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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
邵國(guó)專
學(xué) 號(hào)
0312225
指導(dǎo)教師
趙長(zhǎng)海
選題情況
課題名稱
空調(diào)墊片沖壓模具設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
無(wú)
開題報(bào)告
有
無(wú)
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績(jī)?cè)u(píng)定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生姓名: 邵國(guó)專 學(xué) 號(hào): 0312225
設(shè)計(jì)(論文)題目： 空調(diào)墊片沖壓模具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2006年 3月20 日~ 5 月 15日
指 導(dǎo) 教 師: 趙長(zhǎng)海
發(fā)任務(wù)書日期: 2006 年 3 月 20日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)，請(qǐng)規(guī)范化填寫；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的：
本課題來(lái)至于工廠實(shí)際生產(chǎn)。
通過(guò)與實(shí)踐相結(jié)合鞏固平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)，提高模具設(shè)計(jì)水平。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
名稱：空調(diào)墊片 材料：10鋼 料厚：2.1mm 批量：大批量
技術(shù)要求：沖裁件內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度為IT12~IT13。孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.6mm。
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
材料工程系
模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文
設(shè)計(jì)/論文題目： 空調(diào)墊片沖壓模具設(shè)計(jì)
班 級(jí)： 模具032班
姓 名： 邵國(guó)專
指導(dǎo)老師： 趙長(zhǎng)海
完成時(shí)間： 2006.5.10
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)
畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)
指導(dǎo)老師認(rèn)定成績(jī)
小組答辯成績(jī)
答辯成績(jī)
指導(dǎo)老師簽字
答辯委員會(huì)簽字
答辯委員會(huì)主任簽字
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文任務(wù)書
題目：空調(diào)墊片沖壓模具設(shè)計(jì)
內(nèi)容：（1）沖壓件的工藝性分析和工藝方案的確定
（2）主要設(shè)計(jì)計(jì)算
（3）主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（4）模具總體設(shè)計(jì)
（5）模具總裝圖和模具零件加工工藝
（6）模具的裝配
原始資料：
名稱：空調(diào)墊片 材料：10鋼 料厚：2.1mm 批量：大批量
插圖清單
圖1. 零件圖……………………………………………………………………………1
圖2. 排樣圖（直排）…………………………………………………………………3
圖3. 排樣圖（直對(duì)排）………………………………………………………………4
圖4. 凹模型口圖………………………………………………………………………6
圖5. 沖孔凸模…………………………………………………………………………12
圖6. 落料凸?！?3
圖7. 凹?！?4
圖8. 導(dǎo)正銷……………………………………………………………………………15
表格清單
表1. 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算………………………………………………………5
表2. 壓力中心數(shù)據(jù)表…………………………………………………………………6
表3. 工作零件刃口尺寸數(shù)據(jù)表………………………………………………………8
表4. 橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………10
附：設(shè)計(jì)中涉及的有關(guān)數(shù)據(jù)表格。
表1 10鋼的力學(xué)性能（已退火）
牌號(hào)
力學(xué)性能
10鋼
抗剪強(qiáng)度
/MPa
抗拉強(qiáng)度
/MPa
屈服點(diǎn)
/MPa
伸長(zhǎng)率
/%
彈性模量
10-3E/MPa
255～333
294～432
206
29
194
表2 最小搭邊值
材料厚度t
工件間a1
側(cè)面a
2.0～2.5
2.2
2.5
表3 沖孔凸，凹模的制造偏差
基本偏差
凸模偏差
凹模偏差
>18～30
0.020
0.025
表4 卸料力，推件力系數(shù)
材料t/mm
卸料力系數(shù)KX
推件力KT
鋼
>0.5～2.5
0.04～0.05
0.55
表5 沖裁初始雙面見許值 Z（mm）
材料厚度 t
10鋼
Zmin
Zmax
2.1
0.260
0.380
表6 導(dǎo)料板厚度H
簡(jiǎn)圖
材料厚度t
擋料銷高度h
導(dǎo)料板厚度H（自動(dòng)擋料銷）
2～3
4
6～8
表7 導(dǎo)正銷直徑與沖孔凸模直徑的差值a
材料厚度t
沖孔凸模直徑dT
>1.5～3
>24～32
0.12
表8 彈壓卸料板與凸模間隙值
材料厚度t
<0.5
0.5～1
>1
單邊間隙Z
0.05
0.1
0.15
表9 凹模厚度系數(shù)k
b
材料厚度t
材料厚度t
材料厚度t
1
>1~3
>3~6
>100~200
0.15~0.20
0.18~0.22
0.22~0.30
表10 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Cmin
材料厚度t
無(wú)側(cè)壓裝置
條料寬度B
100以下
100~200
200~300
1~2
0.5
1
1
2~3
0.5
1
1
注：在此只列出模具零件尺寸需要計(jì)算的表格，其他標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)選取的表格不再列出。
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文說(shuō)明書目錄
1. 沖壓件工藝性分析…………………………………………………………… 1
2. 沖壓工藝方案的確定………………………………………………………… 2
3. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………… 3
3.1 排樣方式的確定及其計(jì)算……………………………………………… 3
3.2 沖壓力的計(jì)算…………………………………………………………… 4
3.3 壓力中心的確定及其相關(guān)計(jì)算………………………………………… 5
3.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算………………………………………………… 7
3.5 卸料橡膠的計(jì)算………………………………………………………… 9
4. 模具總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 11
5. 主要零部件設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 12
5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………… 12
5.1.1 沖孔凸?！?12
5.1.2 落料凸?！?13
