冲压成形的特点

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在生产实践中应用的冲压成形工艺方法很多，有多种形式和名称，但它们在本质上是相同的，都是使平面形状的板料毛坯，在力的作用下，按既定的要求产生不可恢复的塑性变形，从而完成一定形状与精度零件的制造工艺。从利用原材料的塑性进行加工这个基本原则看，它和其他所有的塑性加工方法是一样的，但是，由于冲压成形中的毛坯是厚度远小于板平面尺寸的板料以及由此决定的外力作用方式与大小等原因，致使冲压成形具有如下几个非常突出的特点。

（1）由于冲压成形中的板料毛坯的厚度远小于它的板面尺寸，工具对毛坯的作用力只能方便地作用于板料的表面，而且数值不大的垂直于板面方向的单位压力，即可引起在板面方向上数值足以使板材产生塑性变形的内应力。由于垂直于板面方向上的单位压力的数值远小于板面方向上的内应力，所以大多数的冲压变形都可以近似地当作平面应力状态来处理，使变形力学的分析和工艺参数的计算等工作，都得到很大的简化。

（2）由于冲压成形用的板料毛坯的相对厚度（与板面尺寸相比）很小，在压应力作用下的抗失稳能力也很差，所以在没有抗失稳装置（如压力圈等）拘束作用的条件下，很难在自由状态下顺利地进行冲压成形过程。因此，在各种冲压成形方法中，以拉应力作用为主的伸长类冲压成形过程多于以压应力为主的压缩类成形过程。

（3）在冲压成形时，板料毛坯里的内应力数值接近或等于材料的屈服应力，有时甚至小于板料的屈服应力。而在模锻和挤压时，有时毛坯的内应力可能超过其屈服应力许多倍。在这一点上，两者的差别是很大的。因此，在冲压成形时，变形区应力状态中的静水压力成分对成形极限与变形抗力的影响及其影响规律，已失去其在体积成形时的重要程度，有些情况下，甚至可以完全不予考虑，即使有必要考虑时，其出发点与处理方法也不相同。

（4）在冲压成形时，模具对板料毛坯作用力所形成的拘束作用程度较轻，并不像体积成形（如模锻等）靠与制件形状完全相同的模腔对毛坯的全面接触而实现的强制成形。在冲压成形中，大多数情况下，板料毛坯都有某种程度的自由度，常常是只有一个表面与模具接触，而另侧表面是非接触的自由表面，甚至有时存在板料两侧表面都不与模具接触的变形部分。在这种情况下，这部分毛坯的变形是靠模具对其相邻部分施加的外力实现其控制作用的。例如球面与锥面零件成形时的悬空部分和管坯端部的卷边成形等都是这种情况。

由于冲压成形具有上述一些在变形与力学方面的特点，致使冲压技术也形成了自己的一些与一般塑性加工不同的特点。
（1）由于不需要在板料毛坯的表面作用数值很大的单位压力即可使其成形，所以在冲压技术中关于模具强度与刚度的研究并不十分重要，相反地却发展了许多简易模具技术。由于相同的原因，也促使靠气体或液体压力成形的工艺方法得以发展。

（2）因冲压成形时的平面应力状态或更为单纯的应变状态（与体积成形相比），当前对冲压成形中毛坯的变形与力能参数方面的研究较为深入，有条件运用合理的科学方法进行冲压加工。现在不仅采用合理设计的冲模工作部分几何形状与尺寸以控制冲压变形过程，以获得高质量冲压件的传统技术方法，而且运用压边力与变压边力对冲压变形的控制技术，甚至借助于电子计算机与当代的测试手段，在对板材性能与冲压变形参数进行适时测量与分析的基础上，实现冲压过程智能化控制的研究工作也在开展。

（3）人们在对冲压成形过程有了较为深入的了解后，已经认识到冲压成形与原材料有十分密切的关系。所以对板材冲压性能即成形性与形状冻结性的研究，目前已成为冲压技术的一个重要内容。对板材冲压性能的研究工作不仅是冲压技术发展的需要，而且也促进了钢铁工业制造技术的发展，为其提高板材的质量提供了一个基础与依据。