（材料加工工程专业论文）管端弧口冲切工艺的理论与实验研究.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 管端弧口冲切加工是为了将多根管材连接在起得到所需要的产品结构，而 将管材的端口加工出弧口形状的成形方法。由于管材自身的空心截面形状特点， 在冲切加工时容易出现管壁塌陷、断面畸变、管壁材料撕裂等严重影响质量的问 题。为解决以上问题，促进管材冲切技术的进一步发展，本文应用数值模拟与实 验相结合的方法，系统研究以下内容： 管端弧口冲切工艺的应用、分类和国内外的研究现状； 通过标准试样的拉伸实验，获取材料的相关物理参数。将实验参数代入 d e f o r m 中对拉伸实验及管端弧口冲切过程进行数值模拟，通过数值模拟结果与 物理实验结果的对比、验证，得到适合于该工艺的断裂准则及对应的断裂阀值； 应用d e f o r m 3 d 中对管端弧口冲切过程进行数值模拟，研究不同凸模形 状、凸模参数及间隙对断面质量的影响规律，确定出最优工艺参数； 管端弧口冲切实验用模具设计及冲切实验，测量成形后的断面畸变程度， 并与有限元模拟结果进行对比分析，验证结论的正确性； 通过本课题的研究，对管端弧口冲切工艺有了更加深入的认识，相关结论可 直接用于指导生产，有助于该工艺的发展。 关键词：管材，冲切，断裂准则，质量，实验 重庆大学硕士学位论文英文摘要 a b s t r a c t p u n c h i n gp r o c e s so fa r c s h a p e dt u b ee n di san e wp r o c e s sw h i c hc a l lm a k ea r c s h a p ei nt u b es h a p ee n df o rg e t t i n gt h ec o n f i g u r a t i o nc o n n e c t i n gw i t hm a n yt u b e s b e c a u s et h ep a r t i c u l a r i t yo ft u b ec r o s ss e c t i o ns t r u c t u r e h o l l o w ，p u n c h i n gp r o c e s so f a r c s h a p e dt u b ee n dw o u l db r i n gm a n ys e r i o u sp r o b l e m ss u c ha sn o t c ho nt u b ew a l l ， d i s t o r t i o no fp u n c h i n gs e c t i o n ，m a t e r i a la v u l s i o no ft u b ew a l la n ds oo n t h i sp a p e rd i d ac o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so ft u b es h a p ee n da r c p u n c h i n g p r o c e s sb ym e a n so f n u m e r i c a ls i m u l a t i o na n de x p e r i m e n t a ls t u d y ，f o rr a v e l i n go u tt h eb a dq u a l i t yo ft h i s p r o c e s sa n d t h ep r o b l e mo fm o r e ，a n da c c e l e r a t i n gt h ed e v e l o p m e n to f p u n c h i n gp r o c e s s o fa r c - s h a p e dt u b ee n d t h em a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ： i n t r o d u c e dt h ea p p l i c a t i o na r e a s ，c l a s s i f i c a t i o na n dt h ep r e s e n ts t a t e so ft u b e s h a p ee n da r c - p u n c h i n gp r o c e s si nd e t a i l g a i n e dt h er e l a t i v ep h y s i c a ld a t ao fm a t e r i a lb yt h