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一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样及其测试方法.pdf

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一种 高强 薄板 预冲裁 工艺 性能 测试 试样 及其 方法
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摘要
申请专利号:

CN201310180433.5

申请日:

2013.05.15

公开号:

CN104155177A

公开日:

2014.11.19

当前法律?#21050;?/td>

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/02申请日:20130515|||公开
IPC分类号: G01N3/02; G01N3/08 主分类号: G01N3/02
申请人: 宝山钢铁股份有限公司
发明人: 吴彦骏; 刁可山; 徐伟力; 蒋浩民
地址: 201900 上海市宝山区富锦路885号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 上海三和万国知识产权代理事务所(普通合伙) 31230 代理人: 刘立平
PDF完整版下载: PDF下载
法律?#21050;?/div>
申请(专利)号:

CN201310180433.5

授权公告号:

||||||

法律?#21050;?#20844;告日:

2016.08.03|||2014.12.17|||2014.11.19

法律?#21050;?#31867;型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,所述试样分别在试样对应拉深凸模圆角处采用四种不同的冲裁间隙进行四个预冲孔,冲裁间隙分别取5%、8%、12%和18%的板料厚度,包括下述二类:一类试样的四个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,另一类试样的四个预冲孔采用反方向冲裁,其中二个如同一类试样的预冲孔操作,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,另外二个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧,即试样的下表面。将拉深变形后的一类试样和另一类试样所测得的临界拉深深度进行对比,即可获得超高强钢薄板的冲裁间隙和冲裁方向对后续拉深性能的影响程度。

权利要求书

权利要求书
1.  一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能的影响,其特征在于,
所述试样分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行4个预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度,包括下述二类:
一类试样的4个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另一类试样的4个预冲孔采用反方向冲裁,其中二个如同一类试样的预冲孔操作,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另外二个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧,即试样的下表面。

2.  如权利要求1所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,另一类试样,分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度。

3.  如权利要求1或2所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,对于厚度处于0.3mm至2mm之间的超高强钢薄板,所述试样直?#24230;?0-110mm,拉深比为1.5-2:1。

4.  如权利要求1所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,一类试样预冲孔直径为5.5-6.5mm,其圆心分别位于通过试样外轮廓圆心、处于试样上表面的轴线x、y方向,轴线x可?#25105;?#21462;向,轴线y方向与轴线x方向垂?#34180;?BR>
5.  如权利要求1所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,一类试样的4个预冲孔圆心距试样外轮廓圆心为24-26mm,所述4个预冲孔在冲裁中留下的毛刺方向均位于试样的上表面。

6.  如权利要求1所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,一类试样的初始拉深深度设为24-26mm。

7.  一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,所述方法用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能的影响,其特征在于,
准备二类试样,所述试样分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行4个预冲孔:
一类试样的4个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另一类试样的4个预冲孔采用反方向冲裁,其中二个如同一类试样的预冲孔操作,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另外二个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧,即试样的下表面,
将两类试样中?#19978;?#21516;冲裁间隙制备的试样取出并组成1组试样,共有4组试样,采用相同的拉深模具和测试条件对4组试样进行拉深变形,
预冲孔位于拉深凸模圆角处,其一半位于凸模顶部,另一半位于圆柱杯形壁侧面,
测试中,分别记录所对应各组试样在预冲孔处出现微裂纹时的临界拉深深度,
将拉深变形后的一类试样和另一类试样所测得的临界拉深深度进行对比,即可获得钢薄板的冲裁方向对后续拉深性能的影响程度。

8.  如权利要求7所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,
将待冲孔的一类试样放置入冲裁模,其圆心与模具圆心重合定位,进行1次冲裁后,将试样旋转90°放置,再进?#26800;?次冲裁,一类试样冲裁完成;
将待冲孔的另一类试样放置入冲裁模,令其圆心与模具圆心重合定位,进行1次冲裁后,将试样翻转至另一面并同时旋转90°放置,进?#26800;?次冲裁。另一类试样冲裁完成。

9.  如权利要求7所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,
将一类试样按照冲裁毛刺面贴合拉深凸模的方向放置入拉深模,进行拉深,拉深凸模的初始压下?#21487;?#20026;24-26mm,若出现?#29616;?#25289;裂影响测试,则适当缩减拉深深度,直至获取其临界拉深深度。

