《材料精密成形综合实验（金属塑性成形部分）》实验讲义 实验1板料拉伸实验(2学时) 一、实验理论 板料拉伸实验也称板料单向拉伸实验，主要于研究板料金属的冲压成形性 能，通过观察和测试得到反映冲压成形性能的量化指标和数据。板料的拉伸试验 如图11所示，采用标准拉伸试样，通过试验获得材料拉伸应力一一应变曲线。 从拉伸曲线中所得到的有关材料的力学性能指标，可以反映出材料的某些冲压性 能。现简要分析如下： 1.6,与6 均匀伸长率6，是指试样拉伸变形开始产生缩颈时的伸长率：6是拉伸试验中 试样破坏时的总伸长率。δ，表示材料产生均匀稳定的塑性变形能力，由于冲压 成形是在稳定而均匀地变形之中进行的，因此，材料的6，可以间接地表示伸长 类变形的极限变形程度。δ，越大，则成形极限越大。 图1-1板料的拉仲实验 a)拉仲试样 b)拉深曲钱 2.屈强比o,/o6 屈强比对于材料冲压性能是一个极为重要的参数。塑性成形就是利用材料屈
《材料精密成形综合实验（金属塑性成形部分）》实验讲义 实验 1 板料拉伸实验（2 学时） 一、实验理论 板料拉伸实验也称板料单向拉伸实验，主要于研究板料金属的冲压成形性 能，通过观察和测试得到反映冲压成形性能的量化指标和数据。板料的拉伸试验 如图 1-1 所示，采用标准拉伸试样，通过试验获得材料拉伸应力——应变曲线。 从拉伸曲线中所得到的有关材料的力学性能指标，可以反映出材料的某些冲压性 能。现简要分析如下： 1. j 与 均匀伸长率 j 是指试样拉伸变形开始产生缩颈时的伸长率； 是拉伸试验中 试样破坏时的总伸长率。 j 表示材料产生均匀稳定的塑性变形能力，由于冲压 成形是在稳定而均匀地变形之中进行的，因此，材料的 j 可以间接地表示伸长 类变形的极限变形程度。 j 越大，则成形极限越大。 图 1-1 板料的拉伸实验 a)拉伸试样 b）拉深曲线 2. 屈强比 / s b 屈强比对于材料冲压性能是一个极为重要的参数。塑性成形就是利用材料屈
服点与抗拉强度之间的这一段可塑性能而实现的。屈强比越小，说明。，和σ。之 间的距离越宽，材料塑性变形的能力越强：对压缩类成形，材料不易起皱：对弯 曲成形，回弹变形小；对伸长类成形，零件形装尺寸冻结性好，工艺稳定性高， 对冲压成形很有利 3.硬化指数n 随着塑性变形程度的增加，材料的塑性指标降低，强度指标上升，这种现象 称为加工硬化。硬化指数n值就是评价材料加工硬化性能的参数，n值增大，能 够提高材料的局部应变能力，使变形均匀化，增大材料极限变形 4.板厚方向性系数r 板厚方向性系数r也称为r值，是指板料试样拉伸时，宽度方向应变，与厚 度方向应变6，之比，所以也称为塑性应变比。其表达式为： r值越大，厚度方向上不容易变形，对于拉深成形就不易出现起皱。 二、实验目的及内容 1.实验目的 板料拉伸实验也叫单向拉伸实验。应用拉伸实验方法，可以得到许多评定板 料冲压成形性能的实验数据与曲线，为制定板料冲压成形工艺方案与计算确定工 艺参数提供科学依据：理解并深化固态金属塑性成形中应力与应变关系这一基本 理论；掌握板料拉伸实验方法。 2.实验内容 (1)建立拉伸力F与伸长变形△L之间的拉伸曲线： (2)建立名义应力σ与伸长6之间的名义应力拉伸曲线： (3)测试并计算屈服点a,抗拉强度G。,屈强比“，均匀拉伸率6、 硬化指数n和各向异性系数r: 三、实验仪器、设备及试样 1.仪器设备
服点与抗拉强度之间的这一段可塑性能而实现的。屈强比越小，说明 s 和 b 之 间的距离越宽，材料塑性变形的能力越强；对压缩类成形，材料不易起皱；对弯 曲成形，回弹变形小；对伸长类成形，零件形装尺寸冻结性好，工艺稳定性高， 对冲压成形很有利。 3. 硬化指数 n 随着塑性变形程度的增加，材料的塑性指标降低，强度指标上升，这种现象 称为加工硬化。硬化指数 n 值就是评价材料加工硬化性能的参数，n 值增大，能 够提高材料的局部应变能力，使变形均匀化，增大材料极限变形。 4. 