5.1.3 凹模…………………………………………………………………… 13
5.2 定位零件的選擇…………………………………………………………… 14
5.3 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 15
5.4 卸料部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 15
5.4.1 卸料板的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 15
5.4.2 卸料螺釘?shù)倪x用……………………………………………………… 16
5.5 模架及其他零部件設(shè)計(jì)…………………………………………………… 16
5.6 其他零部件的選擇………………………………………………………… 16
6. 模具總裝圖…………………………………………………………………… 18
7．沖壓設(shè)備的選定……………………………………………………………… 19
8. 模具零件加工工藝………………………………………………………………20
9. 模具的裝配………………………………………………………………………21
10.設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………24
致謝…………………………………………………………………………………25
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………26
（畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文題目）
摘要
本課題是設(shè)計(jì)生產(chǎn)空調(diào)墊片的模具，設(shè)計(jì)中采用級(jí)進(jìn)模，根據(jù)始用擋料銷先沖Φ26孔，然后利用此孔作為落料時(shí)的導(dǎo)正孔，模具工作時(shí)先由活動(dòng)擋料銷粗定距，再由導(dǎo)正銷精定距，這樣保證了零件的精度，使制件的質(zhì)量得到了保證。通過(guò)排樣設(shè)計(jì)，該模具的材料利用率達(dá)到了85.4%，材料的利用率高，提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)模具采用下出件方式，提高了工作效率。通過(guò)對(duì)該模具沖壓設(shè)備的校核，所選的沖壓設(shè)備比較普遍，且該模具的制造難度也較底，所以模具容易得到普遍應(yīng)用。
但是由于設(shè)計(jì)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的局限，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，比如模具工作零件材料的價(jià)格較高，模具的制造成本較高，而且級(jí)進(jìn)模的導(dǎo)向精度要求較高，在工作過(guò)程中不易得到保證。
通過(guò)努力，這次畢業(yè)設(shè)成功的設(shè)計(jì)了空調(diào)墊片級(jí)進(jìn)模。
關(guān)鍵詞：空調(diào)墊片、始用擋料銷、精定距
（畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文英文題目）
Abstract
This topic is designs the production air conditioning filling piece the mold, In the design uses the level to enter the mold, With keeps off the material according to the beginning to sell first the punch holes，Then uses this achievement to fall time the material to lead the hole, The mold works when keeps off the material by the activity to sell first basically decides the distance,Again by leads is selling fine decides the distance,Like this has guaranteed the components precision,Enable the workpiece the quality to obtain the guarantee. Through row of type design,This mold material use factor has achieved 85.4%,The material use factor is high,Enhanced the economic efficiency,Under at the same time the mold selects a method,Enhanced the working efficiency. Through to this mold ramming equipment examination,Elects the ramming equipment quite is common,Also this mold manufacture difficulty also compares the bottom, Therefore the mold is easy to obtain the universal application.
But as a result of design level and experience limitation,In the design appears the mistake unavoidably,For instance the mold work components material price is high, The mold production cost is high,Moreover the level enters the mold the guidance precision request to be high,Is not easy in the work process to obtain the guarantee.
Through diligently,This graduation supposed the successful design air conditioning filling piece level to enter the mold.
Key word: The air conditioning filling piece, the beginning with keep off the material to sell fine, decides the distance
緒論
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)三年學(xué)習(xí)生涯的一次總結(jié)，三年學(xué)習(xí)中所學(xué)到的知識(shí)如：機(jī)械制圖、公差技術(shù)與配合、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具制造技術(shù)、沖壓模具設(shè)計(jì)與制造，塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)等都在這次設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。鞏固了所學(xué)的知識(shí)，也進(jìn)一步加深了對(duì)模具的認(rèn)識(shí)，使自己的理論知識(shí)得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)做到認(rèn)真，仔細(xì)，做好每一個(gè)步驟，每一個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)，公式等的出處都要有據(jù)可查，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是空調(diào)墊片級(jí)進(jìn)模，該模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，容易加工，精度容易得到保證，級(jí)進(jìn)模的重點(diǎn)在于如何精確定位。
