.沖模組成零件任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)沖模通常由上、下模兩部分構(gòu)成。組成模具的零件主要有兩類：②結(jié)構(gòu)零件：①工藝零件：直接參與工藝過(guò)程的完成并和坯料有直接接觸，包括：工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和坯料有直接接觸，只對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括：?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等.沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)流程：八、沖模設(shè)計(jì)與制造的要求任務(wù)一：沖壓成形工藝基礎(chǔ)（沖壓）產(chǎn)品設(shè)計(jì)沖壓成形工藝設(shè)計(jì)沖壓模具設(shè)計(jì)沖模制造沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)相互影響相互關(guān)聯(lián)沖模設(shè)計(jì)與制造流程圖沖壓模具設(shè)計(jì)與制造包括沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與模具制造三大基本工作。沖壓工藝設(shè)計(jì)是沖模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和依據(jù)。沖模設(shè)計(jì)的目的是保證實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。