第7章板料成形性能以及成形极限
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
具体来说,板料冲压成形性能又可分为弯 曲成形性能、拉深成形性能、胀形成形性能、 扩孔成形性能和复合成形性能等。
板料发生失稳之前可以达到的最大变形 程度叫做成形极限。板料在冲压过程中可能 出现两种失稳现象,一种是拉伸失稳,表现 为板料在拉应力作用下局部产生缩颈和破裂; 另一种是压缩失稳,表现为板料在压应力作 用下起皱。
网格变形后形状如图7-8所示,长轴为d1、 短轴为d2,将d1和d2近似视为试样平面内一点上
的两个主应变方向。
图7-8 网格圆畸变
根据测量结果,计算试样表面极限应变。
e1 e2
d1 d0 d0
d2 d0 d0
100%
100%
1 2
ln d1 d0
ln d 2 d0
极限拉深比LDR。
LDR (D0 )max dp
图7-1 拉深试验方法
b. 拉深载荷试验 对圆片状试样进行拉深
时,试样直径D0与最大拉深力Fpmax,以及
与拉破试样的极限拉深力Fpf之间均具有近 似线性关系,利用这种关系,对多种不同
直径的试样进行试验测定Fpmax和Fpf以后, 可以求出杯体底部圆角附近壁部不产生破
(1)冲压成形时毛坯的区域划分
a)拉深 b)内缘翻边 c)缩口 d)扩口 e)弯曲
图7-14 冲压成形时毛坯各区划分举例
(2)冲压成形的力学分类 变形区的主应力状态图和主应变状态图不仅
从力学方面决定了冲压工序的性质,而且与成 形极限、成形质量以及所需的变形力与变形功 有密切的关系。它是制定成形工艺、设计模具 和确定极限参数的主要依据。研究冲压成形过 程,必须全面、清晰地了解整个变形区内的应 力应变状态特征以及在应力、应变场中连续变 化的规律。这样才能从本质上揭示各成形方式 之间的力学特点,并根据这些特点对各种成形 方法分类。
图7-12 轿车翼子板成形 过程数值模拟
图7-13 散热器片成形 过程数值模拟
7.2 现代冲压成形的分类理论
冲压成形时,在应力状态满足屈服准则的 区域将产生塑性变形,称为塑性变形区(A 区)。不同工序,随着外力作用方式和毛坯及 模具的形状、尺寸的不同,变形区所处的部位 也不相同。应力状态不满足屈服准则的区域, 不会产生塑性变形,称为非变形区。根据变形 情况,非变形区又可进一步分为已变形区(B)、 待变形区(C)和不变形区(D)。有时已变形区和 不变形区还起传力的作用,可称其为传力区(B 、 C)。图7-14所示为拉深、翻边、缩口、扩口和 弯曲变形过程中毛坯各区的分布。
γ=εb /εt =ln(b0/b)/ln(t0/t)
2)材料力学性能与板料成形性能的关系
a.屈强比 σs /σb 越小,板料拉深性能越好。 b.塑性应变比 γ值越大,板料拉深性能好。 c.伸长率 δ越大,板料的弯曲与内孔翻边性能
越好。
d.加工硬化指数 n值越大,胀形性能越好。
3)用间接试验反映材料成形性能存在的缺陷 间接(力学性能)试验方法简单成熟,标准化 程度高。但是,由于试验是在单向应力状态下 进行的,故其不能反映应力状态对板料成形性 能的影响,也不能定量反映板料对不同成形工 序的成形性能。
第7章 板料成形性能与成形极限
板料成形性能是指板料对各种成形工艺的 适应能力。
板料成形性能主要包括成形性能、贴模性 能和定形性能。其总体构成所谓综合成形性能, 也叫做广义成形性能。其中成形性能(抗破裂 性能)可视为狭义的冲压成形性能,它是目前 生产中作为评定板料冲压成形性能的主要指标。