該設(shè)計(jì)要先對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝性分析，以確定它的沖裁工藝性和生產(chǎn)批量等。然后進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)，確保更好的利用材料，提高經(jīng)濟(jì)利益。再計(jì)算出沖壓力，壓力中心，模具工作刃口尺寸，橡膠尺寸設(shè)計(jì)等，通過(guò)模具總體設(shè)計(jì)和主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以畫出裝配圖，校核所選壓力機(jī)的可用性，確定模具主要零件的加工工藝等。通過(guò)以上設(shè)計(jì)，使我掌握了模具設(shè)計(jì)的大體步驟，為以后的工作，學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。
模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。
利用模具成型零件的方法,實(shí)質(zhì)上是一種少切削、無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法,采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝,可以提高生產(chǎn)效率,保證零件的質(zhì)量,節(jié)約材料,降低成本,從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，模具成型方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機(jī)械、電子、輕工、交通和國(guó)防工業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。例如70%以上的汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表零件，80%以上的塑料制品，70%以上的日用五金及耐用消費(fèi)品零件，都采用模具成型的方法來(lái)生產(chǎn)。由此可見，；利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)保證制件質(zhì)量，縮短試制周期，進(jìn)而爭(zhēng)先占領(lǐng)市場(chǎng)，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義。因此德國(guó)把模具成為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”，美國(guó)把模具成為“美國(guó)工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說(shuō)成是“促進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”，把模具工業(yè)視為“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”。
由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工業(yè)工藝在各個(gè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，是模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說(shuō)明在國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過(guò)程中，在各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)世界市場(chǎng)進(jìn)行激烈的爭(zhēng)奪中，愈來(lái)愈多地采用模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，模具工業(yè)明顯地成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)力發(fā)展的關(guān)鍵。
從我國(guó)的情況來(lái)看，不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不去，新產(chǎn)品開發(fā)不出來(lái)，老產(chǎn)品更新速度太慢，能源消耗指標(biāo)高，材料消耗量大，這些都與我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)落后，沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)大的、先進(jìn)的模具工業(yè)密切相關(guān)。
因此，要使國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門或得高速發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義的現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應(yīng)用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來(lái)的。19世紀(jì)，隨著軍火工業(yè)、鐘表工業(yè)、無(wú)線電工業(yè)的發(fā)展，模具開始得到廣泛使用。第二次世界大站后，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器、車、電子儀器、照相機(jī)、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當(dāng)時(shí)美國(guó)的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士的精沖、德國(guó)的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對(duì)塑性加工的研究也處于世界先進(jìn)行列。20世紀(jì)50年代中期以前，模具設(shè)計(jì)多憑經(jīng)驗(yàn)，參考已經(jīng)有圖紙和感性認(rèn)識(shí)，根據(jù)用戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對(duì)所設(shè)計(jì)模具零件的機(jī)械性能缺乏了解。從1955年到1965年，人們通過(guò)對(duì)模具主要零件的機(jī)械性能和受力狀況進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，對(duì)金屬塑性加工工藝及原理進(jìn)行深入討論，使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在此期間歸納出的模具設(shè)計(jì)原則，使得壓力機(jī)械、沖裁材料、加工方法、模具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動(dòng)化裝置等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没较蛲七M(jìn)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能自動(dòng)模具。其代表是五十多個(gè)工位的級(jí)進(jìn)模和十幾個(gè)工位傳遞模。在此期間，日本以“模具加工精度進(jìn)微米級(jí)”而站 了世界工業(yè)的最先列。從20世紀(jì)70年代中期至今，計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入模具生產(chǎn)設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，顯著的提高了模具工業(yè)的水平。
我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展到今天經(jīng)歷了一個(gè)艱辛的歷程。
