第六章 冲压成形性能与成形极限6.ppt

第六章板料冲压成形性能与成形极限一、概述

冲压成形性能——板料对冲压工艺的适应能力。
弯曲性能、扩孔性能、拉深性能、胀形性能、拉深-胀形复合性能。
成形极限——板料发生拉伸失稳（颈缩破裂）或压缩失稳（起皱）之前达到的最大变形程度。
成形极限：总体成形极限局部成形极限总体成形极限——反映材料失稳前某些特定总体
尺寸可能达到的最大变形程度。
可作为设计依据：胀形高度h、
翻边系数:
局部成形极限——反映失稳前局部尺寸可能达到
的最大变形程度。
如成形时的局部极限应变（成形极限图）。不可
作为设计依据。二、冲压成形区域与成形性能的划分
１．冲压成形区域划分
典型成形方式：圆柱形凸模胀形、伸长类翻边
（扩孔）拉深、弯曲。
复杂件视为四种变形的组合
同一副模具做实验，坯料几何参数变化，变形
方式可能发生变化。⑴ｄp一定，Ｄ毛↑，拉深难度↑。
Ｄ↑增大，变形程度增加，
阻力↑。底部胀形成分增加，
Ｄ↑↑，不能进料，
属于完全胀形。
拉深——拉深胀形——胀形教图6-3
⑵变化，成形方式不同教图6-4
很小，胀形，孔扩不开，胀形高度有限
较小，扩孔，高度有所增加
较大，翻边实验显示：
通过几何参数变化，划分出冲压成形区域图。
教图1-26分析几何条件对冲压成形工艺的影响
在右上360o的区域里，随do的增加，扩孔的
趋势增加，拉深的难度增加，极限提高。
要达到某种成形工艺的实现，就必须给定一定
的条件来,使要实现的变形方式所需的力最小。
如窄凸缘件要进行翻边，就要加大压边力，造成要实现的翻边变形所需的力最小。教图7-12２．冲压成形性能的划分
毛坯和模具几何条件划分了四种冲压成
形区域。区域之间的分界线------不同成形方
式的成形极限。
成形区域图划分了
板料成形性能教图6-7
板料在不同成形区域，
具有不同的抗破裂性。四种成形方式有三种是破裂。
α破裂——板料所受的拉应力超过板料强度极
限所引起的破裂。
拉深，传力区；
胀形，变形区。
β破裂——板料的伸长变形超过材料的局部延
伸率，引起的破裂。
伸长类翻边
弯曲破裂——弯曲变形区的外层金属中拉应力
过大引起的破裂。⑴拉深成形性能：抵抗α破裂的能力。
与变形区和传力区变形程度有关。
⑵胀形成形性能：抵抗α破裂的能力。
与变形区变形程度有关。
⑶扩孔成形性能：抵抗β破裂的能力。
伸长类翻边
⑷弯曲成形性能：抵抗弯曲破裂的能力。
书表1-3、1-4教图6-7三、冲压成形性能实验方法与指标
一般采用实物模拟实验方法标准
１．胀形成形性能实验
书图1-31杯突实验书291页
IE值作为胀形性能的指标，IE↑,性能↑
２．扩孔成形性能实验
图1-35、1-36书295页
圆柱形平底凸模扩孔实验
扩孔率作为扩孔性能的指标:
do—预冲孔
df—孔缘破裂时的孔径平均值
λ↑，扩孔性能越好3.拉深成形性能实验
圆柱形平底凸模冲杯实验书289页
凸模用φ50逐级↑D，测不被拉裂的最大毛坯直径D
极限拉深比:
LDR作为拉深成形性能指标。
4.弯曲成形性能压弯法折叠弯曲
逐级减小凸模R，测试样外层金属材料不产生裂纹的最
小弯曲半径。
最小相对弯曲半径＝
rpf——可见最外层裂纹的rp△rp=1mm
↓弯曲性能越好5.“拉深——胀形”复合成形性能实验
如汽车覆盖件
锥杯实验书292页

实验值ccv↑,拉深——胀形性能越好。四、塑性拉伸失稳与失稳极限应变
1.塑性拉伸失稳——板料冲压成形时，受拉应
力部分容易产生颈缩和破裂，这种现象称为塑性拉
伸失稳。
2.塑性拉伸失稳伸发生在伸长类应变条件下，
伸长类应变范围用主应变图表示：
教图1-45设定：
板厚方向应力为零，σ3＝0；
板料成形属于平面应力状态；
两个应变是独立的，ε1、ε2
ε1——伸长应变（较大值）
ε2——伸长应变（较小值）或压缩应变
根据体积不变ε3=-(ε1+ε3)
ε1、ε2、ε3与零件几何方向无关，只认主应变方向
又设：应力比
应变比表示应变路径三种特殊情况：
等双拉：右边缘线
ε1=ε2σ1=σ2ε3=-(ε1+ε2)
α=1β=1五、板料的基本性能与冲压成形的关系
1.屈服极限σs
σs↓贴模性和定形性好
2.屈服比σs/σb
σs/σb↓，屈服到破裂阶段时间长，抗破裂性能好。
σs/σb↓，杯突值IE↑,胀形性、抗裂性能（α）好。
σs/σb↓，回弹s↓，定形性好。
3.延伸率
均匀延伸率δu：试样出现颈缩之前的延伸率。
总延伸率δt：试样拉断之前的延伸率（包括δu）δu、δt↑，允许的变形程度↑，抗破裂性好（β），扩孔拉深——胀形性好。δu↑，胀形性能↑4.应变硬化指数n
n↑，硬化速度↑，应变分布均匀，提高板料成形时的总体成形极限。
在以胀形为主的成形工艺中，n↑好；
在胀形和拉深成分相差不多的，n和R同时影响成形性能。
5.