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内蒙古工业大学学报:球形凸模胀形时胀形力的理论计算与实验验证

2022-09-14

【作 者】张守茁;席镇;贾园;高宏

【前 言】

冲压成形工艺是金属塑性成形 中的重要工艺之一.在金属板材成形中不但应用极为广泛 ,而且应用 历史悠久 ,古老的冲压工艺比较成熟 ,但是 ,由于金属成分 、组织、变形的复杂性和数学 、金属塑性加工力 学解题手段的局限性 ,特别是塑料性力学发展的缓慢 ,使得有许多塑性成形理论问题并没有得到真正解 决.例如 :胀形力P和胀形深度h理论函数关系 目前还没有见到相关研究的报道.胀形力P和胀形深度h 理论函数关系对于制定胀形工艺 ,提高工件质量、降低制作成本是很有意义的 ,这方面的资料少之又少, 而且 比较零乱,很难找到相关 的研究.不仅在一般冲压工艺设计资料和冲压理论书上 (例如 ,在李硕本教 授 的《冲压工艺学 》、梁炳文教授的《板材成形理论》、汪大年教授的《金属塑性成形原理 》、俞汉清教授的 《金属塑性成形原理 》、最新出版的《材料成形原理 》等)找不到 ,即使在《塑性工程学报 》和《锻压技术 》上 也查不到。

在胀形理论研究方面 ,目前还没有定形的理论公式,只有估算公式或者经验公式,例如 :在各种冲压 理论书籍 中都引用 的胀形力计算公式 P=KLtσb,其中K是考虑胀形程度大小的系数 ,L是胀形区的周 长,t是材料厚度,σb是材料强度极限.该公式没有考虑摩擦、工件形状等因素的影响 ;而且用 K这样一 个0.7~1的系数代替胀形深度和变形程度.在胀形过程 中,L是变化的 ,无法测量 ,因此也无法验证.这 也是《金属塑性加工力学》本身发展不完善的一种无奈之举 ;从理论上讲 ,这样的公式是不完整的.在实 际应用上也存在很大的误差.因此很有必要对胀形理论进行深入研究,使其在理论上更加完善 ,在实际应用上更加实用。

【结 论】

1、 当β=1,σs取屈服强度和强度极限的平均值时 ,P—h理论函数曲线与10号钢的P—h实验曲线几乎完全重合,用P—h理论函数曲线代替P—h实验曲线不会有较大误差。

2、实验证明推导出的胀形力理论计算公式是正确的。

以下是正文:

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