冲压成形是塑性加工的一种方法。虽然它也是利用材料的塑性变形能力，改变其几何形状与尺寸，从而达到冲压成形的目的，但是，由于冲压成形所用板料毛坯的几何形状特点和所用设备与模具的特殊性，使冲压成形除具有塑性加工普遍存在的特点和遵循其一般的变形规律外，它还具有一些与一般的压力加工不同的特点与独特的规律。
对这些特点与规律的研究，不仅有助于深入而清晰地认识冲压成形过程的本质和各种现象产生的机理，掌握变形规律，科
学而合理地制定冲压工艺过程，确定合理的工艺参数与模具参数，而且还可以准确而迅速地分析冲压成形过程中产生的缺陷与不良现象发生的原因。另外，对这些问题的研究，还能够推动冲压技术与理论工作的进步。
第一节 冲压成形的特点
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璃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 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。
第二节 冲压成形中毛坯的分析
在冲压成形过程中，为使板料毛坯改变其原始形状成为零件，必须在毛坯各部分之间形成一定的受力与变形关系。每一种冲压成形方法都要求毛坯各部分之间存在一定的力与变形的关系。这是能够顺利地完成冲压成形的基本保证，所以对冲压毛坯进行受力与变形方面的分析是十分必要的。
图1是几种典型冲压成形中毛坯的分析。在这四种成形工序中A 是变形区，它是在冲压成形中产生塑性变形的部分； B是传力区，它的作用是把冲模的作用力传递给变形区。
图 1B中的 是暂不变形的待变形区。虽然在图示的状态下它不参与变形，但随冲压成形过程的进行，它将不断地进入变形区参与变形。图中的 是自始至终都不参与变形的不变形区。有时也会出现传力区本身也是产生塑性变形的变形区，它在本身变形的同时，把模具的作用力传给另一个变形区。图1C 所示的球面零件成形中的E 就是这种情况。
不变形区可能是传力区，也可能是不传力的已变形区或待变形区。但是，有时不变形区也可能是在全部过程中自始至终都不传力也不产生塑性变形对冲压成形不起任何作用的无功能不变形区（图1C)。
在冲压成形过程中各个区（部分）之间是在相互转化而不断变化的，例如待变形区内的板料不断地进入变形区，而变形区的金属又可能不断地进入已变形区并承担起传力的作用等。
对变形区与不变形区的判断，当然可以直观地根据该部分毛坯是否在改变其形状来决定。
不过，有时候变形区的形状与尺寸并不发生变化（如再次拉深时的变形区），所以最根本的判断方法是：如果毛坯内某个部分内任意两点的距离不产生变化，也就是它们之间不产生相对的位移，即使该部分产生总体的位移，或做等角速度的转动，这部分也一定不是变形区，而是非变形区。
标签：