我國(guó)模具工業(yè)是19世紀(jì)末20世紀(jì)初隨軍火和鐘表業(yè)引進(jìn)的壓力機(jī)發(fā)展起來(lái)的。從那時(shí)到20世紀(jì)50年代初，模具多采用作坊式生產(chǎn)，憑工人經(jīng)驗(yàn)，用簡(jiǎn)單的加工手段制造。在以后的幾十年中，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模發(fā)展，模具工業(yè)進(jìn)步很快。當(dāng)時(shí)我國(guó)大量引進(jìn)蘇聯(lián)的圖紙、設(shè)備和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，其水平不低于當(dāng)時(shí)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。此后直到20世紀(jì)70年代末，由于錯(cuò)過(guò)了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大浪潮，我國(guó)模具業(yè)沒(méi)有跟上世界發(fā)展的步伐。20世紀(jì)80年代末，伴隨家電、輕工、汽車生產(chǎn)線模具的大量進(jìn)口和模具國(guó)產(chǎn)化的呼聲日益高漲，我國(guó)先后引進(jìn)了一批現(xiàn)代化模具加工機(jī)床。在此基礎(chǔ)上，參照以后的進(jìn)口模具，我國(guó)成功地復(fù)制了一批替代品。如汽車覆蓋件模具等。模具的國(guó)產(chǎn)化雖然使我國(guó)模具制造水平逐漸趕上了國(guó)際先進(jìn)水平，但計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面仍然存在很大的差距。
我國(guó)模具工業(yè)起步晚，基礎(chǔ)差，就總量來(lái)看，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。為了進(jìn)一步振興模具工業(yè)，國(guó)家有關(guān)部門進(jìn)一步部署。相信在政府的大力支持下，通過(guò)本行業(yè)和相關(guān)行業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力，我國(guó)模具工業(yè)水平必將大大提高，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。
【中文4900字】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(yīng)用最廣。變形工序是使坯 料的一部分相對(duì)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(yīng)的塑性 變形，所以變形區(qū)的應(yīng)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(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)進(jìn)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(gè)類型并進(jìn)行系統(tǒng)化的研究。
絕大多數(shù)沖壓成形時(shí)毛坯變形區(qū)均處于平面應(yīng)力狀態(tài)。通常認(rèn)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(rèn)為垂直于 板面方向的應(yīng)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(gè)主應(yīng)力。由于板厚較小，通常都近似地認(rèn)為這兩個(gè)主應(yīng)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(diǎn)，在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標(biāo)系中(沖壓應(yīng)力圖)與相應(yīng)的兩 向應(yīng)變坐標(biāo)系中(沖壓應(yīng)變圖)以應(yīng)力與應(yīng)變坐標(biāo)決定的位置來(lái)表示。也就是說(shuō)， 沖壓應(yīng)力圖與沖壓應(yīng)變圖中的不同位置都代表著不同的受力情況與變形特點(diǎn) (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力作用時(shí)，可以分為兩種情況：即σ γ >σ >0σ t=0 和σ θ >σ γ >0，σ t=0。再這兩種情況下，絕對(duì)值最大的應(yīng)力都是拉應(yīng)力。以下 對(duì)這兩種情況進(jìn)行分析。
1)當(dāng)σ γ >σ θ >0 且σ t =0 時(shí)，安全量理論可以寫出如下應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系式：
(1-1) ε γ /（σ γ -σ m）=ε θ /（σ θ -σ m）=ε t/（σ t -σ m）=k
式中 ε γ ，ε θ ，ε t——分別是軸對(duì)稱沖壓成形時(shí)的徑向主應(yīng)變、切向主應(yīng)變 和厚度方向上的主應(yīng)變；
σ γ ，σ θ ，σ t——分別是軸對(duì)稱沖壓成形時(shí)的徑向主應(yīng)力、切向主應(yīng)力和厚度 方向上的主應(yīng)力；
σ m——平均應(yīng)力，σ m=（σ γ +σ θ +σ t）/3；
k——常數(shù)。在平面應(yīng)力狀態(tài)，式（1—1）具有如下形式：
3ε γ /（2σ γ -σ θ ）=3ε θ /（2σ θ -σ t）=3ε t/[-（σ t+σ θ ）]=k （1—2） 因?yàn)棣?γ >σ θ >0，所以必定有 2σ γ -σ θ >0 與ε θ >0。這個(gè)結(jié)果表明：在兩向
拉應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，如果絕對(duì)值最大拉應(yīng)力是σ γ ，則在這個(gè)方向上的主 應(yīng)變一定是正應(yīng)變，即是伸長(zhǎng)變形。
又因?yàn)棣?γ >σ θ >0，所以必定有-（σ t+σ θ ）<0 與ε t<0，即在板料厚度方 向上的應(yīng)變是負(fù)的，即為壓縮變形，厚度變薄。
在σ θ 方向上的變形取決于σ γ 與σ θ 的數(shù)值：當(dāng)σ γ =2σ θ 時(shí)，ε θ =0；當(dāng)σ γ >2
σ θ 時(shí)，ε θ <0；當(dāng) σ γ <2σ θ 時(shí)，ε θ >0。
σ θ 的變化范圍是 σ γ >=σ θ >=0 。在雙向等拉力狀態(tài)時(shí)，σ γ =σ θ ，有 式（1—2）得 ε γ =ε θ >0 及 ε t <0 ；在受單向拉應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，σ θ =0，有 式（2—2）可得，ε θ =-ε γ /2。
根據(jù)上面的分析可知，這種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 AON 范圍內(nèi)（見 圖 1—1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 GOH 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
(1)當(dāng)σ θ >σ γ >0 且σ t=0 時(shí)，有式（1—2）可知：因?yàn)棣?θ >σ γ >0，所以 1）定有 2σ θ >σ γ >0 與ε θ >0。這個(gè)結(jié)果表明：對(duì)于兩向拉應(yīng)力的平面應(yīng)力狀
態(tài)，當(dāng)σ θ 的絕對(duì)值最大時(shí)，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)正的，即一定是 伸長(zhǎng)變形。
又因?yàn)棣?γ >σ θ >0，所以必定有-（σ t+σ θ ）<0 與ε t<0，即在板料厚度方 向上的應(yīng)變是負(fù)的，即為壓縮變形，厚度變薄。
在σ θ 方向上的變形取決于σ γ 與σ θ 的數(shù)值：當(dāng)σ θ =2σ γ 時(shí)，ε γ 0；當(dāng)σ θ >
σ γ ，ε γ <0；當(dāng) σ θ <2σ γ 時(shí)，ε γ >0。
σ γ 的變化范圍是 σ θ >= σ γ >=0 。當(dāng)σ γ =σ θ 時(shí)，ε γ =ε θ >0，也就是 在雙向等拉力狀態(tài)下，在兩個(gè)拉應(yīng)力方向上產(chǎn)生數(shù)值相同的伸長(zhǎng)變形；在受單 向拉應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，當(dāng)σ γ =0 時(shí)，ε γ =-ε θ /2，也就是說(shuō)，在受單向拉應(yīng)力狀態(tài) 下其變形性質(zhì)與一般的簡(jiǎn)單拉伸是完全一樣的。
