第六章 板料的冲压成形性能与成形极限.ppt

第六章 板料的冲压成形性能与成形极限;;;;;;;;;§6.2 现代冲压成形的分类理论;§6.2 现代冲压成形的分类理论;a)拉深 b)内缘翻边 c)缩口 冲压成形时毛坯各区划分举例; 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。;§6.2 现代冲压成形的分类理论;平面应力状态屈服轨迹上的应力分类图;平面应力状态屈服轨迹上的应变分类图 ;（1）冲压毛坯两向受拉应力的作用;（2）冲压毛坯变形区受两向压应力的作用;（3）冲压毛坯变形区受异号应力的作用，且拉应力的绝对值大于压应力的绝对值;（4）冲压毛坯变形区受异号应力的作用，且压应力的绝对值大于拉应力的绝对值; 综上所述，可以把冲压变形概括为两大类：伸长类变形与压缩类变形。当作用于毛坯变形区内的绝对值最大应力、应变为正值时，称这种冲压变形为伸长类变形，如胀形翻孔 与弯曲外侧变形等。成形主要是靠材料的伸长和厚度的减薄来实现。这时，拉应力的成分越多，数值越大，材料的伸长与厚度减薄越严重。当作用于毛坯变形区内的绝对值最大应力、应变为负值时，称这种冲压变形为压缩类变形，如拉深较外区和弯曲内侧变形等。成形主要是靠材料的压缩与增厚来实现，压应力的成分越多，数值越大，板料的缩短与增厚就越严重。; 由于伸长类成形和压缩类成形在变形力学上的本质差别，它们在冲压过程中出现的问题和解决的方法也是完全不同的，但是，对同一类变形中的各种冲压方法，却可以用相同的观点和方法去分析和解决冲压中的各种问题。以下举例说明。; 伸长类成形的极限变形参数主要决定于材料的塑性，并且可以用板材的塑性指标直接地或间接地表示。例如多数实验结果证实：平板毛坯的局部胀形深度、圆柱体空心毛坯的胀形系数、圆孔翻边系数、最小弯曲半径等都与伸长率有明显的正比关系。;§6.2 现代冲压成形的分类理论;§6.2 现代冲压成形的分类理论;§6.2 现代冲压成形的分类理论;§6.2 现代冲压成形的分类理论;§6.2 现代冲压成形的分类理论;§6.2 现代冲压成形的分类理论;项 目;§6.2 冲压成形区域与成形性能的划分;冲压成形区域图 吉田分类图;§6.2 冲压成形区域与成形性能的划分; 除回转对称形状零件外，更多是非对称零件。冲压非对称零件时，变形最剧烈且最容易发生破裂部位是侧壁转角处。把这些转角部位视为局部轴对称区域，用该部位变形性质代表零件成形方式，转角θ成为又一个影响成形方式几何参数。θ=0时，成形方式转变为弯曲，可将四种典型成形方式用几何参数d0∕dp、dp∕D和θ联系在一起如图所示。吉田图的提出，有助于分析、认识成形工序之间的关系，研究几何条件对成形工艺的影响，也为划分成形性能打下了基础。;§6.2 冲压成形区域与成形性能的划分;§6.2 冲压成形区域与成形性能的划分;§6.2 冲压成形区域与成形性能的划分;§6.3 冲压成形性能试验方法与指标; 板材的胀形性能试验又称为杯突试验或压穴试验 。一般包括Erichsen胀形试验和瑞典式纯胀形试验。它是测定板材冲压性能的一种工艺性试验。; 先将平板坯料试样放在凹模平面上，用压边圈压住试样外圈，然后，用球形冲头将试样压入凹模。由于坯料外径比凹模孔径大很多，所以，其外环不发生切向压缩变形，而与冲头接触的试样中间部分坯料受到双向拉应力作用而实现胀形成型 。 在胀形成型中，把试样出现裂纹时冲头的压入的深度称为胀形深度或Erichsen试验深度，简计为IE值。 IE值越大，胀形性能及拉深类成型性能越好。 ;§6.3 冲压成形性能试验方法与指标;K·W·I扩孔试验原理: ?用有预加工小孔（小孔直径规定为扩孔冲头直径的30％）的平板坯料进行扩孔。 ?试验时，将试样放在凹模与压边圈之间压死，凸模运动，直至孔口边缘因孔径扩大而出现裂纹为止。测量此时的最大孔径dfmax和最小孔径dfmin，用来计算极限扩孔率。极限扩孔率λ值是作为鉴定板材翻边成型性能的一个材料特性值，λ值越大，板材的翻边性能越好。 ;§6.3 冲压成形性能试验方法与指标;§6.3 冲压成形性能试验方法与指标;图6-10 冲杯试验1-凸模 2-压边圈 3-凹模 4-试样;§6.3 冲压成形性能试验方法与指标;§6.3 冲压成形性能试验方法与指标;§6.3 冲压成形性能试验方法与