第6章 冲压性能及成形极限.ppt

1、第六章 冲压性能与成形极限,1、冲压成形性能：板料对冲压成形工艺的适应能力。 2、拉伸失稳： 板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂的现象。 3、压缩失稳： 板料在压应力作用下起皱的现象。 4、成形极限： 板料发生失稳前可以达到大的最大变形程度。 5、总体成形极限：板料失稳前某些特定的总体尺寸可以达到的最大变化程 度，如极限拉深系数、极限翻边系数、极限胀形高度等。 6、局部成形极限：板料失稳前局部尺寸可以达到的最大变化程 度，如局部 极限应变。 7、成形极限图： （Forming Limit Diagrams , 简称FLD ） 。由不同应变路径 下的局部极限应变构成的曲线或条带形区域。它全面反

2、 映了板料在单向或双向拉应力作用下抵抗颈缩或破裂的 能力。,一、冲压性能一般概念,冲压成形性能还包括：抗破裂性、贴模性、定形性 介于材料科学与冲压成形技术之间的边缘问题,二、冲压成形区域划分,变形趋向性：拉深、平底凸模胀形、圆孔翻边及扩孔所用模具相同，但毛 坯直径不同，或预制孔直径不同，则拉深和胀形可相互转变， 胀形和扩孔翻边可相互转变，或两种变形复合。,四种典型工艺： 拉深 刚性凸模胀形 伸长类翻边 弯曲,复杂零件的成形经常可视为两个或两个以上的复合,三、冲压成形性能划分,破裂的三种方式： 1） 破裂由于板料所受拉应力超过强度极限引起的破裂。 2） 破裂由于板料的伸长变形超过材料的局部延伸率

3、引起的破裂。 3）弯曲破裂由于弯曲变形区的外层材料中拉应力过大引起的破裂。 破裂特点： 拉深破裂出现在传力区，胀形破裂出现在变形区。因此板料拉深和胀形时对 破裂的抵抗能力不同。,四、板材的基本性能指标及其与冲压成形性能的关系,基本性能：由单向拉深试验获得。,1、屈服极限 小，材料易屈服、回弹小，贴模性和定型性好。,2、屈强比 小，塑性变形阶段长，有利于冲压成形。,3、均匀延伸率 均匀延伸率大 ，均匀变形程度大，抗拉伸失稳性能好。,4、总延伸率 总延伸率大 ，变形程度大，抗破裂性好,5、应变硬化指数 n n 值不仅提高局部应变能力，且使应变均匀。 n 值大增大成形极限 分散性颈缩失稳 集中性颈缩

4、失稳,6、塑性应变比（厚向异性系数）R,、n 是板料两个特定成形指标； 平面内易于变形，厚度减薄轻。,7、凸耳参数（ 面内异性系数）,该值大，拉深件口部严重不平齐，需修边切除。,五、冲压成形性能试验方法与指标,1、胀形成形性能试验（杯突试验）（Eriohsen试验） 指标：用破裂时凸包高度IE值评价。IE值越大，胀形成形性能越好。,2、扩孔成形性能试验（KWI扩孔试验） 指标：用破裂时极限扩孔率值评价。,3、拉深成形性能试验 （1）圆柱形平底凸模冲杯试验（Swift平底冲杯试验） 指标：用拉破时极限拉深比LDR评价。,（2）TZP试验 指标：用拉深潜力T值评价。,4、弯曲成形性能试验 指标：用

5、外表面破裂时的最小相对弯曲半径值评价。 最小相对弯曲半径=,5、“拉胀”复合成形性能试验 （福井杯锥试验）,指标：用杯底破裂时杯口平均直径 评价，称为CCV值。,六、塑性拉伸失稳理论,1）分散性颈缩（Diffuse necking)： 载荷开始随变形增大而减小，由于应变硬化，这种颈缩在一定尺寸范围内可以转移，使材料在这个范围内产生亚稳定的塑性流动，故载荷下降比较缓慢。肉眼观察不到。 2）集中性颈缩（Localized necking)： 应变硬化不足以使颈缩转移，应力增长率远小于承载面积的减小速度，故载荷随变形程度的增大而急剧下降。肉眼可以观察到。,1、拉深失稳的概念和类型,2、失稳判据,1）单向拉伸：,2）双向拉伸：,（1）分散性失稳（Swift判据）,材料的强化率恰好等于截面减缩率。（宽向失稳）,（2）集中性失稳（Hill判据）,材料的强化率恰好等于厚度减薄率。（厚向失稳）,（1）分散性失稳（Swift判据）,（2）集中性失稳（Hill判据）,3、成形极限图FLD,前提：简单加载，双拉平面应力，指数硬化。,试验制作FLD：1）在不同长宽比试件上印制网格；2）平底或球底凸模胀形试验；3）测取裂纹旁网格的两个主应变；4）在主应变平面描点绘曲线。,对于各项同性板材，在主应变平面内，