[發明專利]一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法

無效

• 申請號: 201410110144.2
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103940681A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 史曉帆;査光成;吳夢陵;孔凡新
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明屬于金屬板料成形技術領域，尤其涉及一種多道次漸進成形的極限成形性能的測試方法。

背景技術

金屬板料漸進成形技術一種適用于單件、小批量鈑金產品的柔性制造技術。該技術借助“分層制造”的思想，采用一成形工具頭在數控系統的控制下做等高線運動，將板料逐層成形。該成形方法省去了高昂的模具制造費用，使鈑金產品的生產實現了數字化和定制化。

極限成形性能是漸進成形領域重要的研究方向。金屬板料在漸進成形中的成形性能要遠高于普通沖壓。例如，相關研究表明，板料在常溫漸進成形中的最大延伸率可超過300%。在以往的研究成果中，通常用最大成形極限角和破裂成形極限圖（FLD）來表征漸進成形的極限成形性能。但對于所有相關研究僅限于單道次漸進成形，至今為止并沒有關于多道次漸進成形極限成形性能的測試方法。在單道次漸進成形中，絕大部分的變形區域發生的是純剪切變形（只有在一些極端工況下會出現第二主應變方向的變形），因此最大成形極限角可以很直觀的反應出材料發生塑性變形的能力。但在多道次漸進成形中，板料變形過程較為復雜，在第二主應變方向存在較為明顯的變形，因此無法使用成形極限角來表征極限成形性能，只能通過破裂成形極限圖來表征。

GB/T15825.8-2008規定了金屬薄板成形極限圖（FLD）的實驗室測定方法，其通過采用剛性凸模對金屬薄板進行脹形的方法測定成形極限圖。顯然這種方法無法測定金屬板料漸進成形狀態下的成形極限圖。

103324779A的文獻公開了一種板料漸進成形極限圖的測定方法，是一種基于“直槽試驗法”的改進方法，其精度較差。而且，漸進成形是一種分層制造方法，成形軌跡為等高線，雖然該文獻名稱上表述為板料漸進成形極限圖的測定方法，實際上并不是一種采用分層制造技術的漸進成形的板料的測定方法。該方案也僅適用于單道次漸進成形，不適用于多道次漸進成形。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單易行且適用于金屬板料多道次漸進成形的極限成形性能測試方法，為預測破裂提供基本依據。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法，

第一步：在多塊板料上分別印制好圓形網格，

第二步：在三維造型程序中構建多個成形道次的幾何模型，

第三步：使一塊板料被夾持在漸進成形機上的支撐板和壓板之間，

第四步：通過工具頭對板料至少進行一次中間道次漸進變形，

第五步：通過工具頭對板料進行最終道次漸進變形，使板料出現破裂，?

第六步：量取板料上破裂位置的網格尺寸，依據網格原始尺寸???????????????????????????????????????????????以及變形后橢圓網格的長軸尺寸、短軸尺寸來計算應變、，其計算方法為:

,，

第七步：在程序中選取不同的中間道次漸進變形的次數或不同的中間道次漸進變形后的截面形狀，至少再重復第三、四、五、六步一次，

第八步：將所有破裂位置的應變數據匯總，繪制FLD圖。

優選地：經過中間道次漸進變形后板料4的截面形狀為倒梯形。

優選地：倒梯形的底角。

優選地：倒梯形的底角為10、20、30、40、50、60或者70。

優選地：最終道次漸進變形后板料4的截面形狀為倒梯形,。

有益效果：

1、操作步驟簡便；

2、僅僅需要進行少量板料的成形就可以得到繪制破裂成形極限圖所需要的數據；

3、本發明得到的破裂成形極限圖可以為多道次漸進成形的破裂預測提供依據，填補了以往研究工作的空白。

附圖說明

圖1是金屬板料多道次漸進成形極限成形示意圖。

圖2是網格測量示意圖。

附圖標記名稱如下：1、夾具底座；2、支撐板；3、壓板；4、板料；5、工具頭；6、中間道次成形形狀；7、中間道次成形形狀；8、中間道次成形形狀；9、最終道次成形形狀。

具體實施方式

下面，結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。

如圖1、圖2所示，一種金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法包括成形試驗和應變測量兩部分工作。

基于本發明的金屬板料多道次漸進成形極限成形性能測試方法，包括如下步驟。

第一步：在多塊板料上分別印制好圓形網格，圓形網格可以采用劃線法、電化學腐蝕法、印像法來制作。