這種變形與受力情況，處于沖壓應(yīng)變圖中的 AOC 范圍內(nèi)（見圖 1—1）；而 在沖壓應(yīng)力圖中則處于 AOH 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
上述兩種沖壓情況，僅在最大應(yīng)力的方向上不同，而兩個(gè)應(yīng)力的性質(zhì)以及 它們引起的變形都是一樣的。因此，對(duì)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(yīng)力的作用，這種變形也分兩種情況分析，即
o γ <σ θ <
σ t=0 和σ θ <σ γ <0，σ t=0。
1）當(dāng)σ γ <σ θ <0 且σ t=0 時(shí)，有式（1—2）可知：因?yàn)棣? γ <σ θ <0，一定有
2σ γ -σ θ <0 與ε γ <0。這個(gè)結(jié)果表明：在兩向壓應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，如果
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絕對(duì)值最大拉應(yīng)力是σ γ <0，則在這個(gè)方向上的主應(yīng)變一定是負(fù)應(yīng)變，即是壓 縮變形。
又因?yàn)棣? γ <σ θ <0，所以必定有-（σ t+σ θ ）>0 與ε t>0，即在板料厚度方 向上的應(yīng)變是正的，板料增厚。
在σ θ 方向上的變形取決于σ γ 與σ θ 的數(shù)值：當(dāng)σ γ =2σ θ 時(shí)，ε θ =0；當(dāng)σ γ >2
σ θ 時(shí)，ε θ <0；當(dāng) σ γ <2σ θ 時(shí)，ε θ >0。
這時(shí)σ θ 的變化范圍是 σ γ 與 0 之間 。當(dāng)σ γ =σ θ 時(shí)，是雙向等壓力狀態(tài) 時(shí)，故有 ε γ =ε θ <0；當(dāng)σ θ =0 時(shí)，是受單向壓應(yīng)力狀態(tài)，所以ε θ =-ε γ /2。 這種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 EOG 范圍內(nèi)（見圖 1—1）；而在沖壓應(yīng)力圖 中則處于 COD 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
2) 當(dāng)σ θ <σ γ <0 且σ t=0 時(shí)，有式（1—2）可知：因?yàn)棣? θ <σ γ <0，所以 一定有 2σ θ σ γ <0 與ε θ <0。這個(gè)結(jié)果表明：對(duì)于兩向壓應(yīng)力的平面應(yīng)力狀 態(tài)，如果絕對(duì)值最大是σ θ ，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)負(fù)的，即一定是壓 縮變形。
又因?yàn)棣? γ <σ θ <0，所以必定有-（σ t+σ θ ）>0 與ε t>0，即在板料厚度方 向上的應(yīng)變是正的，即為壓縮變形，板厚增大。
在σ θ 方向上的變形取決于σ γ 與σ θ 的數(shù)值：當(dāng)σ θ =2σ γ 時(shí)，ε γ =0；當(dāng)σ θ >2
σ γ ，ε γ <0；當(dāng) σ θ <2σ γ 時(shí)，ε γ >0。
這時(shí)，σ γ 的數(shù)值只能在σ θ <= σ γ <=0 之間變化。當(dāng)σ γ =σ θ 時(shí)，是雙向 等壓力狀態(tài)，所以ε γ =ε θ <0；當(dāng)σ γ =0 時(shí)，是受單向壓應(yīng)力狀態(tài)，所以有ε γ
=-ε θ /2>0。這種變形與受力情況，處于沖壓應(yīng)變圖中的 GOL 范圍內(nèi)（見圖 1
—1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 DOE 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
(1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩個(gè)異號(hào)應(yīng)力的作用，而且拉應(yīng)力的絕對(duì)值大于壓應(yīng) 力的絕對(duì)
值。這種變形共有兩種情況，分別作如下分析。
1）當(dāng)σ γ >0，σ θ <0 及|σ γ |>|σ θ |時(shí)，由式（1—2）可知：因?yàn)棣?γ >0，σ θ
<0 及|σ γ |>|σ θ |，所以一定有 2σ γ -σ θ >0 及ε γ >0。這個(gè)結(jié)果表明：在異號(hào)的 平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，如果絕對(duì)值最大應(yīng)力是拉應(yīng)力，則在這個(gè)絕對(duì)值最大的拉應(yīng) 力方向上應(yīng)變一定是正應(yīng)變，即是伸長(zhǎng)變形。
又因?yàn)棣?γ >0，σ θ <0 及|σ γ |>|σ θ |，所以必定有ε θ <0，即在板料厚度方向 上的應(yīng)變是負(fù)的，是壓縮變形。
這時(shí)σ θ 的變化范圍只能在σ θ =-σ γ 與σ θ =0 的范圍內(nèi) 。當(dāng)σ θ =-σ γ 時(shí)，
ε γ >0ε θ <0 且|ε γ |=|ε θ |；當(dāng)σ θ =0 時(shí)，ε γ >0，ε θ <0，而且ε θ =-ε γ /2，這是
受單向拉的應(yīng)力狀態(tài)。這種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 MON 范圍內(nèi)（見圖
1—1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 FOG 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
2）當(dāng)σ θ >0，σ γ <0，σ t=0 及|σ θ |>|σ γ |時(shí)，由式（1—2）可知：用與前 項(xiàng)相同的方法分析可得ε θ >0。即在異號(hào)應(yīng)力作用的平面應(yīng)力狀態(tài)下，如果絕 對(duì)值最大應(yīng)力是拉應(yīng)力σ θ ，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變是正的，是伸長(zhǎng)變形；而在 壓應(yīng)力σ γ 方向上的應(yīng)變是負(fù)的（ε γ <=0），是壓縮變形。
這時(shí)σ γ 的變化范圍只能在σ γ =-σ θ 與σ γ =0 的范圍內(nèi) 。當(dāng)σ γ =-σ θ 時(shí)， ε θ >0，ε γ <0 且|ε γ |=|ε θ |；當(dāng)σ γ =0 時(shí)，ε θ >0，ε γ <0，而且ε γ =-ε θ /2。 這種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 COD 范圍內(nèi)（見圖 1—1）；而在沖壓應(yīng)力圖 中則處于 AOB 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
雖然這兩種情況的表示方法不同，但從變形的本質(zhì)看是一樣的。
(1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩個(gè)方向上的異號(hào)應(yīng)力的作用，而且壓應(yīng)力的絕對(duì)值 大于拉應(yīng)力
的絕對(duì)值。以下對(duì)這種變形的兩種情況分別進(jìn)行分析。
1）當(dāng)σ γ >0，σ θ <0 而且|σ θ |>|σ γ |時(shí)，由式（1—2）可知：因?yàn)棣? γ >0， σ θ <0 及|σ θ |>|σ γ |，所以一定有 2σ θ - σ γ <0 及ε θ <0。這個(gè)結(jié)果表明：在異 號(hào)的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，如果絕對(duì)值最大應(yīng)力是壓應(yīng)力σ θ ，則在這個(gè)方向上應(yīng)變 是負(fù)的，即是壓縮變形。
