金屬薄板成形模擬成形實(shí)驗(yàn)報(bào)告(擴(kuò)孔、錐杯、拉深、成形極限圖)

1、XXX薄板模擬成形性能試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告測(cè)試人：軍哥審核人：軍哥日 期：2013年5月24日聯(lián)系電話(huà)Q：346594166北京航空航天大學(xué)飛行器制造工程系板料成形研究中心板材模擬成形性能測(cè)試1 引 言根據(jù)XXXX與北京航空航天大學(xué)簽定的合同協(xié)議，北京航空航天大學(xué)板料成形研究中心按照GB/T15825-2008金屬薄板成形性能與試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和HB0-21-2008板材零件下陷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提供的板料進(jìn)行成形性能試驗(yàn)的測(cè)試，材料的基本尺寸參數(shù)見(jiàn)表1。表1 檢測(cè)材料規(guī)格參數(shù)表牌號(hào)規(guī)格（厚度mm）強(qiáng)度級(jí)別（抗拉MPa）熱處理狀態(tài)備注XXX121.20412固溶-時(shí)效2 檢測(cè)方法試驗(yàn)按照

2、金屬薄板成形性能與試驗(yàn)方法（GB/T15825-2008）的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在本板料成形研究中心的通用板材成形性能試驗(yàn)機(jī)BCS-30D (見(jiàn)圖1)上裝配相應(yīng)的模具進(jìn)行試驗(yàn)，本次試驗(yàn)內(nèi)容有擴(kuò)孔(Reaming)、拉深(Drwaing)、錐杯（CCV）、下陷等。圖1 BCS-30D通用板材成形性能試驗(yàn)機(jī)3試驗(yàn)類(lèi)型3.1擴(kuò)孔成形性能試驗(yàn)本次擴(kuò)孔試驗(yàn)?zāi)＞哐b配結(jié)構(gòu)及成形過(guò)程示意圖如圖2所示。本次擴(kuò)孔材料為XXX提供的鈦鋁復(fù)合板，經(jīng)過(guò)固溶-時(shí)效處理后，加工成圓形試樣，其尺寸為：中心孔直徑=mm，外圓直徑=104mm。模具的工作尺寸：凹模內(nèi)徑=51mm，凹模的圓角半徑=6mm,凸模頭部錐度為，直徑=50mm。

3、實(shí)驗(yàn)原理：將中心帶有預(yù)制圓孔的試樣置于凹模與壓邊圈之間壓緊，錐頭凸模通過(guò)試驗(yàn)機(jī)加力，以一定速度壓入預(yù)制的圓孔，直至圓孔在凸模作用下孔緣（豎緣）局部發(fā)生開(kāi)裂停止試驗(yàn)。 試驗(yàn)潤(rùn)滑采用黃油，涂抹在與凸模接觸的一面的試樣上，壓邊力為恒定壓邊力40KG，試驗(yàn)速度為10mm/min,采用載荷下降法自動(dòng)控制試驗(yàn)停機(jī)，控制載荷為0.2KG。用游標(biāo)卡尺（精度為0.01mm）測(cè)量開(kāi)裂后的試樣孔徑的最大值和最小值，并根據(jù)GB/T15825.4-2008的公式（見(jiàn)公式1）計(jì)算其擴(kuò)孔率。圖2 擴(kuò)孔試驗(yàn)?zāi)＞哐b配及試驗(yàn)示意圖擴(kuò)孔后的直徑測(cè)量結(jié)果見(jiàn)下表，試驗(yàn)后試件如下圖所示。試驗(yàn)材料的擴(kuò)孔率的計(jì)算公式為： （1）其中D0為試

4、件初始中心孔徑，為試驗(yàn)后所測(cè)平均中心孔徑。以下圖表為試件的測(cè)試結(jié)果。XX圖3 擴(kuò)孔實(shí)驗(yàn)效果圖表2 擴(kuò)孔數(shù)據(jù)表編號(hào)中心孔直徑D0開(kāi)裂時(shí)圓孔直徑D平均直徑擴(kuò)孔率（%）平均擴(kuò)孔率翻邊系數(shù)平均翻邊系數(shù)KD1D211013.50XXXX210Xx13.5431013.68XX410XX13.4051012.89XX附注：因?yàn)?#試驗(yàn)件數(shù)據(jù)分散性比較大，故舍去3.2錐杯成形性能試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理、試樣準(zhǔn)備和模具尺寸見(jiàn)圖4和表3：圖4 錐杯試驗(yàn)原理圖表3 本實(shí)驗(yàn)作尺寸表名稱(chēng)材厚模具類(lèi)型0.500.800.801.001.001.301.301.60鋼球直徑Dp12.70 17.46 20.6426.99凸模桿直徑

