金屬板材的沖壓成形性能
金屬板材的成形性能是指板材對(duì)沖壓成形工藝的適應(yīng)能力。板材成形性能的好壞會(huì)直接影響到?jīng)_壓工藝過程，生產(chǎn)率，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本。板料的沖壓成形性能好，對(duì)沖壓成形方法的適應(yīng)性就強(qiáng)，就可以采用簡(jiǎn)便工藝，高生產(chǎn)率設(shè)備，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低成本的沖壓零件。 對(duì)沖壓成形件來說，不產(chǎn)生破裂是基本前提，同時(shí)對(duì)它的表面質(zhì)量和形狀尺寸精度也有一定要求，故板料沖壓成形性應(yīng)包括：抗破裂性，貼模性和形狀凍結(jié)性能等幾個(gè)方面 。
所謂沖壓成形就是板材可成形能力的總稱，或者叫做廣義的沖壓成形性能。廣義成形性能中的抗破裂性能，可視為狹義的沖壓成形性能。板料在成形過程中，一是由于起皺，塌陷和鼓包等缺陷而不能與模具完全貼合；另一方面因?yàn)榛貜棧斐闪慵撃：筝^大的形狀和尺寸誤差。通常將板材沖壓成形中取得與模具形狀一致的能力，稱為貼模性；而把零件脫模后保持其既得形狀和尺寸的能力，稱為形狀凍結(jié)性。通常把材料開始出現(xiàn)破裂時(shí)的極限變形程度作為板料沖壓成形性能的判定尺度。
目前對(duì)抗破裂性的研究已取得了不少成果。根據(jù)把沖壓成形基本工序依其變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變的特點(diǎn)分為伸長(zhǎng)類（拉伸類）與壓縮類兩個(gè)基本類別的理論，可以把這種沖壓成形的分類與沖壓成形性能的分類建立如表1-3所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系。板料沖壓成形的試驗(yàn)方法有多種，概括起來分為直接試驗(yàn)和間接試驗(yàn)兩類。直接試驗(yàn)中板材的應(yīng)力和變形情況與真實(shí)沖壓基相同，所得的結(jié)果也比較準(zhǔn)確；而間接試驗(yàn)時(shí)板材的受力情況與變形特點(diǎn)卻與實(shí)際沖壓時(shí)有一定的差別。所以，所得的結(jié)果也只能間接地反映板材的沖壓性能，有時(shí)還要借助于一定的分析方法才能做到。常用的方法為：直接試驗(yàn)中的模擬試驗(yàn)和間接試驗(yàn)中的拉伸試驗(yàn)。
拉伸試驗(yàn)是評(píng)價(jià)板材的基本力學(xué)性能用成形性能的主要試驗(yàn)方法。由于簡(jiǎn)單可行，所以是目前普遍采用的一種方法。由單向拉伸試驗(yàn)所能獲得的材料特性值。 單向拉深實(shí)驗(yàn)所得到的材料特性值示意圖 拉伸試驗(yàn)與沖壓成形性能有密切關(guān)系的幾項(xiàng)主要性能參數(shù)如下：1.稱屈強(qiáng)比 較小的屈強(qiáng)比幾乎對(duì)所有的沖壓成形都是有利的。屈強(qiáng)比小，對(duì)壓縮類成形工藝有利拉深時(shí)，如果板材的屈服點(diǎn)低，材料起皺的趨勢(shì)小，防止起皺所必需的壓邊力和摩擦損失也會(huì)降低，對(duì)提高極限變形程度有利。
例如，低碳鋼的時(shí)，極限拉深系數(shù)m=0.48~ 0.5 65Mn的 時(shí)，極限拉深系數(shù)則為m=0.68~ 0.7 在伸長(zhǎng)類成形工藝中，如脹形，拉型，拉彎，曲面形狀的成形等，當(dāng)?shù)蜁r(shí)，為消除零件的松弛等弊病和為使零件的形狀和尺寸得到固定所需的拉力也小，所以成形工藝的穩(wěn)定性高，不易出廢品。彎曲件所用板材的低時(shí)，卸載時(shí)的回彈變形也小，有利于提高零件精度�？梢娗葘�(duì)板材的沖壓成形性能的影響是多方面的，而且也是很重要的。2.叫均勻伸長(zhǎng)率，板材在拉力作用下開始產(chǎn)生局部集中變形（縮頸時(shí)）的伸長(zhǎng)率。稱為總伸長(zhǎng)率，是在拉伸中試樣破壞時(shí)的伸長(zhǎng)率。一般情況下，沖壓成形性都在板材均勻變形范圍內(nèi)進(jìn)行。所以表示板材產(chǎn)生均勻的或穩(wěn)定增長(zhǎng)的塑性變形的能力，它直接決定板材在伸長(zhǎng)類變形中的成形性能�？梢杂瞄g接表示伸長(zhǎng)類變形的極限變形程度，如翻邊系數(shù)，擴(kuò)口系數(shù)，最小彎曲半徑，脹形系數(shù)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大多數(shù)材料的翻邊變形程度都與成正比例關(guān)系，具有很大脹形成分的復(fù)雜曲面拉深件用的鋼板，要求具有很高的值。3.硬化指數(shù) 硬化指數(shù)n也稱n值，它表示在塑性變形中材料硬化的強(qiáng)度。n值大時(shí)，在伸長(zhǎng)類變形過程中可以使變形均勻化，具有擴(kuò)展變形區(qū)，減少毛坯的局部變薄和增大極限變形參數(shù)等作用。n值是評(píng)定板材成形性能的重要指標(biāo)，可用冪次式近似表示為：式中指數(shù)n稱為應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)，它在數(shù)量上就等于單向拉伸時(shí)材料廠剛要出現(xiàn)頸縮時(shí)的實(shí)際應(yīng)變。
