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cyqdesign

2008-05-06 08:56

板料沖壓成形性能及沖壓材料解析

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，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)采用不同的極限變形系數(shù)來表示。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，也可通過實(shí)驗(yàn)求得。

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(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：

1.屬于變形區(qū)的問題

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。

2.屬于非變形區(qū)的問題

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：

1)拉裂或過度變薄；例如拉深是利用已變形區(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(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)，由于變形過程中金屬流動(dòng)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：

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。

2)已變形區(qū)拉裂或起皺：如薄壁件反擠時(shí)，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。

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。