[发明专利]薄板冲压成形中的模具拉毛损伤定量测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模具寿命定量检测分析方法，特别是涉及一种模具拉毛损伤定量测试方法，应用于板材冲压成形技术领域。

背景技术

汽车用高强度钢在冲压成形的过程中需要较高的成形力，导致了钢板在冲压中易与模具黏着，形成黏结瘤而产生拉毛缺陷，从而使模具的修模成本提高。但拉毛是个逐渐的过程，仅靠定性的表面凸起判定不利于工程上快速检定拉毛程度，需要提出拉毛损伤定量判断标准及相应测试方法。

目前，在国内外所报道的可用来评价模具磨损的量化指标主要有以下几种。澳大利亚的D.M. Fabijanic等人用粗糙度(Ra、Rt)来表征模具表面的磨损程度，R值越大磨损越严重。荷兰的 V.F.Sajewski研究了模具表面单位尺寸内的峰值数 PPI 和磨损性能之间的关系，PPI 越大磨损会越严重，其原理和用粗糙度作为参数一样，单位尺寸的峰值数越多，认为拉毛越严重。瑞典的 B.Podgornik用产生磨损的临界接触压力和接触面间的摩擦系数评价抗磨损性能，临界接触压力越大、摩擦系数越小，抗磨损性能越好。另外，还有一些比较典型的参数如磨损面积相对比值、模具重量变化、拉伸过程中的声波以及摩擦系数也被用来评估模具的抗磨损性能。

如上所述中报道的评价参数从外观性貌、力学性能、重量变化以及声学特征等不同的角度来描述了板料拉毛，对评价拉毛缺陷有一定的借鉴意义。同时也应该认识到，拉毛缺陷虽然起源于模具磨损，但终究不能和模具磨损完全划等号，它主要表现为划伤，是模具磨损的一种特殊表现形式，如果单纯运用传统的测试方法来评价拉毛行为，必然会有许多局限性，所以需要根据对拉毛缺陷的几何特征描述，寻找合适的评价参数。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种薄板冲压成形中的模具拉毛损伤定量测试方法，基于耦合变形的摩擦试验对钢板成形时的拉毛损伤行为及机理进行了研究，提出了一种定量评价拉毛损伤的判据，并确定了拉毛损伤萌生的阀值，最后通过板材表面形貌的动态演变观测及分析对拉毛损伤的萌生进行了验证。本发明克服了现有对拉毛损伤评价方式的缺陷，直观的评估了板材成形中拉毛损伤的萌生，以期指导实际冲压成形过程中高强度钢板拉毛损伤的定量识别与抑制，从而可以降低修模成本。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下发明构思：

1.评价拉毛参数的确定

拉毛缺陷虽然起源于模具磨损，但终究不能和模具磨损完全划等号，它主要表现为划伤，是模具磨损的一种特殊表现形式，需要根据对拉毛缺陷几何特征描述，寻找合适的评价参数。

拉毛缺陷从外观上讲就是成形件表面划伤或划痕，可以从这个角度入手寻找适合评价冲压中钢板的表面拉毛缺陷。表面粗糙度是表示零件表面的微观几何形状，是表示零件表面微小不平程度的参数。

表面的损伤程度,因此选择粗糙度参数对板料表面损伤进行定量评价。各表面粗糙度的物理意义如下：

（1）.      轮廓算数平均偏差Ra

取样长度L内被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的算数平均值,即

（2）.      微观不平度十点高度Rz

在取样长度L内，被测表面5个最大轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓的谷深的平均值之和。即

（3）.      轮廓最大高度Rz

在取样长度L内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。即

在实际生产中，车身覆盖件上的表面损伤深度是判断零件是否合格的重要参数之一，如果最大划痕深度达到一定的数值，不仅成形件涂漆后无法满足美观、光泽等方面的要求而成为废品，甚至模具经过打磨修模后都有可能无法继续生产合格的产品，这样所造成的经济损失就非常大。因此，最大划痕深度是评价表面损伤缺陷的一个重要指标。本专利选取零件的表面粗糙度参数 Ry来评价板料表面损伤的严重程度。为了减小误差，所以选用粗糙度变化量作为拉毛损伤的定量评价参数。

2.测试方法

对于薄板冲压生产来说，往往并不是冲压件出现表面损伤就认为是废品，而是零件表面损伤达到一定程度后，满足不了某种功能需求，才被认为是废件。因此需要针对零件表面损伤评价参数的阀值进行研究。