5、dp=Dp=Dp=Dp=Dp試樣直徑Do36±0.0250±0.0260±0.0278±0.02凹?？字倍酥睆紻d14.60±0.0219.95±0.0224.40±0.0232.00±0.02凹模圓角半徑rd3.0 4.0 6.0 8.0 凹模孔錐角60°±0.05°60°±0.05°60°±0.05°60°±0.05°凹?？字倍擞行Ц叨萮d20202525凹模孔直端開(kāi)口高度hd5555按每個(gè)試

6、樣的實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)分別計(jì)算錐杯口的最大外徑和最小外徑的算術(shù)平均值max和min，按公式（1）計(jì)算每個(gè)試樣CCV CCV=（max+min）（1）按公式（2）計(jì)算重復(fù)試驗(yàn)得到的平均錐杯值, =（2）本次試樣潤(rùn)滑為黃油雙面潤(rùn)滑，載荷下降法自動(dòng)控制停機(jī)，控制載荷為0.5kg，成形速度為15mm/min。數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。圖5 錐杯實(shí)驗(yàn)效果圖表4 CCV數(shù)據(jù)表編號(hào)DMax1DMax2DMin1DMin2CCV1234567893.3 拉深試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理：試驗(yàn)時(shí)，將圓片試樣壓置到凹模與壓邊周之間，通過(guò)凸模對(duì)其進(jìn)行拉深成形（見(jiàn)圖6 ）。本試驗(yàn)需要采用不同直徑的試樣，并按照逐級(jí)改變直徑的操作程序進(jìn)行拉深成形，以測(cè)定拉深底

7、部圓角附近的壁部不產(chǎn)生破裂時(shí)允許使用的最大試樣直徑（D0）max,試驗(yàn)結(jié)束后用（D0）max計(jì)算極限拉深比（注：極限拉伸比與我國(guó)沖壓成形技術(shù)中的最小拉深系數(shù)或稱(chēng)極限拉深系數(shù)近似呈倒數(shù)關(guān)系）。圖6拉深試驗(yàn)原理圖表5 拉深試驗(yàn)?zāi)＞叩某叽缭诒敬卫钤囼?yàn)中，板料名義厚度t=1.2，故選用4.1.2中板材厚度（0.911.3.）這一欄中相應(yīng)的模具參數(shù)。同時(shí)在GB/T15825.3-1995金屬薄板成形性能與試驗(yàn)方法-拉深試驗(yàn)4.6.11中規(guī)定 a:一組試樣中，3個(gè)試樣破裂，3個(gè)試樣未破裂。則把試樣直徑記錄為（） b：當(dāng)某一級(jí)試樣的破裂個(gè)數(shù)小于3，而增大一級(jí)后，試樣破裂的個(gè)數(shù)等于或大于4。，則把試樣直徑記

8、錄為（）。當(dāng)出現(xiàn)上述兩種情況中任意一種時(shí)，結(jié)束試驗(yàn)，并以之作為計(jì)算結(jié)果的根據(jù)。故最大試樣直徑的確定分4.6.11中a,b兩種情況：當(dāng)出項(xiàng)a情況時(shí)試樣直徑記作，且 = （1）當(dāng)出現(xiàn)b種情況時(shí)試樣直徑的確定由下面公式計(jì)算= （2） 極限拉深比（LDR）的確定按公式（3） LDR= （3）本次拉深試驗(yàn)的成形參數(shù)：壓邊力8KN，試樣單面涂抹清漆（酒精加漆片融合制成）并用0.04mm厚的薄膜貼凹模作為潤(rùn)滑，凸模速度為25mm/min。 圖7 拉深實(shí)驗(yàn)效果圖表6 拉深實(shí)驗(yàn)記錄表試樣直徑序號(hào)試樣直徑D0，mam破裂的試樣個(gè)數(shù)未破裂的試樣個(gè)數(shù)1100022101.25143102.5504103.7530510530由上表可知 =XX時(shí)，X=1 =XX時(shí)，Y=5，Z=0所以 =XX =XX于是由標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式（2）得 =XX-+XX =XX于是該材料的極限拉深比LDR，按公式（3）LDR=計(jì)算結(jié)果保留兩位。 LDR=XX =XX極限拉深系數(shù)m=1/ LDR=1/1.97=XX3.4下陷試驗(yàn)板材的下陷形式分為平面下陷和側(cè)面下陷，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行HB0-21-2008。平面下陷試驗(yàn)的原理圖如圖8所示，側(cè)面下陷試驗(yàn)的原理圖如圖9所示。圖8 平面下陷實(shí)驗(yàn)原理圖圖9 側(cè)面下陷實(shí)驗(yàn)原理圖X 圖10 平面下陷效果圖X圖11 側(cè)面下陷效果圖表9 下陷試驗(yàn)數(shù)據(jù)試樣編號(hào)板材厚度/m