板厚方向性系数 r 板厚方向性系数 r 也称为 r 值，是指板料试样拉伸时，宽度方向应变 b 与厚 度方向应变 t 之比，所以也称为塑性应变比。其表达式为： 0 0 ln ln b t b b r t t r 值越大，厚度方向上不容易变形，对于拉深成形就不易出现起皱。 二、实验目的及内容 1. 实验目的 板料拉伸实验也叫单向拉伸实验。应用拉伸实验方法，可以得到许多评定板 料冲压成形性能的实验数据与曲线，为制定板料冲压成形工艺方案与计算确定工 艺参数提供科学依据；理解并深化固态金属塑性成形中应力与应变关系这一基本 理论；掌握板料拉伸实验方法。 2. 实验内容 （1）建立拉伸力 F 与伸长变形 L 之间的拉伸曲线； （2）建立名义应力 与伸长 之间的名义应力拉伸曲线； （3）测试并计算屈服点 S ，抗拉强度 b ，屈强比 b S ，均匀拉伸率 U 、 硬化指数 n 和各向异性系数 r ； 三、实验仪器、设备及试样 1. 仪器设备
WDW3200微控电子万能试验机，游标卡尺，分规等。 2.试样（图1-la) 试样材质为08钢板，按国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验 方法》中规定的低碳钢板状试件制作，每组3件 四、实验方法和步骤 1.在试样上用分规标定Lo=50mm,用游标卡尺测量试样Lo、to、b,并填入 表1中。 2.启动WDW3200微控电子万能试验机，将试样一端放入上横梁的夹具中 并夹紧。 3.操作手动按钮，使下横梁上升。打开下横梁上的夹具，使试样的另一端 放入夹具并夹紧。 4.启动WDW3200微控电子万能试验机的计算机操作系统，设定有关技术 参数。 5.点击控制软件上的“开始”，拉伸开始后注意观察试样的变化 6.试样拉断后试验机自动停机，单机试验结果曲线预览并打印试验结果曲 线。 7.测量试样拉断后的F、L、b1、t,填入表1一1。 表1一1板料拉伸试验数据记录 试料料标 试样1 试样2 试样3 样宽厚距Fma F1 LI b1 t1 F2 L2 b2tF3L3b3t3 号bo to Lo 五、实验报告 (1)根据实验数据，描绘拉伸力F与拉伸变形△L之间的拉伸曲线：并简要 分析08钢板在拉伸过程中有哪几个阶段，每阶段的力与变形有何相互关系，及 发生的物理现象 (2)以实验的数据为依据，通过计算得到名义应力。和应变ε值，并描绘
WDW3200 微控电子万能试验机，游标卡尺，分规等。 2. 试样（图 1-1a） 试样材质为 08 钢板，按国家标准 GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验 方法》中规定的低碳钢板状试件制作，每组 3 件。 四、实验方法和步骤 1. 在试样上用分规标定 L0=50mm，用游标卡尺测量试样 L0、t0、b0 并填入 表 1-1 中。 2. 启动 WDW3200 微控电子万能试验机，将试样一端放入上横梁的夹具中 并夹紧。 3. 操作手动按钮，使下横梁上升。打开下横梁上的夹具，使试样的另一端 放入夹具并夹紧。 4. 启动 WDW3200 微控电子万能试验机的计算机操作系统，设定有关技术 参数。 5. 点击控制软件上的“开始”，拉伸开始后注意观察试样的变化。 6. 试样拉断后试验机自动停机，单机试验结果曲线预览并打印试验结果曲 线。 7. 测量试样拉断后的 F1、L1、b1、t1，填入表 1—1。 表 1—1 板料拉伸试验数据记录 试 样 号 料 宽 b0 料 厚 t0 标 距 L0 Fmax 试样 1 试样 2 试样 3 F1 L1 b1 t1 F2 L2 b2 t2 F3 L3 b3 t3 五、实验报告 （1）根据实验数据，描绘拉伸力 F 与拉伸变形 L 之间的拉伸曲线；并简要 分析 08 钢板在拉伸过程中有哪几个阶段，每阶段的力与变形有何相互关系，及 发生的物理现象。 （2）以实验的数据为依据，通过计算得到名义应力 和应变ε值，并描绘
