一種金屬板料多道次漸進(jìn)成形極限成形性能測試方法
【專利摘要】一種金屬板料多道次漸進(jìn)成形極限成形性能測試方法，在多塊板料上分別印制好圓形網(wǎng)格，在三維造型程序中構(gòu)建多個成形道次的幾何模型，使一塊板料被夾持在漸進(jìn)成形機(jī)上的支撐板和壓板之間，通過工具頭對板料至少進(jìn)行一次中間道次漸進(jìn)變形，通過工具頭對板料進(jìn)行最終道次漸進(jìn)變形，使板料出現(xiàn)破裂，量取板料上破裂位置的網(wǎng)格尺寸，依據(jù)網(wǎng)格原始尺寸以及變形后橢圓網(wǎng)格的長軸尺寸、短軸尺寸來計算應(yīng)變，在程序中選取不同的中間道次漸進(jìn)變形的次數(shù)或不同的中間道次漸進(jìn)變形后的截面形狀，至少再重復(fù)第三、四、五、六步一次，將所有破裂位置的應(yīng)變數(shù)據(jù)匯總，繪制FLD圖。本發(fā)明得到的破裂成形極限圖可以為多道次漸進(jìn)成形的破裂預(yù)測提供依據(jù)。
【專利說明】一種金屬板料多道次漸進(jìn)成形極限成形性能測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬板料成形【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多道次漸進(jìn)成形的極限成形性能的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬板料漸進(jìn)成形技術(shù)一種適用于單件、小批量鈑金產(chǎn)品的柔性制造技術(shù)。該技術(shù)借助“分層制造”的思想，采用一成形工具頭在數(shù)控系統(tǒng)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(chǎn)品的生產(chǎn)實現(xiàn)了數(shù)字化和定制化。
[0003]極限成形性能是漸進(jìn)成形領(lǐng)域重要的研究方向。金屬板料在漸進(jìn)成形中的成形性能要遠(yuǎn)高于普通沖壓。例如，相關(guān)研究表明，板料在常溫漸進(jìn)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(jìn)成形的極限成形性能。但對于所有相關(guān)研究僅限于單道次漸進(jìn)成形，至今為止并沒有關(guān)于多道次漸進(jìn)成形極限成形性能的測試方法。在單道次漸進(jìn)成形中，絕大部分的變形區(qū)域發(fā)生的是純剪切變形(只有在一些極端工況下會出現(xiàn)第二主應(yīng)變方向的變形)，因此最大成形極限角可以很直觀的反應(yīng)出材料發(fā)生塑性變形的能力。但在多道次漸進(jìn)成形中，板料變形過程較為復(fù)雜，在第二主應(yīng)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。
[0004]GB/T15825.8-2008規(guī)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(jìn)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(jìn)成形狀態(tài)下的成形極限圖。
[0005]103324779A的文獻(xiàn)公開了一種板料漸進(jìn)成形極限圖的測定方法，是一種基于“直槽試驗法”的改進(jìn)方法，其精度較差。而且，漸進(jìn)成形是一種分層制造方法，成形軌跡為等高線，雖然該文獻(xiàn)名稱上表述為板料漸進(jìn)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(shù)的漸進(jìn)成形的板料的測定方法。該方案也僅適用于單道次漸進(jìn)成形，不適用于多道次漸進(jìn)成形。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)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(jìn)成形的極限成形性能測試方法，為預(yù)測破裂提供基本依據(jù)。
[0007]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
一種金屬板料多道次漸進(jìn)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(wǎng)格，
第二步:在三維造型程序中構(gòu)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(jìn)成形機(jī)上的支撐板和壓板之間，
第四步:通過工具頭對板料至少進(jìn)行一次中間道次漸進(jìn)變形，第五步:通過工具頭對板料進(jìn)行最終道次漸進(jìn)變形，使板料出現(xiàn)破裂，
第六步:量取板料上破裂位置的網(wǎng)格尺寸，依據(jù)網(wǎng)格原始尺寸4以及變形后橢圓網(wǎng)格的長軸尺寸之、短軸尺寸毛來計算應(yīng)變9、F2，其計算方法為:
【權(quán)利要求】
1.一種金屬板料多道次漸進(jìn)成形極限成形性能測試方法， 第一步:在多塊板料(4)上分別印制好圓形網(wǎng)格， 第二步:在三維造型程序中構(gòu)建多個成形道次的幾何模型， 第三步:使一塊板料(4)被夾持在漸進(jìn)成形機(jī)上的支撐板(2)和壓板(3)之間， 其特征在于: 第四步:通過工具頭(5)對板料(4)至少進(jìn)行一次中間道次漸進(jìn)變形， 第五步:通過工具頭(5)對板料(4)進(jìn)行最終道次漸進(jìn)變形，使板料(4)出現(xiàn)破裂， 第六步:量取板料(4)上破裂位置的網(wǎng)格尺寸，依據(jù)網(wǎng)格原始尺寸A以及變形后橢圓網(wǎng)格的長軸尺寸4、短軸尺寸4來計算應(yīng)變Q、Q，其計算方法為:
Ei1 = h — ； ε2 = In , aOdO 第七步:在程序中選取不同的中間道次漸進(jìn)變形的次數(shù)或不同的中間道次漸進(jìn)變形后的截面形狀，至少再重復(fù)第三、四、五、六步一次， 第八步:將所有破裂位置的應(yīng)變數(shù)據(jù)匯總，繪制FLD圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于:經(jīng)過中間道次漸進(jìn)變形后板料(4)的截面形狀為倒梯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試方法，其特征在于:倒梯形的底角β< SOti。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試方法，其特征在于:倒梯形的底角S為1(^、200 ,30 °,40 0、50 0、60?；蛘?70 0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于:最終道次漸進(jìn)變形后板料(4)的截面形狀為倒梯形，90D。
【文檔編號】G01N3/28GK103940681SQ201410110144
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】史曉帆, 査光成, 吳夢陵, 孔凡新 申請人:南京工程學(xué)院
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