贴模性能是指板料在冲压成形中取得模具 形状的能力。制件出现折皱、翘曲、塌陷和鼓 起等几何面缺陷均会使贴模性能降低。定形性 能是指制件脱模后保持其在模内既得形状的能 力,故亦称冻结性能。制件出现尺寸误差与形 状误差使定形性降低,回弹是影响板料定形性 的最主要因素。
a.分析危险点的位置(见图7-10和图7-11) b.分析破裂产生的原因,指导工艺或模具的改 进 c.进行冲压(结构)件的极限设计 d.保证大批量生产的稳定性 e.板料成形计算机模拟的判据(见图7-12和图 7-13)
a)应变状态图 b)板厚应变分布 图7-10 筒形件拉深件的应变状态图
a)应变分布 b)应变状态图 图7-11 胀形件的应变状态图
1
D D CCV (
2
max
)
m in
图7-5 锥杯试验
5)用模拟试验反映材料成形性能存在的缺陷 直接或模拟试验能反映板料对某特定工艺的 成形性能。但是,它不具有一般性 。此外,它只 能反映材料宏观平均性能,不能反映材料的局 部性能。
(3)板料成形极限图及其应用 成形极限图(FLD)或成形极限线(FLC)是评定金
df
1 (d 2
f
max
d
f
min )
d f d0 100%
d0
图7-3 扩孔试验
3)弯曲试验 如图7-4,采用一系列具有不同底 部弧面半径的凸模,将试样按照规定的弯曲角 成形后,采用肉眼使用5倍放大镜观察,检查 其变形区外侧表面,观察到裂纹或显著凹陷后, 在实际弯曲半径上增加0.1mm安全裕度作为试 样的最小弯曲半径,以该表面不产生裂纹或显
所有冲压变形方式按毛坯变形区的应力状态 和变形特点,从塑性变形力学理论的角度又可 归纳为以下四种情况。
1)变形区受双向拉应力作用 可有以下两种 情况:σθ>σr>0和σr>σθ>0。在平面应 力状态屈服轨迹上的应力分区图(图7-15) 中处于AOH和HOG范围内,在应变分区图 (图7-16)中处于AOC和AON范围内,与此 相对应的工序是翻边和胀形等。 2)变形区受双向压应力作用 可有以下两种 情况: σθ<σr<0和σr<σθ<0。在应力 分区图中处于DOE和COD范围内,在应变分 区图中处于GOE和GOL范围内,与此相对应 的工序有缩口等。
属板料局部成形能力重要工具,在分析冲压成形的破 裂问题时经常使用。 1) FLD的涵义 冲压成形时,金属板料上缩颈或破裂区 表面应变量称为表面极限应变量。如图7-6,二维应变坐 标系中,用不同应变路径下表面极限应变量连成曲线 或勾画出条带形区域称为成形极限曲线(Forming Limit Curve,缩写FLC),极限应变量与极限曲线共同构成成
MOL和DOE范围,相对应的工序有拉深等。
(3)冲压成形力学分类的意义及作用 从变形力学特点将成形工序进行科学的分
类,研究其变形规律和本质差别,有利于找 出其共性问题和解决问题的途径和方法。提 高伸长类成形和压缩类成形方法的成形极限 的途径与方法是不一样的,以下分别加以讨 论。
1)提高伸长类成形极限的措施 a.提高材料的塑性 成形前退火、多次成形 的中间退火,都是为了消除材料硬化,提高 材料塑性,从而提高极限变形程度。
(2)直接(模拟)试验 针对特定工艺的试验。有:胀形(杯突)试
验、拉深与拉深载荷试验、扩孔试验、弯曲试 验、锥杯试验、凸耳试验等。
