一、冲裁时材料分离过程可分为三个阶段:
<1>弹性变形阶段:冲头刚接触板料的初始阶段,发生弹性变形。
<2>塑料变形阶段:冲头下行压力增大,发生塑变直到出现微裂纹。
<3>断裂分离阶段:冲头继续下行,压力增大,微裂纹扩展。重合、断裂、冲裁力逐渐下降。
弹性变形阶段:冲裁力逐渐升高。
塑性变形阶段:冲裁力达到峰值。
阶段 | 特 点 | 断面特征 | |
第一阶段 | 板料在凸模压力作用下.首先产生弹性压缩、拉伸等变形,此时凸模略微挤入板料内,板料的另一面也略微挤入凹模刃口内,凸模端部下面的材料略有弯曲,凹模刃日上面的材料开始上翘,间隙越大,弯曲和上翘越严重,板料在凸、凹模刃口处形成初始塌角,这时材料内部应力尚未超过弹性极限,当外力去掉后材料能恢复原状。此阶段称为弹性变形阶段。 | 初始塌角 永久性塌角 | |
第二阶段 | 塑性变形、外力作用超出材料的强度极限,产生断裂纹。当凸模继续压入,压力增加,材料内部的应力也随之加大,在材料内的应力达到屈服极限时便开始进入塑性变形阶段。在这一阶段中随着凸模挤入材料的深度逐渐增加,材料的塑性变形程度也逐渐增大。由于刃日处间隙的存在,材料内部的拉应力及弯矩也都增大,使变形区材料硬化加剧,直到刃口附近的材料由于拉应力及应力集中的作用开始出现微裂纹,此时,冲裁变形力也达到最大值。微裂纹的出现说明材料开始破坏,塑性变形阶段也告结束。 | 产生与板料垂直的光亮带及初始毛刺。 | |
第三阶段 | 断裂分离阶段微裂纹不断向材料内扩展延伸,重合,材料断裂分离。凸模继续下降,已产生的上、下微裂纹不断扩大并向材料内部延伸,当上、下裂纹相遇重合时,断开始分离产生粗糙的断裂带,当凸模再往下降,将冲落部分挤出凹模洞口,至此,凸模回升完成整个冲裁过程。 | 产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺初拉长。 |
二、 普通冲裁件的断面特征:
<1>塌角带 由主单性变形阶段产生初始塌角,带动边塑性变形阶段。
<2>光亮带 产生于塑性变形阶段,断面较光洁平整,是质量最佳的一段。
<3>断裂带 撕裂造成的,表面粗糙而无光泽,并带有锥度。
<4>毛刺区 产生微裂时便产生毛刺。
三、 特征与材料(板料材料)塑性的关系:
断面质量受冲裁条件的不同而不同,如:刃口间隙,刃口形状,锋利程度,冲裁力、润滑条件,板料质量(表面质量),板料种类(性能)。
冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带,尺量减少断裂带区域的宽度。
材料塑性愈好,光亮带愈大,断裂带愈小,同时,圆角毛刺亦增大。
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