10.  如权利要求7所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,
将另一类试样按照第1次冲裁的毛刺面贴合拉深凸模的方向放置入拉深模,保证另一类试样和一类试样方位一致,以避免因凸、凹模随相位角变化的差异影响测试结果,随后,进行拉深,拉深凸模初始压下量为24-26mm,若一类试样大幅?#20154;?#20943;了拉深深度,另一类试样的初始拉深深度也作相应缩减。

11.  如权利要求7所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在 于,将拉深变形后的一类试样和另一类试样所测得的临界拉深深度进行对比,即可获得所述钢薄板的冲裁间隙和冲裁方向对后续拉深性能的影响程度。

说明书

说明书一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样及其测试方法
技术领域
本发明属于汽车用?#31181;?#36896;及测试领域,具体地,本发明涉及一种用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样及其测试方法,所述超高强钢薄板特别适于汽车。另外,本发明的试样是一个含有预冲孔的圆形薄板,设计新?#34180;?#21487;操作强,特别适用于超高强钢拉深成形工艺性能标准化检验。
背?#20985;?#26415;
节能、环保、安全、舒适和智能化是当今汽车发展的趋势,随着国家碰撞法规和碳排放法规的完善,汽车需要更轻量化的车身?#36879;?#39640;的安全碰撞性能。研究表明,汽车重量每减轻10%,油耗可大致?#26723;?%~8%。采用超高强钢薄板是目前最经济、最有效的轻量化途径,这已经成为业内的共识。目前,高强钢薄板在国外新车型车身用材的比例占到了50%~80%,其中冷轧超高强钢薄板(TS≥780MPa)在A柱、B柱、门槛加强板、?#24471;?#38450;撞?#35828;?#20026;代表的车身安全件、结构件上已得到广泛应用。
但是780MPa及以上超高强钢钢薄板零件冲压的成形特性、失效机理等呈现着与传统高强钢明显的不同之处,超高强钢成形开裂的许多情况是冲裁质量引起的剪切边开?#36873;?#23545;于超高强钢薄板冲压成形零件,之前落料过程中所产生的塌脚、断裂带、毛刺等潜在微缺陷均有可能造成后期成形过程中产生起皱、拉?#36873;?#25240;叠?#28909;?#38519;,从而导致产?#20998;?#37327;得不到保障。
目前,国内外研究机构在超高强钢薄板成形性能方面开展了一系?#26800;?#30740;究工作,主要包括扩孔特性、翻边特性以及回弹特性等方面,但上述研究大多未考虑冲裁质量本身对超高强钢薄板成形特性所带来的影响。
另一方面,从国内外学者所进?#26800;?#19968;系列测试及模拟分析发现:将通过普通冲裁和精密冲裁而得的孔用于后续翻边工艺或者扩孔工艺,后者所形成的成形质量明显好于前者。因此,对超高强钢薄板(0.3-2.0mm)不仅要进行常规拉深性能的分析,更要设计特殊的试样用于测试预冲裁断面质量对超高强钢拉深性能的影 响。
发明内容
本发明旨在提供一种用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样,通过结合标准杯形拉深模具进行拉深测试,测定测试后试样的各类特征尺寸,分析预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能的影响,满足科研,用户技术支持的需要。
本发明针对现有技术存在的无法检测冲裁断面质量对后续拉深工艺产生的影响的不足,设计了一种用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样及其测试方法。应用该试样及其测试方法,结合标准杯形拉深模具进行拉深测试,即可通过测试测试后试样的各特征尺寸,达到测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的目的。
本发明的一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样的技术方案如下:
一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能的影响,其特征在于,
所述试样分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行4个预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度,包括下述二类:
