带孔件成形过程试验研究

本文采用坐标网目法对带孔件成形过程进行了试验研究。试验所获应变分布表明，带孔件在变形过程中存在拉深和翻边两种变形趋向性，在模具参数和工艺条件完全相同的情况下，其可能的变形趋势与孔的尺寸有关。本文的研究结果可为带孔件成形过程中的变形趋向性分析乃至变形过程控制提供理论依据。
关键词：成形；应变；带孔件；冲压
中图分类号：TG386

Study on the Deformation Process of the Holecup Drawing

Sun Weihe　Xiong Hongmiao
(Dept. of Materials Engineering,Nanchang Institute of Aeronautical Technology)

Zhang Lingyun
(Meide Groupe Company, Guangdong)

Abstract:In this paper,authors,with coordinated grit method,studied the deformation process of cup drawing with hole.The results showed that,there is a deformation tendency of drawing, and flanging and the tendency is related to, in the same parameter of die and the same technological conditions,the hole size.And it provided the theoretic bais for the researching or controlling on the deformation tendency of the hole-cup drawing process.
Key words: Forming, Strain, Hole-cup Drawing, Stamping

前言

　　在板料冲压成形过程中，毛坯的各部分在模具的作用下会形成不同的应力状态，因而就存在着不同的变形趋向。板料的成形过程非常复杂，尺寸完全相同的板料，由于模具参数的不同可能引起应力应变场改变，使变形的性质发生变化，从而导致零件的最终形状（或尺寸）发生变化；由于工艺参数的不同也可能导致零件发生上述现象。而用同一模具、采用相同的工艺条件，当使用的板料尺寸不同时，应力应变场也会改变，变形的性质也会产生相应的变化，从而直接影响零件的成形精度，甚至影响到零件成形过程的顺利进行^{［1］［2］［3］}。
　　大量的冲压件中都有孔系存在，拉深成形后零件就成立体形状，冲孔困难很大。如果在平板毛坯上预先冲孔后再拉深，则可使模具结构和工艺过程简单化。但是，孔的存在会使后续拉深变形过程中变形性质发生变化，产生拉深、翻孔等多种变形趋向。在一定条件下可能以某种变形为主；当条件改变时，可能是几种变形同时发生或几种变形交替进行。带孔板料拉深变形过程中的变形趋向不确定性随板材外形复杂程度、材料性质、模具参数、工艺参数而异。如何控制板材的变形，使有利的变形趋势得到发展，不利的变形趋势得到抑制，对于提高冲压件的质量和精度都具有十分重要的意义。
　　本研究采用同一副模具、相同的工艺条件，应用坐标网目法对不同孔径的圆形板料所获成形件的应变分布进行了探讨。

1　实验

　　试验前，先在板材上制出坐标网目。本试验采用印像法制网（采用10%的聚乙烯淳溶液100 ml经蒸煮一小时后加入10％的重铬酸铵溶液10 ml的方法配制的感光胶，印像底板网目为圆形，直径为 2.25 mm，网目制好后在恒温箱中烘烤坚膜 ）。
　　本试验所采用模具简图如图1所示，其中凸模直径为46.5 mm，凹模直径为48 mm，凸模转角半径为R3，凹模转角半径为R6。试验板材为SPCC，板厚为0.6 mm（板材的化学成分及力学性能见表1、表2）。为防止试验过程中板材被拉破，本试验板材直径取得较小，均为78 mm，中间孔的尺寸分别为10 mm、20 mm、30 mm。试验在100 KN压力机上进行，试验过程采用机油润滑（20 ^#）。板料变形前后网目尺寸的测量在JGX－2型光学显微镜上进行。变形后的零件如图2所示（为便于比较应变分布，零件的拉深深度均为22 mm）。

图1　模具结构简图
1—上模板；2—可换凸模；3—压边圈；4—冲压件；5—可换凹模6—凹模容框

图2　成形件实物照片
1—孔径?10 mm；2—孔径?20 mm;3—孔径?30 mm

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