[发明专利]一种金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法

说明书

技术领域

本发明属于金属板料成形技术领域，尤其涉及一种多道次渐进成形的极限成形性能的测试方法。

背景技术

金属板料渐进成形技术一种适用于单件、小批量钣金产品的柔性制造技术。该技术借助“分层制造”的思想，采用一成形工具头在数控系统的控制下做等高线运动，将板料逐层成形。该成形方法省去了高昂的模具制造费用，使钣金产品的生产实现了数字化和定制化。

极限成形性能是渐进成形领域重要的研究方向。金属板料在渐进成形中的成形性能要远高于普通冲压。例如，相关研究表明，板料在常温渐进成形中的最大延伸率可超过300%。在以往的研究成果中，通常用最大成形极限角和破裂成形极限图（FLD）来表征渐进成形的极限成形性能。但对于所有相关研究仅限于单道次渐进成形，至今为止并没有关于多道次渐进成形极限成形性能的测试方法。在单道次渐进成形中，绝大部分的变形区域发生的是纯剪切变形（只有在一些极端工况下会出现第二主应变方向的变形），因此最大成形极限角可以很直观的反应出材料发生塑性变形的能力。但在多道次渐进成形中，板料变形过程较为复杂，在第二主应变方向存在较为明显的变形，因此无法使用成形极限角来表征极限成形性能，只能通过破裂成形极限图来表征。

GB/T15825.8-2008规定了金属薄板成形极限图（FLD）的实验室测定方法，其通过采用刚性凸模对金属薄板进行胀形的方法测定成形极限图。显然这种方法无法测定金属板料渐进成形状态下的成形极限图。

103324779A的文献公开了一种板料渐进成形极限图的测定方法，是一种基于“直槽试验法”的改进方法，其精度较差。而且，渐进成形是一种分层制造方法，成形轨迹为等高线，虽然该文献名称上表述为板料渐进成形极限图的测定方法，实际上并不是一种采用分层制造技术的渐进成形的板料的测定方法。该方案也仅适用于单道次渐进成形，不适用于多道次渐进成形。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易行且适用于金属板料多道次渐进成形的极限成形性能测试方法，为预测破裂提供基本依据。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法，

第一步：在多块板料上分别印制好圆形网格，

第二步：在三维造型程序中构建多个成形道次的几何模型，

第三步：使一块板料被夹持在渐进成形机上的支撑板和压板之间，

第四步：通过工具头对板料至少进行一次中间道次渐进变形，

第五步：通过工具头对板料进行最终道次渐进变形，使板料出现破裂， 

第六步：量取板料上破裂位置的网格尺寸，依据网格原始尺寸                                               以及变形后椭圆网格的长轴尺寸、短轴尺寸来计算应变、，其计算方法为:

,，

第七步：在程序中选取不同的中间道次渐进变形的次数或不同的中间道次渐进变形后的截面形状，至少再重复第三、四、五、六步一次，

第八步：将所有破裂位置的应变数据汇总，绘制FLD图。

优选地：经过中间道次渐进变形后板料4的截面形状为倒梯形。

优选地：倒梯形的底角。

优选地：倒梯形的底角为10、20、30、40、50、60或者70。

优选地：最终道次渐进变形后板料4的截面形状为倒梯形,。

有益效果：

1、操作步骤简便；

2、仅仅需要进行少量板料的成形就可以得到绘制破裂成形极限图所需要的数据；

3、本发明得到的破裂成形极限图可以为多道次渐进成形的破裂预测提供依据，填补了以往研究工作的空白。

附图说明

图1是金属板料多道次渐进成形极限成形示意图。

图2是网格测量示意图。

附图标记名称如下：1、夹具底座；2、支撑板；3、压板；4、板料；5、工具头；6、中间道次成形形状；7、中间道次成形形状；8、中间道次成形形状；9、最终道次成形形状。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1、图2所示，一种金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法包括成形试验和应变测量两部分工作。

基于本发明的金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法，包括如下步骤。

第一步：在多块板料上分别印制好圆形网格，圆形网格可以采用划线法、电化学腐蚀法、印像法来制作。