板料的
沖壓成形性能
(I\aGGW ";xG[ne$Be 板料對各種沖壓成形加工的適應(yīng)能力稱為板料的沖壓成形性能。具體地說,就是指能否用簡便地工藝方法,高效率地用坯料生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)沖壓件。沖壓成形性能是個綜合性的概念,它涉及到的因素很多,其中有兩個主要方面:一方面是成形極限,希望盡可能減少成形工序;另一方面是要保證沖壓件質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。下面分別討論。
:k JSu{p <Q%o}m4Kt (一)成形極限
G*n5`N@>7 Z|3l2ucl 在沖壓成形中,材料的最大變形極限稱為成形極限。對不同的成形工序,成形極限應(yīng)采用不同的極限變形系數(shù)來表示。例如彎曲工序的最小相對彎曲半徑、拉深工序的極限拉深系數(shù)等等。這些極限變形系數(shù)可以在各種沖壓手冊中查到,也可通過實(shí)驗(yàn)求得。
S"fnT*:.% IU3OI:uq 依據(jù)什么來確定極限變形系數(shù)呢?這要看影響成形過程正常進(jìn)行的因素是哪些。沖壓成形時外力可以直接作用在毛坯的變形區(qū)(例如脹形),也可以通過非變形區(qū),包括已變形區(qū)(例如拉深)和待變形區(qū)(例如縮口、擴(kuò)口等),將變形力傳給變形區(qū)。因此,影響成形過程正常進(jìn)行的因素,可能發(fā)生在變形區(qū),也可能發(fā)生在非變形區(qū)。歸納起來,大致有下述幾種情況:
r{Xh]U&>k (z"Cwa@e 1.屬于變形區(qū)的問題
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p-v <}B]f1zX 伸長類變形一般是因?yàn)槔瓚?yīng)力過大,材料過度變薄,局部失穩(wěn)而產(chǎn)生斷裂,如 脹形、翻孔、擴(kuò)口 和彎曲外區(qū)等的拉裂。壓縮類變形一般是因?yàn)閴簯?yīng)力過大,超過了板材的臨界應(yīng)力,使板材喪失穩(wěn)定性而產(chǎn)生起皺,如縮口、 無壓邊圈拉深 等的起皺。
CjIkRa@!x Kw'A%7^e 2.屬于非變形區(qū)的問題
WT!%FQ9 /(vT49(] 傳力區(qū) 承載能力不夠:非變形區(qū) 作為傳力區(qū)時 ,往往由于變形力超過了該傳力區(qū)的承載能力而使變形過程無法繼續(xù)進(jìn)行。也分為兩種情況:
r$*k-c9Bf fv)-o&Q# 1)拉裂或過度變。焕缋钍抢靡炎冃螀^(qū)作為拉力的傳力區(qū),若變形力超過已變形區(qū)的抗拉能力,就會在該區(qū)內(nèi)發(fā)生拉裂或局部嚴(yán)重變薄而使工件報廢。
:y]l`Mo - jp2l}C 2)失穩(wěn)或 塑性鐓粗 : 例如擴(kuò)口和 縮口工序是利用待變形區(qū)作為壓力的傳力區(qū),若變形力超過了管坯的承載能力,待變形區(qū)就會因失穩(wěn)而壓屈,或者發(fā)生塑性鐓粗變形。
U4Qc$&j> ~Fisno 非傳力區(qū)在內(nèi)應(yīng)力作用下破壞 :非變形區(qū)不是傳力 區(qū)時,由于變形過程中金屬流動的不均勻性,也可能產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力而使之破壞。根據(jù)發(fā)生問題的部位不同,可分為:
Tqm9><!r O@Xl_QNxc! 1)待變形區(qū)拉裂或起皺:例如在盒形件的后續(xù)拉深工序中,待變形區(qū)金屬流入變形區(qū)的速度不一致,靠直邊部分流入速度快,角部金屬流入速度慢。在這兩部分金屬的相互影響下,直邊部分容易發(fā)生拉裂,角部則容易沿高度方向壓屈起皺。
haB$W 4x CM7j^t 2)已變形區(qū)拉裂或起皺:如薄壁件反擠時,若金屬從變形區(qū)流到已變形區(qū)的速度不均勻, 則速度 快的 部位易因受 附加壓應(yīng)力而起皺,速度慢的部位易受附加拉應(yīng)力的作用而開裂。
'9i:b]Hru e}7qZ^ 綜上所述,不論是伸長類還是壓縮類變形,不論問題發(fā)生在變形區(qū)還是非變形區(qū),其失穩(wěn)形式無非兩種類型: 受拉部位 發(fā)生縮頸斷裂,受壓部位發(fā)生壓屈起皺。為了提高沖壓成形極限,從材料方面來看,就必須提高板材的塑性指標(biāo)和增強(qiáng)抗拉、抗壓的能力。
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i 5$N4<Lo7 (二)成形質(zhì)量
:#b[gWl0Ru u\>Ed9^ 沖壓零件不但要求具有所需形狀,還必須保證產(chǎn)品質(zhì)量。沖壓件的質(zhì)量指標(biāo)主要是厚度變薄率、尺寸精度、表面質(zhì)量以及成形后材料的物理力學(xué)性能等。
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