1)拉深与拉深载荷试验 a. 拉深试验 如图7-1,将圆片试样压置于凹模与 压边圈之间,通过凸模对其进行拉深成形。需 要采用不同直径的试样,并按照逐级增大直径 的操作程序进行拉深试验,以测定拉深杯体底 部圆角附近的壁部不产生破裂时允许使用的最 大试样直径(D0)max ,试验结束后用(D0)max计算
ln(1
e1
)
ln(1
e2
)
如图7-9,以表面应变e2(或ε2)为横坐标、表 面应变e1(或ε1)为纵坐标,建立表面应变坐 标系。在e1-e2坐标系中,习惯将e1和e2分度比 例为1:2,而在ε1-ε2坐标系中两者分度一般 相同。将试验测定表面极限应变量(e1、e2) 或(ε1、ε2)标绘在表面应变坐标系中。
根据表面极限应变量在坐标系中的分布特 征,将它们连成适当的曲线(图7-9a)或构成 条带形区域(图7-9b),即为成形极限曲线 (FLC)。
图7-9 成形极限图(FLD)标绘 注:• —表面极限应变量
ห้องสมุดไป่ตู้
3) 成形极限图的应用 根据成形极限图,将板料 划分为三个区域:安全区、破裂区和临界区。 不同工艺,不同工艺参数都会导致板料表面应 变量的不同,从而可以根据该工艺所处成形极 限图的位置,确定板材在冲压成形过程中抵抗 局部缩颈或破裂的能力。具体而言,成形极限图 有如下用途:
b.减小变形不均匀的程度 使变形趋向均匀, 减小局部的集中变形,可以使总的变形程度 加大。例如,胀形时均匀而有效的润滑可使 变形更均匀,有利于提高总的变形程度。另 外,与硬化指数n关系密切,原材料n值大, 能够防止产生过分集中的局部变形,使胀形、 翻边、扩口等的极限变形程度得到提高。
著凹陷时的最小相对弯曲半径rmin /t作为金属
薄板的弯曲性能指标。
图7-4 弯曲试验
4)锥杯试验 如图7-5, 圆片试样放在锥形 凹模孔内,通过钢球对试样进行复合成形, 即锥杯成形,发生破裂时停机,测量锥杯口
部最大外径Dmax和最小外径Dmin,用它们 计算锥杯值CCV作为金属薄板的“拉深+
胀形”复合成形性能指标。
图7-7 试验简图
下述两种方法可获得不同应变路径下表面
极限主应变。
a. 改变试样与凸模接触面间润滑条件 测定
FLD右半部分(双拉变形区,即e1>0、e2≥0 或ε1>0、ε2≥0)。
b.采用不同宽度的试样 用来测定成形极限图
的左半部分(拉-压变形区,即e1>0、e2≤0或 ε1>0、ε2≤0)。
形极限图(Forming Limit Diagram,缩写FLD) 。
图7-6 成形极限图(FLD)
2)成形极限图(FLD)试验 将一侧表面制有网 格的试样置于凹模与压边圈之间,压紧拉深筋 以外的材料,试样中部在外力作用下产生变形 (见图7-7),其表面上的网格圆发生变形,当 某个局部产生缩颈或破裂时,停止试验,测量 缩颈区或破裂区附近的网格圆长轴和短轴尺寸, 计算板料允许的局部表面极限主应变量(e1、 e2)或(ε1、ε2)。
图7-15 平面应力状态屈服轨迹上的应力分类图
根据变形区板料所受应力和应变状态,可分
为两大类:伸长类成形和压缩类成形。
当作用于变形区内平均应力σm >0,即拉应
力的绝对值最大时,在这个方向上的变形属伸
长变形,称这种冲压成形为伸长类成形。
当作用于变形区内平均应力σm <0,即压应
力的绝对值最大时,在这个方向上的变形属压
弯曲、拉深、胀形和翻边各节中提到的 工艺参数,最小相对弯曲半径r min ∕t、极限 拉深系数mmin、最大胀形深度hmax和极限翻边
系数Kfmin等反映板料拉伸失稳前总体尺寸可