又因?yàn)棣?γ >0，σ θ <0，必定有 2σ γ - σ θ <0 及ε γ >0，即在拉應(yīng)力方向上 的應(yīng)變是正的，是伸長(zhǎng)變形。
這時(shí)σ γ 的變化范圍只能在σ γ =-σ θ 與σ γ =0 的范圍內(nèi) 。當(dāng)σ γ =-σ θ 時(shí)， ε γ >0ε θ <0 且ε γ =-ε θ ；當(dāng)σ γ =0 時(shí)，ε γ >0，ε θ <0，而且ε γ =-ε θ /2。這種 變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 DOF 范圍內(nèi)（見圖 1—1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則 處于 BOC 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
2）當(dāng)σ θ >0，σ γ <0，σ t=0 及|σ γ |>|σ θ |時(shí)，由式（1—2）可知：用與前 項(xiàng)相同的方法分析可得ε γ <σ γ 0。即在異號(hào)應(yīng)力作用的平面應(yīng)力狀態(tài)下，如果 絕對(duì)值最大應(yīng)力是壓應(yīng)力σ γ ，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變是負(fù)的，是壓縮變形；而 在拉應(yīng)力σ θ 方向上的應(yīng)變是正的，是伸長(zhǎng)變形。
這時(shí)σ θ 的數(shù)值只能介于σ θ =-σ γ 與σ θ =0 的范圍內(nèi) 。當(dāng)σ θ =-σ γ 時(shí)，ε
θ >0，ε γ <0 且ε θ =-ε γ ；當(dāng)σ θ =0 時(shí)，ε θ >0，ε γ <0，而且ε θ =-ε γ /2。這 種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 DOE 范圍內(nèi)（見圖 1—1）；而在沖壓應(yīng)力圖中 則處于 BOC 范圍內(nèi)（見圖 1—2）。
這四種變形與相應(yīng)的沖壓成形方法之間是相對(duì)的，它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，
用文字標(biāo)注在圖 1—1 與圖 1—2 上。
上述分析的四種變形情況，相當(dāng)于所有的平面應(yīng)力狀態(tài)，也就是說(shuō)這四種 變形情況可以把全部的沖壓變形毫無(wú)遺漏地概括為兩大類別，即伸長(zhǎng)類與壓縮 類。
當(dāng)作用于沖壓毛坯變形區(qū)內(nèi)的拉應(yīng)力的絕對(duì)值最大時(shí)，在這個(gè)方向上的變 形一定是伸長(zhǎng)變形，稱這種變形為伸長(zhǎng)類變形。根據(jù)上述分析，伸長(zhǎng)類變形在 沖壓應(yīng)變圖中占有五個(gè)區(qū)間，即 MON、AON、AOB、BOC 及 COD；而在沖 壓應(yīng)力圖中則占有四個(gè)區(qū)間 FOG、GOH、AOH 及 AOB。
當(dāng)作用于沖壓毛坯變形區(qū)內(nèi)的壓應(yīng)力的絕對(duì)值最大時(shí)，在這個(gè)方向上的變 形一定是壓縮變形，稱這種變形為壓縮類變形。根據(jù)上述分析，壓縮類變形在 沖壓應(yīng)變圖中占有五個(gè)區(qū)間，即 LOM、HOL、GOH、FOG 與 DOF；而在沖壓 應(yīng)力圖中則占有四個(gè)區(qū)間 EOF、DOE、COD、BOC。
MD 與 FB 分別是沖壓應(yīng)變圖與沖壓應(yīng)力圖中兩類變形的分界線。分界線 的右上方是伸長(zhǎng)類變形，而分界線的左下方是壓縮變形。
由于塑性變形過(guò)程中材料所受的應(yīng)力和由此應(yīng)力所引起的應(yīng)變之間存在著 相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以沖壓應(yīng)力圖與沖壓應(yīng)變圖也一定存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
每一個(gè)沖壓變形都可以在沖壓應(yīng)力圖上和沖壓應(yīng)變圖上找到它固定的位置。根
據(jù)沖壓毛坯變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)或變形情況，利用沖壓變形圖或沖壓應(yīng)力圖中 的分界線（MD 或 FB）就可以容易地判斷該沖壓變形的性質(zhì)與特點(diǎn)。
概括以上分析結(jié)果，把各種應(yīng)力狀態(tài)在沖壓應(yīng)變圖和沖壓應(yīng)力圖中所處的 位置以及兩個(gè)圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系列于表 1—1。從表 1—1 中的關(guān)系可知，沖壓應(yīng)力
圖與沖壓應(yīng)變圖中各區(qū)間所處的幾何位置并不一樣，但它們?cè)趦蓚€(gè)圖中的順序 是相同的。最重要是一點(diǎn)是：伸長(zhǎng)類與壓縮類變形的分界線，在兩個(gè)圖里都是
與坐標(biāo)軸成 45°角的一條斜線。表 1—2 中列出了伸長(zhǎng)類變形與壓縮類變形在 沖壓成形工藝方面的特點(diǎn)。
從表 1—2 可以清楚地看出，由于每一類別的沖壓成形方法，其毛坯變形區(qū)
的受力與變形特點(diǎn)相同，而與變形有關(guān)的一些規(guī)律也都是一樣的，所以有可能 在對(duì)各種具體的沖壓成形方法進(jìn)行研究之外，開展綜合性的體系化研究工作。 體系化研究方法的特點(diǎn)是對(duì)每一類別沖壓成形方法的共性規(guī)律進(jìn)行研究工作， 體系化研究的結(jié)果對(duì)每一個(gè)屬于該類別的成形方法都是適用的。這種體系化的 研究工作，在板材沖壓性能、沖壓成形極限等方面，已有一定程度的開展。應(yīng) 用體系化方法研究沖壓成形極限的內(nèi)容可用圖 1—3 予以說(shuō)明。
表 1—1 沖壓應(yīng)力狀態(tài)與沖壓變形狀態(tài)的對(duì)照
應(yīng)力狀態(tài)
沖壓應(yīng)變 圖中位置
沖壓應(yīng)變 圖中位置
在絕對(duì)值最大
的應(yīng)力方向上
變形 類別
應(yīng)力 應(yīng)變
雙向受拉
o θ >0,σ γ >0
o γ > σ
θ
AON
GOH
+ +
伸長(zhǎng)類
o θ >σ γ
AOC
AOH
+ +
伸長(zhǎng)類
雙向受壓
o θ <0,σ γ <0
o γ < σ
θ
EOG
COD
— —
壓縮類
o θ <σ γ
GOL
DOE
— —
壓縮類
異號(hào)應(yīng)力
o γ >0,σ θ <0
|σ γ |>|σ
θ |
MON
FOG
+ +
伸長(zhǎng)類
|σ θ |>|σ
γ |
LOM
EOF
— —
壓縮類
異號(hào)應(yīng)力
o θ >0,σ γ <0
|σ θ |>|σ
γ |
COD
AOB
+ +
伸長(zhǎng)類
|σ γ |> |σ
θ |
DOE
BOC
— —
壓縮類
表 1—2 伸長(zhǎng)類成形與壓縮類成形的對(duì)比
項(xiàng)目
伸長(zhǎng)類成形
壓縮類成形
變形區(qū)質(zhì)量問(wèn)題的表
現(xiàn)形式
變形程度過(guò)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(wú)關(guān)
2．可用伸長(zhǎng)率及成形極
限 DLF 判斷
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(guān)
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(xué)關(guān)系
3．采用防起皺措施
+ε γ
+σ γ
-σ θ
θ +σ
擴(kuò)口
-ε γ
-σ γ
圖 1—3 沖壓應(yīng)變圖
圖 1—3 體系化研究方法舉例
Categories of stamping forming
Many deformation processes can be done by stamping, the basic processes of the stamping can be divided into two kinds: cutting and forming.