一类试样的4个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另一类试样的4个预冲孔采用反方向冲裁,其中二个如同一类试样的预冲孔操作,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另外二个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧,即试样的下表面。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,另一类试样,分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,对于厚度处于0.3mm至2mm之间的超高强钢薄板,所述试样直?#24230;?0-110mm,拉深比为1.5-2:1。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于, 所述预冲孔冲裁间隙分别取5%、8%、12%和18%的板料厚度。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,一类试样预冲孔直径为5.5-6.5mm,其圆心分别位于通过试样外轮廓圆心、处于试样上表面的轴线x、y方向。轴线x可?#25105;?#21462;向,轴线y方向与轴线x方向垂?#34180;?
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试用试样,其特征在于,一类试样的4个预冲孔圆心距试样外轮廓圆心为24-26mm,所述4个预冲孔在冲裁中留下的毛刺方向均位于试样的上表面。
一类试样的初始拉深深度设为24-26mm,若出现影响测试的?#29616;?#25289;裂,则适当缩减拉深深度,直至无明显拉裂现象产生,定为一类试样的临界拉深深度。
本发明提供一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,所述方法用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响测试,其特征在于,
将两类试样中?#19978;?#21516;冲裁间隙制备的试样取出并组成1组试样,考虑到4种冲裁间隙,共有4组试样,
包括下述二类:
一类试样的4个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另一类试样的4个预冲孔采用反方向冲裁,其中二个如同一类试样的预冲孔操作,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另外二个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧,即试样的下表面。
采用相同的拉深模具和测试条件对4组试样进行拉深变形,预冲孔位于拉深凸模圆角处,其一半位于凸模顶部,另一半位于圆柱杯形壁侧面。
将待冲孔的一类试样放置入冲裁模,其圆心与模具圆心重合定位,进行1次冲裁后,将试样旋转90°放置,再进?#26800;?次冲裁。一类试样随即完成。
将待冲孔的另一类试样放置入冲裁模,令其圆心与模具圆心重合定位,进行1次冲裁后,将试样翻转至另一面并同时旋转90°放置,进?#26800;?次冲裁。另一类试样随即完成。
测试中,分别记录所对应各组试样在预冲孔处出现微裂纹时的临界拉深深度。拉深测试的模具及试样摆放位置如下图2所示。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,将一类试样按照冲裁毛刺面贴合拉深凸模的方向放置入拉深模,进行拉深,拉深 凸模的初始压下?#21487;?#20026;24-26mm,若出现?#29616;?#25289;裂影响测试,则适当缩减拉深深度,直至获取其临界拉深深度,
将另一类试样按照第1次冲裁的毛刺面贴合拉深凸模的方向放置入拉深模,尽可能保证另一类试样和一类试样方位一致,以避免因凸、凹模随相位角变化的差异影响测试结果。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,另一类试样,分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,对于厚度处于0.3mm至2mm之间的超高强钢薄板,试样直?#24230;?5-110mm,拉深比为1.5-2:1。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,所述试样分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行4个预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度,包括下述二类:
一类试样的4个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另一类试样的4个预冲孔采用反方向冲裁,其中二个如同一类试样的预冲孔操作,毛刺位于拉深凸模一侧,即试样的上表面,
另外二个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧,即试样的下表面。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,对于厚度处于0.3mm至2mm之间的超高强钢薄板,所述试样直?#24230;?0-110mm,拉深比为1.5-2:1。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,一类试样预冲孔直径为5.5-6.5mm,其圆心分别位于通过试样外轮廓圆心、处于试样上表面的轴线x、y方向。轴线x可?#25105;?#21462;向,轴线y方向与轴线x方向垂?#34180;?
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于,一类试样的初始拉深深度设为24-26mm,若出现影响测试的?#29616;?#25289;裂,则适当缩减拉深深度,直至无明显拉裂现象产生,定为一类试样的临界拉深深度。
优选的是,所述预冲孔冲裁间隙分别取5%、8%、12%和18%的板料厚度。
根据本发明所述一种超高强钢薄板预冲裁工艺性能测试方法,其特征在于, 一类试样的4个预冲孔圆心距试样外轮廓圆心为24-26mm。4个预冲孔在冲裁中留下的毛刺方向均位于试样的上表面。
一类试样的初始拉深深度设为24-26mm,若出现影响测试的?#29616;?#25289;裂,则适当缩减拉深深度,直至无明显拉裂现象产生,定为一类试样的临界拉深深度。
将拉深变形后的一类试样和另一类试样所测得的临界拉深深度进行对比,即可获得钢薄板的冲裁方向对后续拉深性能的影响程度。
根据本发明,设计了一种用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样及其测试方法,测试超高强钢薄板材料,共二类试样,试样尺寸及特征如图1所示。针对另一类试样,分别在试样对应拉深凸模圆角处采用4种不同的冲裁间隙进行预冲孔,冲裁间隙分别取4-6%、7-9%、10-12%和16-18%的板料厚度,?#28304;?#24471;到不同的冲裁断面质量。一类试样的4个预冲孔采用同方向冲裁,毛刺位于拉深凸模一侧(即试样的上表面)。另一类试样的4个预冲孔保持2个同一类试样的预冲孔操作一致,另外2个则进行反向冲孔,其毛刺位于拉深凹模一侧(即试样的下表面)。
将两类试样中?#19978;?#21516;冲裁间隙制备的试样取出并组成1组试样,考虑到4种冲裁间隙,共有4组试样。采用相同的拉深模具和测试条件对4组试样进行拉深变形,预冲孔位于拉深凸模圆角处,其一半位于凸模顶部,另一半位于圆柱杯形壁侧面。测试中,分别记录所对应各组试样在预冲孔处出现微裂纹时的临界拉深深度。拉深测试的模具及试样摆放位置如下图2所示。
考虑到一类试样的预冲孔毛刺方向相同,故以一类试样所测得的临界拉深高度作为参考高度,与另一类试样拉深所得的临界拉深高度进行比较,以分析不同冲裁方向(毛刺方向)对超高强钢薄板的拉深性能的影响。如果另一类试样所得的临界拉深高度大于一类试样的临界拉深高度,则说明反向冲裁形成的毛刺会导致超高强钢薄板拉深性能下降;如果另一类试样所得的临界拉深高度小于一类试样的临界拉深高度,则说明反向冲裁形成的毛刺对超高强钢薄板拉深性能的影响小于正向冲裁所形成毛刺的影响。在此基础上,?#23665;?#19968;步对比分析毛刺方向在不同冲裁断面质量情况下对超高强钢薄板拉深性能的影响。
此外,为?#26723;?#20914;裁断面质量与毛刺方向的耦合效应,以一类试样中采用不同冲裁间隙制备的试样为研究对象,采用相同的拉深模具和测试条件对该组试样进行拉深测试,记录不同试样在预冲孔处出现微裂纹时的临界拉深深度,并以冲裁 间隙及对应的临界拉深深度组成一组数据点,形成趋势性曲线,获取不同冲裁断面质量对拉深性能影响的拐点。
根据上面的分析可以看出,本发明所提供的试样可以通过拉深测试测试出冲裁质量对超高强钢薄板拉深性能的影响程度,可用于确定利于后续成形工艺的冲裁工艺参数。
采用本发明用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样,结合配套的标准杯形拉深测试模具对生产用的汽车超高强钢薄板进行了测定,结果显示,试样加工具有可操作性,测试结果重复性好,为汽车用超高强钢薄板的使用提供了有用的数据。可作为一种测试超高强钢冲裁-拉伸性能的标准化方法。
附图说明
图1A,B分别为测试用一类试样A及另一类试样B的示意图。
