生產(chǎn)時(shí)間中所采用的沖壓成形工藝方法有很多,具有多種形式餓名稱(chēng),但塑性變形本質(zhì)是相同的。沖壓成形具有如下幾個(gè)非常突出的特點(diǎn)。
(1).垂直于板面方向的單位面積上的壓力,其數值不大便足以在板面方向上使 板材產(chǎn)生塑性變形。由于垂直于板面方向上的單位面積上壓力的素質(zhì)遠小于板面方向上的內應力,所以大多數的沖壓變形都可以近似地當作平面應力狀態(tài)來(lái)處理,使其變形力學(xué)的分析和工藝參數的計算大呢感工作都得到很大的簡(jiǎn)化。
(2).由于沖壓成形用的板材毛胚的相對厚度很小,在壓應力作用下的抗失穩能力也很差,所以在沒(méi)有抗失穩裝置(如壓邊圈等)的條件下,很難在自由狀態(tài)下順利地完成沖壓成形過(guò)程。因此,以拉應力作用為主的伸長(cháng)類(lèi)沖壓成形過(guò)程多于以壓應力作用為主的壓縮類(lèi)成形過(guò)程。
(3).沖壓成形時(shí),板材毛胚內應力的數值等于或小于材料的屈服應力。在這一點(diǎn)上,沖壓成形與體積成形的差別很大。因此,在沖壓成形時(shí)變形區應力狀態(tài)中的靜水壓力成分對成形極限與變形抗力的影響,已失去其在體積成形時(shí)的重要程度,有些情況下,甚至可以完全不予考慮,即使有必要考慮時(shí),其處理方法也不相同。
(4).在沖壓成形時(shí),模具對板材毛胚作用力所形成的約束作用較輕,不像體積成形(如模鍛)是靠與制件形狀完全相同的型腔對毛胚進(jìn)行全面接觸而實(shí)現的強制成形。在沖壓成形中,大多數情況下,板材毛胚都有某種程度的自由度,常常是只有一個(gè)表面與模具接觸,甚至有時(shí)存在板材兩側表面都有于模具接觸的變形部分。在這種情況下,這部分毛胚的變形是靠模具對其相鄰部分施加的外力實(shí)現其控制作用的。例如,球面和錐面零件成形時(shí)的懸空部分和管胚端部的卷邊成形都屬這種情況。
由于沖壓成形具有上述一些在變形與力學(xué)方面的特點(diǎn),致使沖壓技術(shù)也形成了一些與體積成形不同的特點(diǎn)。
由于不需要在板材毛的表面施加很大的單位壓力即可使其成形,所以在沖壓技術(shù)中關(guān)于模具強度與剛度的研究并不十分重要,相反卻發(fā)展了學(xué)多簡(jiǎn)易模具技術(shù)。由于相同原因,也促使靠氣體或液體壓力成形的工藝方法得以發(fā)展。
因沖壓成形時(shí)的平面應力狀態(tài)或更為單純的應變狀態(tài)(與體積成形相比),當前對沖壓成形匯中毛胚的變形與 力能參數方面的研究較為深入,有條件運用合理的科學(xué)方法進(jìn)行沖壓加工。借助于電子計算機與先進(jìn)的測試手段,在對板材性能與沖壓變形參數進(jìn)行實(shí)時(shí)測量與分析基礎上,實(shí)現沖壓過(guò)程智能化控制的研究工作也在開(kāi)展。
人們在對沖壓成形過(guò)程有離開(kāi)較為深入的了解后,已經(jīng)認識到?jīng)_壓成型與原材料有十分密切的關(guān)系。所以,對板材沖壓性能即成形性與形狀穩定性的研究,目前已成為沖壓技術(shù)的一個(gè)重要內容。對板材沖壓性能的研究工作不僅是沖壓技術(shù)發(fā)展的需要,而且也促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,為其提高板材的質(zhì)量提供了一個(gè)可靠的基礎與依據。