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冲裁模凸凹变形过程分析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:冲裁模主要工作部分是凸模和凹模,两者之间具有单面间隙c,板料置于凹模之上,凸模下降,不断切入材料,使材料发生变形,经由弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段而告终。

冲裁模凸凹变形过程分析

图2-2-5所示是冲裁变形过程示意图[1]。冲裁模主要工作部分是凸模和凹模,两者之间具有单面间隙c,板料置于凹模之上,凸模下降,不断切入材料,使材料发生变形,经由弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段而告终。

第一阶段:弹性变形阶段(见图2-2-5,Ⅰ)

由于凸模施加的压力尚小,材料产生弹性压缩且有穹弯,并略有挤入凹模洞口的现象。凹模洞口内材料略呈锅底形弯曲,凹模上部材料则向上翘。间隙越大,弯曲和上翘越严重。但材料内的应力未超过它的弹性极限,所以一旦压力去掉,仍可恢复原来形状。

第二阶段:塑性变形阶段(见图2-2-5,Ⅱ)

凸模压力继续增加,当材料内的应力超过屈服强度时便进入塑性变形阶段。与凸模端面边缘接触区b(见图2-2-1)产生压缩环带,同时,材料沿凸模运动方向,在凸模和凹模刃口侧面处产生塑性剪切,由于凸模与凹模之间存在间隙,同时还伴随纤维的弯曲和拉伸(显然,间隙越大,弯曲和拉伸也大)。随着塑性变形程度逐渐增大,变形区材料硬化加剧,冲裁变形力也相应增大。当抗剪面积减小到某瞬间,凸、凹模刃口附近的材料内应力达到抗剪强度时,便出现微裂纹,冲裁变形力达到最大值,塑性变形阶段结束。(www.xing528.com)

第三阶段:断裂阶段(见图2-2-5,Ⅲ、Ⅳ)

随着凸模切入材料深度增加,抗剪面积相应地逐渐变小,先后在凹模与凸模刃口侧面产生的裂纹沿着最大切应力方向向材料内层扩展,在间隙合理的情况下,上、下裂纹相互重合,材料随即分离。

图2-2-6所示为用视塑性法得出的冲裁变形区内的等效应变分布图[11]。该图说明:随着凸模行程的增加,变形区向板料的深度方向发展、扩大,变形程度亦相应增大,且凹模刃口附近变形大于凸模刃口附近的变形。板料的一部分相对另一部分产生塑性剪变位。力矩M将板料压向切刃的侧表面,故切刃相对于板料移动时,侧压力将表面压平,在切口表面上形成光亮带。光亮带的大小与塑性变形阶段持续时间相对应。

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