er e s u l t so fs t a n d a r ds p e c i m e n t e n s i l et e s t t h e ns i m u l a t e dt h ep r o c e s so ft e n s i l et e s t sa n dp u n c h i n gp r o c e s so f a r c s h a p e dt u b ee n di nd e f o r ms o f t w a r ea f t e ri n p u t t i n gt h ed a t ag a i n e db yt e n s i l e t e s t s ，d r e wac o m p a r i s o na n dd e m o n s t r a t i o nb e t w e e ns i m u l a t e dr e s u l t sa n dp h y s i c a lt e s t r e s u l t s ，a c h i e v e dt h ef r a c t u r ec r i t e r i o na n dc r i t i c a lv a l u ef i tf o rt h i sp r o c e s s s i m u l a t e dp u n c h i n gp r o c e s so fa r c s h a p e dt u b ee n di nd e f o r m 一3 d ，a n a l y z e d t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nq u a l i t yo fc u t t i n gf a c ea n dd i f f e r e n tt o pd i es h a p e 、d i f f e r e n tt o p d i ep a r a m e t e ra n dc l e a r a n c e ，t h e nc o n f i r m e dt h em o s ta p p r o p r i a t ep a r a m e t e r s d e s i g n e dt h ee x p e r i e n c em o u l da n dc a r r i e dp u n c h i n gp r o c e s so fa r c - s h a p e d t u b ee n dt e s tt h r o u g h ，m e a s u r e dt h ed e g r e eo fd i s t o r t i o no fs e c t i o n ，c o m p a r e dt h e s i m u l a t i n gr e s u l t s ，t h er a t i o n a l i t ya n df e a s i b i l i t yo fa b o v ec o n c l u s i o n sa r ee x a m i n e d a f t e rt h er e s e a r c ho ft h i sp a p e r , a c h i e v e dat h o r o u g hu n d e r s t a n d i n go fp u n c h i n g p r o c e s so fa r c - s h a p e dt u b ee n d , t h er e s u l t sc o u l da c c e l e r a t et h ed e v e l o p m e n to ft h i s p r o c e s sa n d b eu s e dt og u i d ep r o d u c t i o nd i r e c t l y k e y w o r d s ：t u b e ，p u n c h i n g ，f r a c t u r ec r i t e r i o n ，q u a l i t y ，e x p e r i m e n t 本人声明所 学位论文独创性声明 中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 黧彳簿啄垮 导师鼢l m 签字日期： 签字日期： 学位论文使用授权书 本人完全了解重庆大学有关保留、使用学位论文的规定。