第六章板料冲压成形性能.ppt

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1、第六章 板料的冲压成形性能与成形极限板料对冲压成形工艺的适应能力叫做板料的冲压成形性能。板料在成形过程中可能出现两种失稳现象：一种叫拉伸失稳；表现为板料在拉应力作用下局部出现缩颈或破裂；另外一种叫压缩失稳，表现为板料在压应力作用下出现皱纹。板料发生失稳前可以达到的最大变形程度叫做成形极限。板料的冲压成形性能包括抗破裂性、贴模性（fittability）和定形性（shape fixability），故影响因素很多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件（变形速度、压边力、摩擦和温度等）以及冲压设备性能和操作水平等。本章主要阐述冲压成形性能与材料性能的关系。板料的贴模性指板料在冲压过程中

2、取得模具形状的能力。影响贴模性的因素很多，成形过程中发生得内皱、翘曲、塌陷和鼓起等几何面缺陷均会使贴模性降低。产生这些缺陷的原因虽然与工艺条件有很大关系，但材料性能对它们也有影响。定形性指零件脱模后保持其在模内既得形状的能力。影响定形性的诸因素中，回弹是最主要的因素，零件脱模后，常因回弹过大而产生较大的形状误差。板料的贴模和定形性好坏与否，是决定零件形状尺寸精确度的重要因素。1980年，日本学者吉田清太提出，用方板对角拉伸（图653）时的起皱特性可以估测和研究板料的贴模性和定形性，但在目前的冲压生产和板料生产中，仍主要用抗破裂性作为评定板料冲压成形性能的指标。一般来讲，冲压成形性能是介于材料科

3、学和冲压成形技术之间的一个边缘问题。冲压成形性能除与板料的材质、组织结构和性能有关外，冲压技术的改善也常常会使成形性能得到提高。二、冲压成形区域与成形性能的划分生产中常将圆柱形凸模胀形、伸长类翻边（包括扩孔）、拉伸以及弯曲视为四种最典型、最常用的冲压成形方式（图61），而一些比较复杂的冲压成形方式经常可视为它们之中的两个或两个以上的复合。例如，汽车覆盖件等一些形状比较复杂的的零件成形，常常表现为“拉压胀形”复合方式（图62）。表6-1列出了四种典型冲压成形方式、变形区的应变方式、破裂形式和冲压成形性能之间的对应关系。图6-7是上述四种冲压成形性能在冲压成形区域图中的位置。表6-1中的伸长类应变

4、指：成形过程中材料主要受拉应力作用，产生的伸长变形导致厚度减薄；压缩类应变指：成形过程中材料主要受压应力作用，产生的压缩变形导致厚度增大；弯曲应变方式指：弯曲成形过程中外区受拉。属伸长类应变；内区受压，属压缩类应变。三、冲压成形性能试验方法与指标 测定或评价板料冲压成形性能时经常采用模拟试验方法。所谓模拟试验是指模拟某一类实际成形方式来成形小尺寸试样的板料冲压试验。在一定的模拟试验中、可以将试样变形到这类成形方式允许的某种极限变形程度然后把这种极限变形程度作为这类成形方式对应的冲压成形性能指标。常用的模拟试验方法如下所述 1胀形成形性能试验 测定或评价板料胀形成形性能时。广泛应用杯突试验（Er

5、ichsen试验）。图6-8是 GB415684“金属杯突试验方法”的示意图。试验时，试样放在凹模与压边圈之间压死（压边力取10kN)，凸模向上运动把试样在凹模内胀成凸包至凸包破裂时停正试验，井将此时的凸包高度记作杯突试验值IE作为胀形成形性能指标。IE值越大，胀形成形性能越好。2.扩孔成形性能试验3.拉深成形性能试验 测定或评价板料拉深成形性能时，常采用圆柱形平底凸模冲杯试验（Swift平底冲杯试验）或TZP试验（拉深潜力试验。冲杯试验是一种传统试验方法，但试验比较繁杂。TZP试验方法比较简便，但需要专用试验装置或设备。冲杯试验和TZP试验均可反映拉深成形性能，但二者试验原理不同，不能等价替代。（本课程安排冲杯实验）4.弯曲成形性能试验五、板料的基本性能与冲压成形性能的关系1.屈服极限2.曲强比3.延伸率4.应变硬化指数5.塑性应变比6.凸耳参数7.晶粒度8.表面粗糙度9.夹杂物和偏析10.应变速率敏感系数m