Cutting is a shearing process that one part of the blank is cut form the other .It mainly includes blanking, punching, trimming, parting and shaving, where punching and blanking are the most widely used. Forming is a process that one part of the blank has some displacement form the other. It mainly includes deep drawing, bending, local forming, bulging, flanging, necking, sizing and spinning.
In substance, stamping forming is such that the plastic deformation occurs in the deformation zone of the stamping blank caused by the external force. The stress state and deformation characteristic of the deformation zone are the basic factors to decide the properties of the stamping forming. Based on the stress state and deformation characteristics of the deformation zone, the forming methods can be divided into several categories with the same forming properties and to be studied systematically.
The deformation zone in almost all types of stamping forming is in the plane stress state. Usually there is no force or only small force applied on the blank surface. When it is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equal to zero, two principal stresses perpendicular to each other and act on the blank surface produce the plastic deformation of the material. Due to the small thickness of the blank, it is assumed approximately that the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction. Based on this analysis, the stress state and
the deformation characteristics of the deformation zone in all kind of stamping forming can be denoted by the point in the coordinates of the plane princ ipal stress(diagram of the stamping stress) and the coordinates of the corresponding plane principal stains (diagram of the stamping strain). The different points in the figures of the stamping stress and strain possess different stress state and deformation characteristics.
(1) When the deformation zone of the stamping blank is subjected toplanetensile stresses, it can be divided into two cases, that is σγ>σθ>0,σt=0andσθ>σγ >0,σt=0.In both cases, the stress with the maximum absolute value is always a tensile stress. These two cases are analyzed respectively as follows.
2)In the case that σγ>σθ>0andσt=0, according to the integral theory, the relationships between stresses and strains are:
εγ/（σγ-σm）=εθ/（σθ-σm）=εt/（σt -σm）=k 1.1
where, εγ，εθ，εt are the principal strains of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming; σγ，σθand σtare the principal stresses of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming;σm is the average stress,σm=（σγ+σθ+σt）/3; k is a constant.
In plane stress state, Equation 1.1
3εγ/（2σγ-σθ）=3εθ/（2σθ-σt）=3εt/[-（σt+σθ）]=k 1.2
Since σγ>σθ>0,so 2σγ-σθ>0 and εθ>0.It indicates that in plane stress state with two axial tensile stresses, if the tensile stress with the maximum absolute value is σγ, the principal strain in this direction must be positive, that is, the deformation belongs
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to tensile forming.
In addition, because σγ>σθ>0，therefore -（σt+σθ）<0 and εt<0. The strain in the thickness direction of the blankεt is negative, that is, the deformation belongs to compressive forming, and the thickness decreases.
The deformation condition in the tangential direction depends on the values ofσγ and σθ. When σγ=2σθ,εθ=0； when σγ>2σθ,εθ<0；and when σγ<2σθ ,εθ>0.
The range of σθ is σγ>=σθ>=0 . In the equibiaxial tensile stress state σγ=σθ ， according to Equation 1.2,εγ=εθ>0 and εt <0 . In the uniaxial tensile stress stateσθ=0，according to Equation 1.2 εθ=-εγ/2.
According to above analysis, it is known that this kind of deformation condition is in the region AON of the diagram of the diagram of the stamping strain (see Fig .1.1), and in the region GOH of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
2)When σθ>σγ >0 and σt=0, according to Equation 1.2 , 2σθ>σγ >0 and εθ>0,This result shows that for the plane stress state with two tensile stresses, when the absoluste value of σθ is the strain in this direction must be positive, that is, it must be in the state of tensile forming.
Also becauseσγ>σθ>0，therefore -（σt+σθ）<0 and εt<0. The strain in the
thickness direction of the blankεt is negative, or in the state of compressive forming, and the thickness decreases.
The deformation condition in the radial direction depends on the values ofσγ
and σθ. When σθ=2σγ,εγ0;when σθ>σγ,εγ<0;and when σθ<2σγ,εγ>0.
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The range of σγ is σθ>= σγ>=0 .When σγ=σθ,εγ=εθ>0, that is, in equibiaxial tensile stress state, the tensile deformation with the same values occurs in the two tensile stress directions; when σγ=0, εγ=-εθ /2, that is, in uniaxial tensile stress state, the deformation characteristic in this case is the same as that of the ordinary uniaxial tensile.
This kind of deformation is in the region AON of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region GOH of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
Between above two cases of stamping deformation, the properties ofσθandσγ, and the deformation caused by them are the same, only the direction of the maximum stress is different. These two deformations are same for isotropic homogeneous material.
(1) When the deformation zone of stamping blank is subjected to two compressive stressesσγandσθ(σt=0), it can also be divided into two cases, which are σγ<σθ<0,σt=0 and σθ<σγ <0,σt=0.
1）When σγ<σθ<0 and σt=0, according to Equation 1.2, 2σγ-σθ<0 與 εγ=0.This
result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is σγ<0, the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming.