本人完全同意中 国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程( 以 下简称“章程”) ，愿意将本人的礁 士学位论文锈猫翰地受茔弦冱乏蠢撇 提交中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社( t n k i ) 在中国博 数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库以及重庆大学 博硕学位论文全文数据库中全文发表。中国博士学位论文全文数据库、中 国优秀硕士学位论文全文数据库可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出 版，并同意编入c n k i 中国知识资源总库，在中国博硕士学位论文评价数据 库中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益和承担相应义 务。本人授权重庆大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；可以公开 论文的全部或部分内容。 作者签名：导师签名： 备注：审核通过的涉密论文不得签署“授权书一，须填写以下内容： 该论文属于涉密论文，其密级是，涉密期限至年一月一日。 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 概述 管材具有空心截面的形状特点，与实心断面的制件相比，在相同抗弯和抗扭 强度条件下，管状断面制件的重量更轻。如在汽车工业中采用管类中空铝型材作 车身结构和保险杠，在保持与钢铁制件具有同等的抗冲击强度条件下，能减轻 3 0 4 0 车体质量，且当汽车发生碰撞等意外事故时，中空结构还可以吸收因碰 撞带来的冲击能保护乘客的安全。因而在航空航天、汽车、摩托车、机械、化 工等部门得到了广泛的应用n 管材塑性加工是以管材作毛坯，通过各种塑性加工手段制造管材零件的技术。 管材塑性加工也可以理解为是对管材的二次加工，属于管材深加工技术的范畴。 根据管材零件的技术条件及不同使用要求，应分别选用相应的塑性加工方法。 强韧化、轻型化、优质、高教、低耗、清洁、灵活、精密是塑性加工的发展 方向，这就要求工艺分析由定性走向定量、工艺设计由传统的单纯依赖工作者经 验走向更多的借助于先进的科学技术。管材塑性加工技术要不断吸收机械、材料、 计算机技术和自动化技术等领域的成果，将其运用到生产制造的全过程进而形成先 进曾材塑性加工技术。例如，通过对传统塑性成形过程进行计算机数值模拟，可 以获得金属变形的详细规律，如同格变形、速度场、应力场以及应变场分布规律、 载荷行程曲线，确定成形力、指导预成形设计、预测成形缺陷、优化成形过程、 指导模具设计与制造，从而提高产品质量、缩短生产周期、降低成本【2 】。 1 1 1 管端弧口冲切工艺简介 在摩托车、自行车、家俱等产品中，经常会见到图1 1 所示的管材焊接结构， 为了将两根管材连接在一起，需要对切断后的管材端口加工出弧口形状。管端弧 口加工可以采用两种方法：铣削加工和冲切加工。前者虽能保证加工质量，但刀 具易损坏、效率低、噪声大、且成本也很高。在大批量生产时，应该优先考虑生 产效率高、质量稳定、成本低、安全可靠的冲切) j o t 方法。但是由于管材结构的 一 圈1 1 管材焊接结构 f i g l1 t h e w e l d i n gc o r 击g v , r a t l o n o f t u b e 重庆大学硕士学位论文绪论 特殊性，冲切时容易出现管壁塌陷、断面畸变、管壁材料撕裂( 图l2 ) 等严重影响 成形质量的问题，有时甚至使其无法用冲压方法生产，因此钢管的端头弧口冲切 加工长期以来并未得到很好的应用。 图12 管端弧口冲切加工的缺陷 f i g l2 t h e d i s f i g u r e m e n t s o f t u b ec i r c u l a ra r c - s h a r d p u n c h l a g 根据冲切时有无芯棒可将管端弧口冲切分为有芯冲切和无芯冲切p 】，此外根据 冲切时凸模轴线与被冲切管材轴线之间夹角0 的大小( 只考虑轴线相交) ，可将管端 弧口冲切分为垂直冲切( 图13 ( a ) ) 与斜交冲切( 图13 ( b ) ) 两种，生产中将满足 8 0 。_ a ) ( 口+ 去) 2( 6 + 去) 2 二二 由于最大径向位移6 不易确定，且椭圆凹模加工的难度大于圆凹模，在实际生 产中可将其简化成双圆凹模【2 0 1 ( 图2 7 所示) 。 2 3 冲切过程相关参数的确定 在设计管端弧口冲切模具时，除了要确定凸、凹模的参数外，还需要选择冲 切凸模的形式、计算冲切行程和冲切力的大小。 