以达到的最大变形程度,称为总体成形极限; 而在本章介绍的成形极限图,则是反映板料 失稳前局部尺寸可达到的最大变形程度,称 为局部成形极限。一般而言,板料的成形性 能越好,成形极限也就越高。
7.1 板料成形性能的试验方法与指标
(1)间接(力学性能)试验 间接反映板料成形性能的试验。主要有:拉
伸试验、剪切试验、扭转试验、硬度试验、 金相试验等,也称基本性能试验。 1)材料的力学性能及其主要参数 通过拉伸 试验,可得到如下与板料成形性能有关的力
学性能指标:屈服点σs 、抗拉强度σb 、屈 强比σs /σb 、加工硬化指数 n、伸长率δ 、 塑性应变比γ 等,其中:
裂时允许使用的最大试样直径和相应的载
荷极限拉深比。
图7—2 拉深载荷试验图
2)扩孔试验 如图7-3,试验时,将中心带有预制 圆孔试样置于凹模与压边圈之间压紧,通过凸 模将其下部试样压入凹模,使预制圆孔直径不 断扩大,直至孔缘局部发生开裂停止凸模运动。 测量试样孔径的最大值和最小值,用它们计算 扩孔率λ作为金属板料的扩孔性能指标。
缩变形,称这种冲压成形为压缩类成形。
图7-16 平面应力状态屈服轨迹上的应变分类图
在图7-15中,FOB是伸长类成形和压缩类成 形的分界线;在应变分区图7-16中,MOD是伸 长类成形和压缩类成形的分界线。
伸长类成形包括应变分区图中MON、NOA、 AOB、BOC及COD五个区。压缩类成形包括应 变分区图中MOL、LOH、HOG、GOE及EOD 五个区。
3)变形区受异号应力作用且拉应力绝对值大
于压应力绝对值 分为两种情况:σθ>0>σr 和 σr>0>σθ 。这两种情况在应力分区图中 处于GOF和AOB范围,在应变分区图中处于
MON和COD范围,相对应的工序有扩口等。
4)变形区受异号应力作用且压应力绝对值大
于拉应力绝对值,分两种情况: σθ>0>σr 和 σr>0>σθ 。这两种情况在应力分布区图 中处于EOF和BOC范围,在应变分区图中处于
板料发生失稳之前可以达到的最大变形 程度叫做成形极限。板料在冲压过程中可能 出现两种失稳现象,一种是拉伸失稳,表现 为板料在拉应力作用下局部产生缩颈和破裂; 另一种是压缩失稳,表现为板料在压应力作 用下起皱。
网格变形后形状如图7-8所示,长轴为d1、 短轴为d2,将d1和d2近似视为试样平面内一点上
的两个主应变方向。
图7-8 网格圆畸变
根据测量结果,计算试样表面极限应变。
e1 e2
d1 d0 d0
d2 d0 d0
100%
100%
1 2
ln d1 d0
ln d 2 d0
极限拉深比LDR。
LDR (D0 )max dp
图7-1 拉深试验方法
b. 拉深载荷试验 对圆片状试样进行拉深
时,试样直径D0与最大拉深力Fpmax,以及
与拉破试样的极限拉深力Fpf之间均具有近 似线性关系,利用这种关系,对多种不同
直径的试样进行试验测定Fpmax和Fpf以后, 可以求出杯体底部圆角附近壁部不产生破
(1)冲压成形时毛坯的区域划分
a)拉深 b)内缘翻边 c)缩口 d)扩口 e)弯曲
图7-14 冲压成形时毛坯各区划分举例
(2)冲压成形的力学分类 变形区的主应力状态图和主应变状态图不仅
从力学方面决定了冲压工序的性质,而且与成 形极限、成形质量以及所需的变形力与变形功 有密切的关系。它是制定成形工艺、设计模具 和确定极限参数的主要依据。研究冲压成形过 程,必须全面、清晰地了解整个变形区内的应 力应变状态特征以及在应力、应变场中连续变 化的规律。这样才能从本质上揭示各成形方式 之间的力学特点,并根据这些特点对各种成形 方法分类。
