[发明专利]一种薄板极限拉深比的检测方法

说明书

本发明公开一种薄板极限拉深比的检测方法，属于金属板料成形加工技术领域。本发明检测方法首先设计一组四个盒形件圆角各不相同的方形模，然后由压边力公式计算获得最小压边力，通过变化压边力大小获得使盒形件不发生破裂的最小圆角半径和对应的压边力，最后由极限拉深比公式计算对应的极限拉深比。本发明提供的检测方法通过少数几次试验就能获得被试验板料的极限拉深比，解决了现有极限拉伸比LDR检测方法中缺少对盒形件拉深的薄板成形性能的综合判断以及所需试验次数过多等技术问题，采用本发明方法6到8次试验就可确定板料的rLDR值，大大减少了试验时间及对试样的需求。

技术领域：

本发明属于金属板料成形加工技术领域，具体涉及一种薄板极限拉深比的检测方法。

背景技术：

薄板的成形性能是指金属薄板对于冲压成形过程的适应能力，即在变形过程中不发生起皱和破裂等塑性失稳情况的能力。采用模拟成形试验来检测薄板成形性能的核心思想就是利用与实际冲压相似的受力和变形情况获得薄板不发生塑性失稳的临界状态，并利用相关是数据指标加以衡量。

极限拉伸比(LDR)是目前检测板料成形性能的主要的方法之一。试验所使用的模具包括固定尺寸的圆柱形凸模、压边圈和数件针对不同板料厚度而具有不同凹模内径和凹模圆角的凹模。在试验过程中裁切成特定尺寸的圆形试样被放置在凹模和压边圈之间并施加一定的压边力避免试样起皱。通常情况是将凹模固定不动，对凸模施加一定的力量使凸模与凹模发生相对的运动，圆形薄板试样发生拉深变形，直到试样凸缘完全消失或板料发生破裂结束一次试验。通过不断改变圆形试样尺寸，直到找到使试样发生破裂和不发生破裂的临界尺寸。这个不发生破裂的试样尺寸与凸模尺寸的比值就是该薄板的极限拉伸比(LDR)，以此来衡量被检测薄板的成形性能。

在国标《GB/T 15825.3-2008金属薄板成形性能与试验方法第3部分：拉深与拉深载荷试验》中结束试验的要求是一组试样中3个试样破裂、3个试样未破裂；或者某一级试样的破裂数小于3，而下一级试样的破裂数大于4。因此完成一次薄板LDR的试验对试样的数量即试验次数的要求是比较高的。

LDR试验的试验目的是找到使试样不发生破裂是最大试样尺寸。所以在试验的初始阶段是无法确定所需试验的尺寸从而在试验开始前就准备好全部试样。通常情况是准备数块尺寸差距较大的试样进行预实验，从而确定所测试的板料的LDR大致区间。之后在该LDR区间内进行逐次试验。即完成一次试验，观察实验结果，确定下一次试验的试样尺寸。因此，在LDR试验中大量的时间被用于反复取样和制样中。此外，在这种一次试验结果确定下次试样参数的模式下对试样放置的位置要求完全的对中，各次试验的参数如润滑条件、试样表面状态、凸模的位移速度等都尽量保持一致。

为了简化试验难度和减少试样的需求。一种简化测量LDR的拉深载荷试验(TZP)也被用来检测板料成形性能。TZP试验是利用圆形试样在拉深过程中试样直径与最大拉深力存在近似线性的关系，从而使用不同尺寸的试样进行拉深试验并记录下最大拉深力和极限拉深力。通过这两条力与试样尺寸关系的曲线(近似直线)的交点确定试样不发生破裂的极限尺寸从而获得该板料的LDR。

TZP试验由于在一开始就确定了试样的尺寸，并且对试样的需求量要远小于LDR试验，因此进行TZP试验的难度要小于LDR试验，所需的试验时间也明显减少。但是，TZP试验所获得的结果是一个近似值，并且与试验过程的规范性有着直接的联系。此外，由于在获取极限拉深力时是使用压边圈将凸缘压紧直到试样破裂，这就对试验机的压边力大小需求和拉深力的测量精度有着很高的要求。也就是说，TZP试验降低了试样数量和试验时间的要求，从而提高了对设备和操作过程的规范性的要求。