2 3 1 凸模的选择 考虑到成形后的断面质量和管壁的塌陷程度，优先选用图1 5 所示的单圆柱双 切面凸模或双圆柱双切面凸模，在实际生产中针对具体的管端弧口冲切工艺，可 采用以下标准选择凸模的形状【2 1 】：( 令，= d 2 、r = d 2 ) 当r k 1 4 2 r 2 一( ，一f ) 2 时，i q = 1 1 一1 2 ，采用单圆柱双切面凸模 当r k ，- 2 一o f ) 2 时，采用双圆柱双切面凸模 显然双柱双切面凸模小圆柱面的半径丑仍然为：足= r ，而大圆柱面的半径足 及高度h 可根据公式( 2 1 2 ) 求得： r = k r = k r 2 一( r r ) 2 + ，( 2 1 2 ) 式中：k = i 0 5 - 1 1 0 、足= 尺2 - ( r - t ) 2 + r 为临界值，当心= 足时，管材的 顶端尖锐部分恰好被凸模工作面割去。但为了提高可靠性、增加凸模的强度和刚 度，要求足 足，因此r 要乘以大于一的系数k 。 而：h = r 一, r 2 一( ，一，) 2 2 3 2 冲切行程 要想准确计算管端弧口冲切所需行程比较困难，因为该过程除了涉及到材料 的剪切过程外，还与材料的撕裂分离过程密切相关。但是凸模的冲切行程至少应 包括刚接触管壁材料到管壁废料完全脱离管材母体的这段距离，还应该考虑前后 的辅助余量。管端弧口冲切凸模的行程三可由下式确定【5 】： l = d c o s o + d ( t a n a - t a n o ) + 5 一l o m m 式中：a 凸模的角度 0 管材轴线与竖直方向的夹角 d 神切凸模直径 d 歆剖切管坯直径 1 0 重庆大学硕士学位论文 2 管端弧口冲切的理论分析 2 3 - 3 冲切力 管端弧口冲切的冲切力变化十分复杂，一般来说它和凸模的直径、形状、管 材外径、相对壁厚、切入角度材料特性等因素密切相关，要精确计算十分困难。 在实际生产中简化为冲切时最大冲切力不会不会超过整个断面同时剪断时的剪断 力k 5 1 ，可将作为冲切所需的参考力： k = k t a = k r r c ( d 2 一d 2 ) 4 = k r j r t ( d f ) 式中：k 系数，常取1 1 1 3 d 被剖切管坯外径 d 被剖切管坯内径 f 趟剖切管坯壁厚 f 剪切应力温度 2 4 本章小结 本章对影响管端弧口冲切断面质量的凸模和凹模形状从理论上进行了分析， 得到了凸模和凹模几何形状参数计算公式，优化了凸模和凹模的结构。并且给出 了实际冲切过程中凸模形状的选择、冲切行程和冲切力的理论计算公式。 重庆大学硕士学位论文3 韧性断裂阀值的选取 3 韧性断裂阀值的选取 在金属冲切断裂的数值模拟中，韧性断裂阀值的选取对模拟精度有非常大的 影响。本章将简要介绍材料断裂的相关理论及常用的韧性断裂准则，并通过对2 0 钢标准管材试样的拉伸试验，同时借助于d e f o r m 软件，得到适合于2 0 钢有限元 模拟的韧性断裂阀值。 3 1 材料的断裂理论及韧性断裂准则 断裂是金属材料在外力的作用下丧失连续性的过程，它包括裂纹的萌生和扩 展两个基本过程。材料在塑性大变形过程中的断裂，不仅会使整个成形过程失败， 有时还会造成严重的安全事故。因而断裂的研究在工程上有很重要的实际意义。 3 1 1 金属材料的断裂理论 金属材料的抗断裂性能不但与其化学成分和显微组织等内部条件有关，而且 与应力状态、环境温度、变形速度、摩擦与润滑和介质等条件有关，目前对断裂 的研究涉及到断裂力学、断裂物理、断裂化学及端口学等几个方面。 从工程实用角度来看，断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂。前者断裂前不产 生塑性变形，但在局部区域仍存在一定的塑性变形；后者断裂前会产生大范围的 塑性变形，断裂时的名义应力高于材料的屈服强度。 因实际工程中多数材料在断裂发生前会产生较大的塑性变形，属于韧性断裂 的范畴，所以这里主要介绍一下韧性断裂的机理。现有韧性断裂理论认为材料的 断裂大多是由其内部空穴的聚集和扩展引起的，这些空穴是由材料中的位错堆积、 第二相粒子、缩松缩口、夹杂或其它缺陷产生的。金属材料在外力作用下产生塑 性变形，其内部的空穴在应变和三轴应力的作用下增长、扩大，直至一定数量的 空穴聚集在一起形成初始裂纹。在外力的继续作用下大量空穴裂纹会不断聚集在 一起造成裂纹的扩展延伸，当其扩展到材料的表面时，材料就产生断裂【2 雄3 1 。 与传统的“断裂力学”将材料内部缺陷简化为一个或有限个宏观裂纹，研究带裂 纹体的强度以及裂纹的扩展规律，建立宏观断裂判据不同。损伤力学把微细空隙 的力学作用理解为连续变量场( 损伤场) ，并由此研究含有微细空隙材料的性质及微 细空隙的扩展。旨在解释材料的破坏机理、建立受损材料的本构模型、建立损伤 的演变方程，它与断裂一起构成材料变形、破坏的物理全过程。 