板料沖壓成形性能及沖壓材料

1、板料沖壓成形性能及沖壓材料板料的沖壓成形性能板料對(duì)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(shuō)，就是指能否用簡(jiǎn)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(gè)綜合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有兩個(gè)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。(一)成形極限在沖壓成形中，材料的最大變形極限稱為成形極限。對(duì)不同的成形工序，成形極限應(yīng)采用不同的極限變

2、形系數(shù)來(lái)表示。例如彎曲工序的最小相對(duì)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(cè)中查到，也可通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得。依據(jù)什么來(lái)確定極限變形系數(shù)呢？這要看影響成形過(guò)程正常進(jìn)行的因素是哪些。沖壓成形時(shí)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(guò)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(guò)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(lái)，大

3、致有下述幾種情況：1.屬于變形區(qū)的問(wèn)題伸長(zhǎng)類變形一般是因?yàn)槔瓚?yīng)力過(guò)大，材料過(guò)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(guò)大，超過(guò)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(wú)壓邊圈拉深等的起皺。2.屬于非變形區(qū)的問(wèn)題傳力區(qū)承載能力不夠：非變形區(qū)作為傳力區(qū)時(shí)，往往由于變形力超過(guò)了該傳力區(qū)的承載能力而使變形過(guò)程無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。也分為兩種情況：1)拉裂或過(guò)度變??；例如拉深是利用已變形區(qū)

4、作為拉力的傳力區(qū)，若變形力超過(guò)已變形區(qū)的抗拉能力，就會(huì)在該區(qū)內(nèi)發(fā)生拉裂或局部嚴(yán)重變薄而使工件報(bào)廢。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(guò)了管坯的承載能力，待變形區(qū)就會(huì)因失穩(wěn)而壓屈，或者發(fā)生塑性鐓粗變形。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(shí)，由于變形過(guò)程中金屬流動(dòng)的不均勻性，也可能產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力而使之破壞。根據(jù)發(fā)生問(wèn)題的部位不同，可分為：1)待變形區(qū)拉裂或起皺：例如在盒形件的后續(xù)拉

5、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。2)已變形區(qū)拉裂或起皺：如薄壁件反擠時(shí)，若金屬?gòu)淖冃螀^(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(kāi)裂。圖1.4.2拉伸曲線1）屈服極限?s或?0.2；2)強(qiáng)度極限?b；3）屈強(qiáng)比?s?b；4）均勻伸長(zhǎng)率?u；5）總伸

6、長(zhǎng)率?；6）彈性模數(shù)E；7）硬化指數(shù)n；8）厚向異性指數(shù)?1.4.3板料力學(xué)性能與沖壓成形性能的關(guān)系板料力學(xué)性能與板料沖壓性能有密切關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，板料的強(qiáng)度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量所需的力就越大；塑性指標(biāo)越高，成形時(shí)所能承受的極限變形量就越大；剛性指標(biāo)越高，成形時(shí)抗失穩(wěn)起皺的能力就越大。對(duì)板料沖壓成形性能影響較大的力學(xué)性能指標(biāo)有以下幾項(xiàng)：1)屈服極限?s屈服極限?s小，材料容易屈服則變形抗力小，產(chǎn)生相同變形所需變形力就小，并且屈服極限

7、小，當(dāng)壓縮變形時(shí)，屈服極限小的材料因易于變形而不易出現(xiàn)起皺，對(duì)彎曲變形則回彈小。2)屈強(qiáng)比?s／?b屈強(qiáng)比小，說(shuō)明σs值小而σb值大，即容易產(chǎn)生塑性變形而不易產(chǎn)生拉裂，也就是說(shuō)，從產(chǎn)生屈服至拉裂有較大的塑性變形區(qū)間。尤其是對(duì)壓縮類變形中的拉深變形而言，具有重大影響，當(dāng)變形抗力小而強(qiáng)度高時(shí)，變形區(qū)的材料易于變形不易起皺，傳力區(qū)的材料又有較高強(qiáng)度而不易拉裂，有利于提高拉深變形的變形程度。3)伸長(zhǎng)率拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)率稱總伸長(zhǎng)率或簡(jiǎn)