冷冲压模具设计中文摘要

冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作简便。对于普通压力机，每台每分钟可生产几件到几时件冲压件，而高速压力机每分钟可生产数百件甚至几千件。冷冲压所获得 的零件一般无需进行切削加工，因而冷冲压是一种节省能源、节省材料的无（或少）切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多少表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公差由冲模来保证，所以产品尺寸稳定、互换性好。

除了极少数的场合，实际使用的金属材料大部分是多晶体。多晶体的塑性变形也是依靠滑移和孪生为其塑性变形的主要方式，但是多晶体是由许多形状、大小、取向各不相同的单晶体晶粒所组成，这就使得多晶体的变形过程增加了若干复杂因素，具有区别于单晶体变形的一些特点。首先，多晶体的塑性变形受到晶界的阻碍和位向不同的晶粒的影响；其次，任何一个晶粒的塑性变形都不是处于独立的自由变形状态，需要其周围的晶粒同时发生相适应变形来配合，以保持晶粒之间的结合和整个物体的连续性。因此多晶体的塑性变形要比单晶体的情况复杂得多。

多晶体中由于各晶粒的位向不同，则各滑移系的取向也不同，因此在外加拉伸力的作用下，各滑移系上的分切应力值相差很大。由此可见，多晶体中的各个晶粒不是同时发生塑性变形，只有那些位向有利，取向因子最大的滑移系，随着外力的不断增加，其滑移方向上的分切应力首先达到临界值，才开始塑性变形。而此时周围位向不利的晶粒，由于滑移系上的分切应力尚未达到临界值，所以尚未发生塑性变形，仍然处于弹性变形状态。此时虽然金属的塑性变形已经开始，但尚未造成明显的宏观塑性变形效果。

由于位向有利的晶粒已经开始发生塑性变形，这就意味着它的滑移面上的位错源已经开动，位错源源不断地沿着滑移面进行运动，但是由于周围晶粒的位向不同，滑移系也不同，因此运动着的位错不能越过晶界，滑移不能发展到另一个晶粒中，于是位错在晶界中受阻，形成位错的平面塞积群。 位错平面塞积群在其前沿附近区域造成很大应力集中，随着外加载荷增加，应力集中也随之增大。这一应力集中值与外加应力相叠加，使得相邻晶粒某些滑移系上的分切应力达到临界切应力值，于是位错源开动，开始塑性变形。但是多晶体中的每个晶粒都处于其他晶粒的包围中，它的变形不是孤立的和任意的，必然要与邻近晶粒相互协调配合，不然就难以进行变形，甚至不能保持晶粒之间的连续性，会造成空隙而导致材料的破裂。为了与先变形的晶粒相协调，就要求相邻晶粒不只在取向最有利的滑移系中进行滑移，还必须在几个滑移系，其中包括取向并非有利的滑移系上同时进行滑移，这样才能保证其形状作各种相应地改变。 这样，在外加应力及已滑移晶粒内位错平面塞积群所造成的应力集中的作用下，就会有越来越多的晶粒参与塑性变形。