[发明专利]一种薄板极限拉深比的检测方法

摘要

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。

主权项

1.一种薄板极限拉深比的检测方法，其特征在于该检测方法的具体步骤如下：(1)准备模具和试样：所述模具包括改进的方形凸模和与之相配套的凹模和压边圈；首先确定所述方形凸模边长，所述方形凸模边长的最小尺寸为50mm，最大尺寸由所用试验机参数确定；其次确定盒形件圆角半径尺寸，盒形件圆角指的是所述方形凸模两个直壁的相交圆角，需要准备数组盒形件圆角半径不同的模具，盒形件圆角半径最小为2.5mm；下一组盒形件圆角半径的尺寸由下面公式确定：r_n＝αr式中：r_n：下一组盒形件圆角半径，单位毫米(mm)；α：系数；r：上一组盒形件圆角半径，单位毫米(mm)；α的取值根据测量精度的要求，对于钢铁材料取值为1.2～1.6，对于铝合金、铜合金材料取值为1.1～1.4；所述方形凸模的四个盒形件圆角半径根据上述公式设计为尺寸各不相同；所述方形凸模与凹模间隙c：c＝t_max+kt；式中t_max：试样最大厚度，单位毫米(mm)；k：间隙系数，k的取值范围0.2～1.0；由所述方形凸模尺寸和凸凹模间隙，设计凹模内径尺寸，凹模外径要大于试样外径，凹模外径设计为：D＝(2.4～3.0)L_p；式中：L_p：凸模边长，单位：毫米(mm)；由凹模尺寸可直接设计压边圈相应尺寸，完成模具的尺寸设计；采用圆形试样，所述圆形试样半径R＝(1.1～1.4)L_p，式中：L_p：凸模边长，单位毫米(mm)；(2)测量试样厚度，最少取不同位置的3个点，计算平均值；(3)将所述模具安装在试验机上，并将所述圆形试样放置在所述模具的相应位置；(4)开启所述试验机，将所述圆形试样压牢，压边力Fc根据以下公式计算：F_pmax＝3(R_m+R_e)(D₀‑L_d‑r_d)·t₀，F_c＝λF_cmin；式中：F_cmin：最小压边力，单位牛(N)；F_pmax：最大拉深力，单位牛(N)；t₀：圆形试样厚度，单位毫米(mm)；D₀：圆形试样直径，单位毫米(mm)；L_d：凹模内圈边长，单位毫米(mm)；L_p：方形凸模边长，单位毫米(mm)；R_m：抗拉强度，单位兆帕(MPa)；R_e：屈服强度，单位兆帕(MPa)；r_d：凹模圆角半径，单位毫米(mm)；λ：压边力比例系数，取值从0.5到1.5，间隔0.1，λ初始取值为1；(5)所述方形凸模在接触所述圆形试样后速度控制在5‑20mm/min并保持稳定；(6)当所述圆形试样的凸缘消失后，所述试验机停止运行，取出所述圆形试样；(7)观察并记录所述圆形试样破裂位置所对应的盒形件圆角半径，如果所述圆形试样出现全部破裂，检查所述圆形试样材料性能及模具设计；(8)增大压边力比例系数λ进行试验，直到所述圆形试样破裂的圆角增加，记录临界的λ值；(9)在所述临界的λ值处，进行重复试验；(10)直到3次试验有2次以上最小未破裂盒形件圆角半径相同，而下一组的3次试验中最小未破裂盒形件圆角半径与上一组相同的次数≤1，结束试验，记录较小的λ值；(11)根据试验结果计算极限拉深比：式中：rLDR：极限拉深比；D₀：圆形试样直径，单位毫米(mm)；L_p：方形凸模边长，单位毫米(mm)；r：未破裂的最小盒形件圆角半径；单位毫米(mm)；t₀：圆形试样厚度，单位毫米(mm)；λ：压边力比例系数。