图7-12 轿车翼子板成形 过程数值模拟
图7-13 散热器片成形 过程数值模拟
7.2 现代冲压成形的分类理论
冲压成形时,在应力状态满足屈服准则的 区域将产生塑性变形,称为塑性变形区(A 区)。不同工序,随着外力作用方式和毛坯及 模具的形状、尺寸的不同,变形区所处的部位 也不相同。应力状态不满足屈服准则的区域, 不会产生塑性变形,称为非变形区。根据变形 情况,非变形区又可进一步分为已变形区(B)、 待变形区(C)和不变形区(D)。有时已变形区和 不变形区还起传力的作用,可称其为传力区(B 、 C)。图7-14所示为拉深、翻边、缩口、扩口和 弯曲变形过程中毛坯各区的分布。
γ=εb /εt =ln(b0/b)/ln(t0/t)
2)材料力学性能与板料成形性能的关系
a.屈强比 σs /σb 越小,板料拉深性能越好。 b.塑性应变比 γ值越大,板料拉深性能好。 c.伸长率 δ越大,板料的弯曲与内孔翻边性能
越好。
d.加工硬化指数 n值越大,胀形性能越好。
3)用间接试验反映材料成形性能存在的缺陷 间接(力学性能)试验方法简单成熟,标准化 程度高。但是,由于试验是在单向应力状态下 进行的,故其不能反映应力状态对板料成形性 能的影响,也不能定量反映板料对不同成形工 序的成形性能。
第7章 板料成形性能与成形极限
板料成形性能是指板料对各种成形工艺的 适应能力。
板料成形性能主要包括成形性能、贴模性 能和定形性能。其总体构成所谓综合成形性能, 也叫做广义成形性能。其中成形性能(抗破裂 性能)可视为狭义的冲压成形性能,它是目前 生产中作为评定板料冲压成形性能的主要指标。
贴模性能是指板料在冲压成形中取得模具 形状的能力。制件出现折皱、翘曲、塌陷和鼓 起等几何面缺陷均会使贴模性能降低。定形性 能是指制件脱模后保持其在模内既得形状的能 力,故亦称冻结性能。制件出现尺寸误差与形 状误差使定形性降低,回弹是影响板料定形性 的最主要因素。
a.分析危险点的位置(见图7-10和图7-11) b.分析破裂产生的原因,指导工艺或模具的改 进 c.进行冲压(结构)件的极限设计 d.保证大批量生产的稳定性 e.板料成形计算机模拟的判据(见图7-12和图 7-13)
a)应变状态图 b)板厚应变分布 图7-10 筒形件拉深件的应变状态图
a)应变分布 b)应变状态图 图7-11 胀形件的应变状态图
1
D D CCV (
2
max
)
m in
图7-5 锥杯试验
5)用模拟试验反映材料成形性能存在的缺陷 直接或模拟试验能反映板料对某特定工艺的 成形性能。但是,它不具有一般性 。此外,它只 能反映材料宏观平均性能,不能反映材料的局 部性能。
(3)板料成形极限图及其应用 成形极限图(FLD)或成形极限线(FLC)是评定金
df
1 (d 2
f
max
d
f
min )
d f d0 100%
d0
图7-3 扩孔试验
3)弯曲试验 如图7-4,采用一系列具有不同底 部弧面半径的凸模,将试样按照规定的弯曲角 成形后,采用肉眼使用5倍放大镜观察,检查 其变形区外侧表面,观察到裂纹或显著凹陷后, 在实际弯曲半径上增加0.1mm安全裕度作为试 样的最小弯曲半径,以该表面不产生裂纹或显
所有冲压变形方式按毛坯变形区的应力状态 和变形特点,从塑性变形力学理论的角度又可 归纳为以下四种情况。