Also because σγ<σθ<0, therefore -（σt +σθ）>0 and εt>0.The strain in the thickness
direction of the blankεt is positive, and the thickness increases.
The deformation condition in the tangential direction depends on the values
ofσγ and σθ.When σγ=2σθ,εθ=0;when σγ>2σθ,εθ<0;and when σγ<2σθ ,εθ>0.
The range of σθ is σγ<σθ<0.When σγ=σθ,it is in equibiaxial tensile stress state, henceεγ=εθ<0; when σθ=0,it is in uniaxial tensile stress state, hence εθ=-εγ/2.This kind of deformation condition is in the region EOG of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region COD of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
2）When σθ<σγ <0and σt=0, according to Equation 1.2,2σθ-σγ <0 and εθ<0. This
result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is σθ, the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming.
Also becauseσθ<σγ <0 , therefore -（σt +σθ）>0 and εt>0.The strain in the
thickness direction of the blankεt is positive, and the thickness increases.
The deformation condition in the radial direction depends on the values ofσγ and σθ. When σθ=2σγ, εγ=0; when σθ>2σγ,εγ<0; and when σθ<2σγ ,εγ>0.
The range of σγ is σθ<= σγ<=0 . When σγ=σθ , it is in equibiaxial tensile stress state, hence εγ=εθ<0; when σγ=0, it is in uniaxial tensile stress state, hence εγ=-εθ
/2>0.This kind of deformation is in the region GOL of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region DOE of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
(3) The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs, and the absolute value of the tensile stress is larger than that of the compressive stress. There exist two cases to be analyzed as follow:
1) When σγ>0, σθ<0 and |σγ|>|σθ|, according to Equation 1.2, 2σγ-σθ>0 and εγ>0.This result shows that in the plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is tensile, the strain in the maximum stress direction is positive, that is, in the state of tensile forming.
Also because σγ>0, σθ<0 and |σγ|>|σθ|, therefore εθ<0. The strain in the compressive stress direction is negative, that is, in the state of compressive forming.
The range of σθ is 0>=σθ>=-σγ. When σθ=-σγ, then εγ>0,εθ<0 , and |εγ|=|εθ|;when σθ=0, then εγ>0,εθ<0, and εθ=-εγ/2, it is the uniaxial tensile stress state. This kind of deformation condition is in the region MON of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region FOG of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
2) When σθ>0, σγ <0,σt=0 and |σθ|>|σγ|, according to Equation 1.2, by
means of the same analysis mentioned above, εθ>0, that is, the deformation zone is in the plane stress state with opposite signs. If the stress with the maximum absolute value is tensile stress σθ, the strain in this direction is positive, that is, in the state of tensile forming. The strain in the radial direction is negative （εγ<=0）, that is, in the state of compressive forming.
The range of σγ is 0>=σγ>=-σθ. When σγ=-σθ, then εθ>0,εγ <0 and |εγ|=|εθ|; when σγ=0, then εθ>0,εγ <0, andεγ=-εθ /2. This kind of deformation condition is in the region COD of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region AOB of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
Although the expressions of these two cases are different, their deformation
essences are the same.
(4) The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs, and the absolute value of the compressive stress is larger than that of the tensile stress. There exist two cases to be analyzed as follows:
1) When σγ>0,σθ<0 and |σθ|>|σγ|, according to Equation 1.2, 2σθ- σγ<0 and εθ<0.This result shows that in plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is compressive stress σθ, the strain in this direction is negative, or in the state of compressive forming.
Also because σγ>0 and σθ<0, therefore 2σγ- σθ<0 and εγ>0. The strain in the tensile stress direction is positive, or in the state of tensile forming.
The range of σγ is 0>=σγ>=-σθ.When σγ=-σθ, then εγ>0,εθ<0, and εγ=-εθ;when σγ=0, then εγ>0,εθ<0, and εγ=-εθ/2. This kind of deformation is in the region LOM of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region EOF of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
2) When σθ>0, σγ <0 and |σγ|>|σθ|, according to Equation 1.2 and by means of the same analysis mentioned above,εγ< 0.This result shows that in plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is compressive stress σγ,the strain in this direction is negative, or in the state of compressive forming, The strain in the tensile stress direction is positive, or in the state of tensile forming.
The range of σθ is 0>=σθ>=-σγ.When σθ=-σγ, then εθ>0,εγ <0, and εθ=-εγ;when σθ=0, then εθ>0,εγ <0, and εθ=-εγ/2. Such deformation is in the region DOF of the
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diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region BOC of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2).
The four deformation conditions are related to the corresponding stamping forming methods. Their relationships are labeled with letters in Fig.1.1 and Fig.1.2.
The four deformation conditions analyzed above are applicable to all kinds of plane stress states, that is, the four deformation conditions can sum up all kinds of stamping forming in to two types, tensile and compressive. When the stress with the maximum absolute value in the deformation zone of the stamping blank is tensile, the deformation along this stress direction must be tensile. Such stamping deformation is called tensile forming. Based on above analysis, the tensile forming occupies five regions MON, AON, AOB, BOC and COD in the diagram of the stamping stain; and four regions FOG, GOH, AOH and AOB in the diagram of the stamping stress.
When the stress with the maximum absolute value in the deformation zone of the stamping blank is compressive, the deformation along this stress direction must be compressive. Such stamping deformation is called compressive forming. Based on above analysis, the compressive forming occupies five regions LOM, HOL, GOH, FOG and DOF in the diagram of the stamping strain; and four regions EOF, DOE, COD and BOC in the diagram of the stamping stress.
MD and FB are the boundaries of the two types of forming in the diagrams of the stamping strain and stress respectively. The tensile forming is located in the top right of the boundary, and the comp