损伤的研究方法目前主要有连续介质损伤理论和细观损伤理论。连续介质损 伤理论的基础是宏观的连续介质力学和连续介质的热力学，它在物体内部引进连 续变化的损伤变量来表征各类细观损伤，利用热力学的公式和定律以及内变量理 1 2 重庆大学硕士学位论文3 韧性断裂阀值的选取 论，唯象地研究材料的本构方程和损伤演变规律。细观损伤理论研究方法的关键 是建立能反映损伤物理本质的细观模型，如在韧性损伤的研究中采用能反映韧性 断裂过程中裂纹形成和扩展的细观机制一空洞成核、长大和汇合的本构理论来描 述材料的力学行为1 2 4 2 6 j 。 3 1 2 韧性断裂准则 虽然断裂问题在金属塑性加工中是一种常见的现象，但是早期对工件断裂的 判断往往停留在强度理论上，以等效应力或等效应变作为是否出现断裂的判据。 这显然承袭了结构设计中的思想，实际上并不能满足加工工艺的需要，于是许多 学者提出了各种韧性断裂破坏的判断准则，这些准则可以分为两类：第一类称为 基于试验的准则，它主要是通过标准的常规试验来获取材料的试验数据，然后用 于对材料成形过程中的延性断裂的判断上。从所分析的尺度和方法上讲，它属于 宏观断裂力学的范畴。这种方法的缺陷是简单的力学实验条件和金属成形过程的 条件相差甚远，由简单实验得出的经验值应用到复杂的成形分析中，具有很大的 近似，且该类准则不能判断工件的内部裂纹【2 7 】；第二类称为基于微观组织的准则， 这种方法可以将空穴的几何参数在材料的本构方程中加以描绘，可以分析断裂的 过程中裂纹形成、发展的微观组织变化。它考虑了空穴的几何尺寸对断裂的影响， 将各种影响断裂的因素考虑到材料的本构关系中，属于连续损伤力学范畴，它旨 在利用连续介质力学来研究具有细观结构固体变形及破坏行为【2 8 】。 要对材料的韧性断裂过程进行准确的描述，就必须将空穴的几何参数在材料 的本构方程中加以描述，分析材料断裂过程中裂纹形成、发展的微观组织变化， 属于细观损伤力学的范畴。但是到目前为止，细观损伤力学对材料的大变形中的 韧性损伤研究还不是很深入，且建立合理的损伤本构方程还有一定的困难。所以 现在预测金属冲切成形过程韧性断裂最有效的方法还是通过研究材料的应力、应 变历史，建立合理的局部韧性断裂准则。 在1 9 5 0 年f r e u d e n t h a l 2 9 】首先以综合能量观点提出以等效应力与等效塑性应变 的积分函数定义破坏的发生时机，认为当单位体积之应变能量( 即塑性变形功) 达到 阀值时，材料就产生宏观裂纹，该模型没有考虑静水应力及拉伸主应力的影响。 c = r 广a d 一6 ( 3 1 ) 式中：c 材料的断裂阀值( 即临界破坏值) 仃等效应力 s ，材料断裂时的等效塑性应变 c o c k c r o f t & l a t h a m t 3 0 l 贝j 认为断裂主要与拉伸主应力有关，即对于给定的材 料，在一定的温度和应变速率下，当最大拉应力一应变能达到材料断裂的临界破 1 3 重庆大学硕士学位论文3 韧性断裂阀值的选取 坏值时，材料产生断裂。 c = 广，尘苏 由仃 ( 3 2 ) 式中：仃材料断裂时的最大拉应力 当0 1 0 时，仃= 吼当吼 5 0 0 或 卢 5 0 0 后继续增大凸模的角度，虽然也能减小管壁的塌陷，但是此时凸模顶端刃 口部分很尖锐，凸模的刚度和强度都严重减小，凸模的使用寿命急剧降低。 o1 02 03 04 05 06 0 角度b ，。 图4 9 不同角度凸模成形的最大冲切力 f i 9 4 9t h em a x i m a lf o r c eo f p u n c h i n gw i t hd i f f e r e n tt o pd i ea n g l e 图4 9 所示为不同a 、卢角单圆柱双切面凸模和单圆柱单切面凸模( 卢= 0 ) 成形 时的最大冲切力f 曲线。根据曲线可知对于这两种凸模来说，最大冲切力f 基本 上是随着角度a 的增大而减小的，虽然单圆柱双切面凸模成形时除了要把废料部 分管壁压扁之外，还要把该部分管壁压成内凹形状，但是其最大冲切力f 基本上 仍小于单圆柱单切面凸模的最大冲切力，。这是因为前者在相同a 角度条件下对管 壁的最大切割面积远小于后者，虽然增加了废料部分管壁的内凹弯曲变形力，但 仍不足以抵消由于该切割面积急剧减少带来的冲切力，的降低。 而对于单圆柱双切面凸模来说，最大冲切力f 虽然基本上是随着角度a 的增 大而减小的，但是并不是随着口角的增大而呈规律性的减小。对于任一a 角来说， 最大冲切力f 随卢角的变化曲线在3 5 0 p 4 5 0 之间存在一极大值点，且在该范围 内最大冲切力f 的波动幅度并不是很大，这主要是与凸模对管壁的切割面积有关， 切割面积大时最大冲切力f 大，反之则小，显然在该范围内最大切割面积的变化 并不是很剧烈。