1)变形区受双向拉应力作用 可有以下两种 情况:σθ>σr>0和σr>σθ>0。在平面应 力状态屈服轨迹上的应力分区图(图7-15) 中处于AOH和HOG范围内,在应变分区图 (图7-16)中处于AOC和AON范围内,与此 相对应的工序是翻边和胀形等。 2)变形区受双向压应力作用 可有以下两种 情况: σθ<σr<0和σr<σθ<0。在应力 分区图中处于DOE和COD范围内,在应变分 区图中处于GOE和GOL范围内,与此相对应 的工序有缩口等。
属板料局部成形能力重要工具,在分析冲压成形的破 裂问题时经常使用。 1) FLD的涵义 冲压成形时,金属板料上缩颈或破裂区 表面应变量称为表面极限应变量。如图7-6,二维应变坐 标系中,用不同应变路径下表面极限应变量连成曲线 或勾画出条带形区域称为成形极限曲线(Forming Limit Curve,缩写FLC),极限应变量与极限曲线共同构成成
MOL和DOE范围,相对应的工序有拉深等。
(3)冲压成形力学分类的意义及作用 从变形力学特点将成形工序进行科学的分
类,研究其变形规律和本质差别,有利于找 出其共性问题和解决问题的途径和方法。提 高伸长类成形和压缩类成形方法的成形极限 的途径与方法是不一样的,以下分别加以讨 论。
1)提高伸长类成形极限的措施 a.提高材料的塑性 成形前退火、多次成形 的中间退火,都是为了消除材料硬化,提高 材料塑性,从而提高极限变形程度。
(2)直接(模拟)试验 针对特定工艺的试验。有:胀形(杯突)试
验、拉深与拉深载荷试验、扩孔试验、弯曲试 验、锥杯试验、凸耳试验等。
1)拉深与拉深载荷试验 a. 拉深试验 如图7-1,将圆片试样压置于凹模与 压边圈之间,通过凸模对其进行拉深成形。需 要采用不同直径的试样,并按照逐级增大直径 的操作程序进行拉深试验,以测定拉深杯体底 部圆角附近的壁部不产生破裂时允许使用的最 大试样直径(D0)max ,试验结束后用(D0)max计算
ln(1
e1
)
ln(1
e2
)
如图7-9,以表面应变e2(或ε2)为横坐标、表 面应变e1(或ε1)为纵坐标,建立表面应变坐 标系。在e1-e2坐标系中,习惯将e1和e2分度比 例为1:2,而在ε1-ε2坐标系中两者分度一般 相同。将试验测定表面极限应变量(e1、e2) 或(ε1、ε2)标绘在表面应变坐标系中。
根据表面极限应变量在坐标系中的分布特 征,将它们连成适当的曲线(图7-9a)或构成 条带形区域(图7-9b),即为成形极限曲线 (FLC)。
图7-9 成形极限图(FLD)标绘 注:• —表面极限应变量
ห้องสมุดไป่ตู้
3) 成形极限图的应用 根据成形极限图,将板料 划分为三个区域:安全区、破裂区和临界区。 不同工艺,不同工艺参数都会导致板料表面应 变量的不同,从而可以根据该工艺所处成形极 限图的位置,确定板材在冲压成形过程中抵抗 局部缩颈或破裂的能力。具体而言,成形极限图 有如下用途:
b.减小变形不均匀的程度 使变形趋向均匀, 减小局部的集中变形,可以使总的变形程度 加大。例如,胀形时均匀而有效的润滑可使 变形更均匀,有利于提高总的变形程度。另 外,与硬化指数n关系密切,原材料n值大, 能够防止产生过分集中的局部变形,使胀形、 翻边、扩口等的极限变形程度得到提高。
著凹陷时的最小相对弯曲半径rmin /t作为金属
薄板的弯曲性能指标。
图7-4 弯曲试验
4)锥杯试验 如图7-5, 圆片试样放在锥形 凹模孔内,通过钢球对试样进行复合成形, 即锥杯成形,发生破裂时停机,测量锥杯口
部最大外径Dmax和最小外径Dmin,用它们 计算锥杯值CCV作为金属薄板的“拉深+
