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金属板材的冲压成形性能
      金属板材的成形性能是指板材对冲压成形工艺的适应能力。板材成形性能的好坏会直接影响到冲压工艺过程,生产率,产品质量和生产成本。板料的冲压成形性能好,对冲压成形方法的适应性就强,就可以采用简便工艺,高生产率设备,生产出优质低成本的冲压零件。 对冲压成形件来说,不产生破裂是基本前提,同时对它的表面质量和形状尺寸精度也有一定要求,故板料冲压成形性应包括:抗破裂性,贴模性和形状冻结性能等几个方面 。     
      所谓冲压成形就是板材可成形能力的总称,或者叫做广义的冲压成形性能。广义成形性能中的抗破裂性能,可视为狭义的冲压成形性能。板料在成形过程中,一是由于起皱,塌陷和鼓包等缺陷而不能与模具完全贴合;另一方面因为回弹,造成零件脱模后较大的形状和尺寸误差。通常将板材冲压成形中取得与模具形状一致的能力,称为贴模性;而把零件脱模后保持其既得形状和尺寸的能力,称为形状冻结性。通常把材料开始出现破裂时的极限变形程度作为板料冲压成形性能的判定尺度。
      目前对抗破裂性的研究已取得了不少成果。根据把冲压成形基本工序依其变形区应力应变的特点分为伸长类(拉伸类)与压缩类两个基本类别的理论,可以把这种冲压成形的分类与冲压成形性能的分类建立如表1-3所示的对应关系。板料冲压成形的试验方法有多种,概括起来分为直接试验和间接试验两类。直接试验中板材的应力和变形情况与真实冲压基相同,所得的结果也比较准确;而间接试验时板材的受力情况与变形特点却与实际冲压时有一定的差别。所以,所得的结果也只能间接地反映板材的冲压性能,有时还要借助于一定的分析方法才能做到。常用的方法为:直接试验中的模拟试验和间接试验中的拉伸试验。
     拉伸试验是评价板材的基本力学性能用成形性能的主要试验方法。由于简单可行,所以是目前普遍采用的一种方法。由单向拉伸试验所能获得的材料特性值。 单向拉深实验所得到的材料特性值示意图 拉伸试验与冲压成形性能有密切关系的几项主要性能参数如下:1.称屈强比  较小的屈强比几乎对所有的冲压成形都是有利的。屈强比小,对压缩类成形工艺有利拉深时,如果板材的屈服点低,材料起皱的趋势小,防止起皱所必需的压边力和摩擦损失也会降低,对提高极限变形程度有利。      
      例如,低碳钢的时,极限拉深系数m=0.48~ 0.5 65Mn的 时,极限拉深系数则为m=0.68~ 0.7 在伸长类成形工艺中,如胀形,拉型,拉弯,曲面形状的成形等,当低时,为消除零件的松弛等弊病和为使零件的形状和尺寸得到固定所需的拉力也小,所以成形工艺的稳定性高,不易出废品。弯曲件所用板材的低时,卸载时的回弹变形也小,有利于提高零件精度。可见屈服比对板材的冲压成形性能的影响是多方面的,而且也是很重要的。2.叫均匀伸长率,板材在拉力作用下开始产生局部集中变形(缩颈时)的伸长率。称为总伸长率,是在拉伸中试样破坏时的伸长率。一般情况下,冲压成形性都在板材均匀变形范围内进行。所以表示板材产生均匀的或稳定增长的塑性变形的能力,它直接决定板材在伸长类变形中的成形性能。可以用间接表示伸长类变形的极限变形程度,如翻边系数,扩口系数,最小弯曲半径,胀形系数等。实验结果表明,大多数材料的翻边变形程度都与成正比例关系,具有很大胀形成分的复杂曲面拉深件用的钢板,要求具有很高的值。3.硬化指数 硬化指数n也称n值,它表示在塑性变形中材料硬化的强度。n值大时,在伸长类变形过程中可以使变形均匀化,具有扩展变形区,减少毛坯的局部变薄和增大极限变形参数等作用。n值是评定板材成形性能的重要指标,可用幂次式近似表示为:式中指数n称为应变强化指数,它在数量上就等于单向拉伸时材料厂刚要出现颈缩时的实际应变。

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