虽然在p 5 0 0 后进步增加凸模角度卢也对降低最大冲切力f 也 有利( 如口= 卢= 6 0 0 时冲切力最小) ，但是这时候凸模的顶端越来越尖锐，冲切管壁 材料时其顶端刃口处应力集中较小角度单圆柱单切面凸模或单圆柱双切面凸模越 发严重，图4 1 0 所示即为最大冲切力，条件下不同角度凸模的受力情况。 砖阳晒 弱12弱为 毫专rs定k孵 重庆大学硕士学位论文 4 管端弧口冲切的有限元数值模拟 砷口= 2 0 0 b ) a = 6 0 。 c ) a = 2 0 0 ，卢= 1 0 0d ) a = 2 0 0 ，卢= 4 7 i - 1 0a = 4 5 0 , 口= 1 0 0o 口= 4 5 。，口= 4 5 0 “ 6 e 董。 晶“ 装们 司 3 2 圈41 0 不同角度凸模的受力情况 f l 酗1 0 t h e f o r c ea c t i n g 。n t o pd i e w i t hd i f f e r e n t 皿g l e 。 ” ”角赢，。4 。 ” 图41 l 不同角度凸模的冲切行程 f i 9 4 1 1 t h e p u n c hs t r o k eo f t o p m e w i t h d i f f e r e ma n g l e i铲 一 il _ 一l 广 ；芦， _ ， 一 ： 一 、t f ，- 【_ ， ， 一 ，* ， 一 ， 一 嚣筌当 ，o舀一 皆 u1_1lj1j1jj，1j1 重庆大学硕士学位论文4 管端弧口冲切的有限元数值模拟 据图可知，在2 0 0 眠芦4 5 0 范围内，随着角度的变化，凸模刃口处的最大 等效应力变化并不是很剧烈，基本都是在2 0 0 0 m p a 3 0 0 0 m p a 之间。而在a = 6 0 0 时，不论是对单圆柱单切面凸模还是任意口角度单圆柱双切面凸模，其刃口处的 最大等效应力迅速增大到5 0 0 0 m p a 以上，加剧了崩刃的趋势。且增大凸模a 角对 刃口处应力集中的影响较增大p 角对刃口处的应力集中要显著得多。再者增大凸 模的a 和口角除了会使其寿命迅速下降外，还会增加凸模完成整个冲切过程的行 程s ( 图4 1 1 ) ，因为凸模的冲切行程是随着a 和卢角的增大而增大的。 综上所述，在同时考虑径向凹坑深度h 、最大冲切力f 、凸模冲切行程s 和模 具寿命的前提下，优先选用单圆柱双切面凸模。而该凸模的a 和卢角合理的取值 范围分别为：3 5 0 倪s4 5 0 、4 0 0 p 4 5 0 ，且推荐口a 。 4 4 3 孔径蟊对冲切质量的影响 对于图4 2 ( c ) 所示带孔单圆柱双切面凸模，因其前切面与后切面形成的刃口轮 廓与图4 2 ( b ) 所示无孔单圆柱双切面凸模相同，所以在相同参数条件下成形时对管 壁造成的凹坑深度h 和凸模的冲切行程s 与无孔单圆柱双切面凸模( 巩= o ) 相差不 大，仅对成形时的最大冲切力f 有所影响。 6 2 毫5 8 k r5 6 墨 是5 4 k 皤5 2 5 0 4 5 孔径d l r a m 图4 1 2 不同孔径凸模成形的最大冲切力 f i 酣1 2t h em a x i m a lf o r c eo f p u n c h i n gw i t hd i f f e r e n ta p e r t u r eo f t o pd i e 图4 1 2 所示即为a = p - - 4 0 0 时不同孔径巩对最大冲切力f 的影响，根据曲线 可知，除d l = 1 6 m m 外，其余孔径的单圆柱双切面凸模的最大冲切力，均大于相同 条件下的无孔单圆柱双切面凸模的最大冲切力尸。 当d l 1 0 m m 后，由于凸模上的d 部分( 图42 ( c ) 所示) 与 废料部分的接触时间很晚，则其对废料部分的变形作用时间延迟，瞬时变形程度 减小，变形抗力也相应减小，所以其最大冲切力，又呈下降的趋势：当而= 1 6 m m 时，d 部分在整个冲切过程中均不与废料部分接触，最大冲切力f 取得最小值。 当d 1 6 m m 后，凸模后切面对废料部分管壁完全没有推挤作用了，则最大切割面 积又有所增大，所以最大冲切力f 又呈上升的趋势。 a ) 吐= 4 r a mb ) 4 = 2 0 r a m 图4 1 4 不同孔径凸模的受力情况 f 1 1 4 n e f o r a c t i n go i l t o p d i e , , v i t hd i f f e 瑚t8 p c t t u r e 带孔单圆柱双切面凸模对于降低管壁的塌陷和断面畸变作用并不是很明显， 还有增大最大冲切力，的可能。再者孔径太大的话管坯除了对模具刃口处有力的 作用外，对孔与模具交线的上部分还会产生很太的应力集中( 图41