胀形”复合成形性能指标。
图7-7 试验简图
下述两种方法可获得不同应变路径下表面
极限主应变。
a. 改变试样与凸模接触面间润滑条件 测定
FLD右半部分(双拉变形区,即e1>0、e2≥0 或ε1>0、ε2≥0)。
b.采用不同宽度的试样 用来测定成形极限图
的左半部分(拉-压变形区,即e1>0、e2≤0或 ε1>0、ε2≤0)。
形极限图(Forming Limit Diagram,缩写FLD) 。
图7-6 成形极限图(FLD)
2)成形极限图(FLD)试验 将一侧表面制有网 格的试样置于凹模与压边圈之间,压紧拉深筋 以外的材料,试样中部在外力作用下产生变形 (见图7-7),其表面上的网格圆发生变形,当 某个局部产生缩颈或破裂时,停止试验,测量 缩颈区或破裂区附近的网格圆长轴和短轴尺寸, 计算板料允许的局部表面极限主应变量(e1、 e2)或(ε1、ε2)。
图7-15 平面应力状态屈服轨迹上的应力分类图
根据变形区板料所受应力和应变状态,可分
为两大类:伸长类成形和压缩类成形。
当作用于变形区内平均应力σm >0,即拉应
力的绝对值最大时,在这个方向上的变形属伸
长变形,称这种冲压成形为伸长类成形。
当作用于变形区内平均应力σm <0,即压应
力的绝对值最大时,在这个方向上的变形属压
弯曲、拉深、胀形和翻边各节中提到的 工艺参数,最小相对弯曲半径r min ∕t、极限 拉深系数mmin、最大胀形深度hmax和极限翻边
系数Kfmin等反映板料拉伸失稳前总体尺寸可
以达到的最大变形程度,称为总体成形极限; 而在本章介绍的成形极限图,则是反映板料 失稳前局部尺寸可达到的最大变形程度,称 为局部成形极限。一般而言,板料的成形性 能越好,成形极限也就越高。
7.1 板料成形性能的试验方法与指标
(1)间接(力学性能)试验 间接反映板料成形性能的试验。主要有:拉
伸试验、剪切试验、扭转试验、硬度试验、 金相试验等,也称基本性能试验。 1)材料的力学性能及其主要参数 通过拉伸 试验,可得到如下与板料成形性能有关的力
学性能指标:屈服点σs 、抗拉强度σb 、屈 强比σs /σb 、加工硬化指数 n、伸长率δ 、 塑性应变比γ 等,其中:
裂时允许使用的最大试样直径和相应的载
荷极限拉深比。
图7—2 拉深载荷试验图
2)扩孔试验 如图7-3,试验时,将中心带有预制 圆孔试样置于凹模与压边圈之间压紧,通过凸 模将其下部试样压入凹模,使预制圆孔直径不 断扩大,直至孔缘局部发生开裂停止凸模运动。 测量试样孔径的最大值和最小值,用它们计算 扩孔率λ作为金属板料的扩孔性能指标。
缩变形,称这种冲压成形为压缩类成形。
图7-16 平面应力状态屈服轨迹上的应变分类图
在图7-15中,FOB是伸长类成形和压缩类成 形的分界线;在应变分区图7-16中,MOD是伸 长类成形和压缩类成形的分界线。
伸长类成形包括应变分区图中MON、NOA、 AOB、BOC及COD五个区。压缩类成形包括应 变分区图中MOL、LOH、HOG、GOE及EOD 五个区。
3)变形区受异号应力作用且拉应力绝对值大
于压应力绝对值 分为两种情况:σθ>0>σr 和 σr>0>σθ 。这两种情况在应力分区图中 处于GOF和AOB范围,在应变分区图中处于
MON和COD范围,相对应的工序有扩口等。
4)变形区受异号应力作用且压应力绝对值大
于拉应力绝对值,分两种情况: σθ>0>σr 和 σr>0>σθ 。这两种情况在应力分布区图 中处于EOF和BOC范围,在应变分区图中处于