名义应力。与应变ε之间的名义应力一一应变曲线(。一曲线)： (3)根据实验数据，计算屈服点的屈服应力。，抗拉强度06，屈强比。，/o6 均匀伸长率6，、总伸长率δ、硬化指数n和板厚方向系数r:。 (4)简述由板料拉伸实验所得到的板料成形性能各参数的意义
名义应力 与应变ε之间的名义应力——应变曲线（σ—ε曲线）； （3）根据实验数据，计算屈服点的屈服应力 s ，抗拉强度 b ，屈强比 / s b ， 均匀伸长率 j 、总伸长率δ、硬化指数 n 和板厚方向系数 r；。 （4）简述由板料拉伸实验所得到的板料成形性能各参数的意义
实验2冲压模具装拆实验 一、实验理论 1.冲压模具的基本形式 (1)按冲压工艺性质分，有落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、 成形模和翻边模等。 (2)按冲压工序的组合方式分，有单工序的简单模、和多工序的级进模、 复合模。 (3)按模具的结构形式，根据上下模的导向方式，有无导向模和导板模、 导柱模、滚珠导柱模等：根据卸料装置，可分为带固定卸料板和弹性卸料板冲模： 根据挡料形式，可分为固定挡料钉、活动挡料销、导正销和侧刃定距冲模。 (4)按采用的凸凹模材料可分为硬质合金冲模、钢质硬质合金冲模、钢皮 冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。 (5)按冲压模具的轮廓尺寸大小，分为大型和中小型冲模等。 一般按工序的组合方式对模具进行分类，即简单模、复合模、级进模。 简单模模具在一次冲程中，只完成一道工序，称为简单模或单工序模。 复合模模具在一次冲程中，在模具同一位置上同时完成两道及以上的工序 的冲压模具。 级进模模具在一次冲程中，在模具不同位置，同时完成两道及以上工序的 冲压模具。 2.冲模的主要零件 组成冲模的主要零件，根据其功用可以分为两大类： (1)工艺结构件这类零件直接参与完成工艺过程，并且与毛坯直接发生 作用。主要包括工作零件、定位零件、卸料推件零件。 (2)辅助结构零件这类零件不直接参与完成工艺过程，也不与毛坯直接 作用，只是对完成工艺过程起辅助作用，使模具的功能更加完善。其主要包 括导向零件、固定零件、紧固集其它零件等。冲模主要零件的分类见表21。 表2一1冲模主要零件的分类
实验 2 冲压模具装拆实验 一、实验理论 1.冲压模具的基本形式 （1）按冲压工艺性质分，有落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、 成形模和翻边模等。 （2）按冲压工序的组合方式分，有单工序的简单模、和多工序的级进模、 复合模。 （3）按模具的结构形式，根据上下模的导向方式，有无导向模和导板模、 导柱模、滚珠导柱模等；根据卸料装置，可分为带固定卸料板和弹性卸料板冲模； 根据挡料形式，可分为固定挡料钉、活动挡料销、导正销和侧刃定距冲模。 （4）按采用的凸凹模材料可分为硬质合金冲模、钢质硬质合金冲模、钢皮 冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。 （5）按冲压模具的轮廓尺寸大小，分为大型和中小型冲模等。 一般按工序的组合方式对模具进行分类，即简单模、复合模、级进模。 简单模 模具在一次冲程中，只完成一道工序，称为简单模或单工序模。 复合模 模具在一次冲程中，在模具同一位置上同时完成两道及以上的工序 的冲压模具。 级进模 模具在一次冲程中，在模具不同位置，同时完成两道及以上工序的 冲压模具。 2.冲模的主要零件 组成冲模的主要零件，根据其功用可以分为两大类： （1）工艺结构件 这类零件直接参与完成工艺过程，并且与毛坯直接发生 作用。主要包括工作零件、定位零件、卸料推件零件。 （2） 辅助结构零件 这类零件不直接参与完成工艺过程，也不与毛坯直接 作用，只是对完成工艺过程起辅助作用，使模具的功能更加完善。其主要包 括导向零件、固定零件、紧固集其它零件等。冲模主要零件的分类见表 2-1。 表 2—1 冲模主要零件的分类