图2为拉深测试用模具及试样摆放位置关系示意图。
图3为冲裁质量对拉深性能影响的测试流程图。
图4为DP980室温下标准拉伸测试材料断裂总?#30001;炻适?#24847;图。
图5为一类试样不同冲裁间隙下拉裂时的拉深深度示意图。
图6为另一类试样不同冲裁间隙下拉裂时的拉深深度示意图。
图中,1为试样,2为凸模,3为凹模,4为压边圈,A为一类试样,B为另一类试样。
具体实施方式
采用本发明提供的用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样,通过结合标准杯形拉深模具进行拉深测试,测定测试后试样的各类特征尺寸,分析预冲裁工艺对高强钢薄板拉深性能的影响。具体的测试测试流程如下图3所示。
实施例
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
试样制备
应用本发明测试1.8mm厚度的DP980钢薄板的冲裁方向对拉深性能的影响。首?#28909;?#33509;干量的1.8mm厚度钢薄板,保证其宽度不小于120mm。应用线切割工艺,将钢薄板上切下若干个直径为100mm的圆形试样。
测试用试样
本发明提供的超高强钢薄板试样的外轮廓为圆形,对于厚度处于0.3mm至2mm之间的超高强钢薄板,直?#24230;?00mm,拉深比为2:1。
选定其对应测试用模具的拉深凸模直径为50mm,凸凹模双面拉深间隙为2倍试样厚度,凹模圆角为0.5倍试样厚度。
所述试样针对每一种超高强钢薄板材料,取2个为一组,分别记录为一类试样和另一类试样。依据不同冲裁间隙每种材料取4组试样,每个试样均需备料若干,以便测试获取其临界拉深深度。
一类试样含有4个预冲孔,直径为6mm,其圆心分别位于通过试样外轮廓圆心、处于试样上表面的轴线x、y方向,轴线x可?#25105;?#21462;向,轴线y方向与轴线x方向垂?#34180;?#19968;类试样的4个预冲孔圆心距试样外轮廓圆心为25mm。4个预冲孔在冲裁中留下的毛刺方向均位于试样的上表面。一类试样的初始拉深深度设为25mm,若出现影响测试的?#29616;?#25289;裂,则适当缩减拉深深度,直至无明显拉裂现象产生,定为一类试样的临界拉深深度。
另一类试样含有4个预冲孔,直径为6mm,其圆心分别位于通过试样外轮廓圆心、处于试样上表面的轴线x、y方向,轴线x可?#25105;?#21462;向,轴线y方向与轴线x方向垂?#34180;?个预冲孔圆心距另一类试样外轮廓圆心为25mm。4个预冲孔中位于轴线x方向上的2个预冲孔在冲裁中留下的毛刺方向均位于试样的上表面。4个预冲孔中位于轴线y方向上的2个预冲孔在冲裁中留下的毛刺方向均位于试样的下表面。另一类试样的初始拉深深度设为略深于对应的一类试样的临界拉深深度,若出现影响测试的?#29616;?#25289;裂,则适当缩减拉深深度,直至无明显拉裂现象产生,定为另一类试样的临界拉深深度。
上述的上表面在拉深测试中应贴合在凸模表面。上述的下表面在拉深测试中应贴合在凹模表面。
拉深性能测试
采用一副含2个凸模和2个凹模的冲裁模来完成一类试样和另一类试样的制备。将待冲孔的一类试样放置入冲裁模,其圆心与模具圆心重合定位,进行1次 冲裁后,将试样旋转90o放置,再进?#26800;?次冲裁。一类试样随即完成。
将待冲孔的另一类试样放置入冲裁模,令其圆心与模具圆心重合定位,进行1次冲裁后,将试样翻转至另一面并同时旋转90o放置,进?#26800;?次冲裁。另一类试样随即完成。
更换冲孔凹模镶块以改变冲裁间隙,然后重复上述冲裁过程,制备出不同冲裁断面质量的一类和另一类试样。
冲裁质量对拉深性能影响的测试在一副拉深模上完成,凸模、凹模均定位于模具?#34892;摹?#20381;照钢薄板厚度t,凸模直径定为50mm,凹模直径定为53.6mm,凹模圆角定为0.9mm。
将一类试样按照冲裁毛刺面贴合拉深凸模的方向放置入拉深模,进行拉深,拉深凸模的初始压下?#21487;?#20026;25mm。若出现?#29616;?#25289;裂影响测试,则适当缩减拉深深度,直至获取其临界拉深深度。
将另一类试样按照第1次冲裁的毛刺面贴合拉深凸模的方向放置入拉深模,尽可能保证另一类试样和一类试样方位一致,以避免因凸、凹模随相位角变化的差异影响测试结果。随后,进行拉深,拉深凸模初始压下量为25mm。若一类试样大幅?#20154;?#20943;了拉深深度,另一类试样的初始拉深深度也应作相应缩减。
将拉深变形后的一类试样和另一类试样所测得的临界拉深深度进行对比,即可获得1.8mm厚的DP980钢薄板的冲裁方向对后续拉深性能的影响程度。
重复上述过程,将另3组不同冲裁质量的试样进行拉深测试,分别测定其临界拉深深度。在4组试样内部分别比较一类试样和另一类试样的临界拉深深度差别,即可测试出材料在各对应组别的冲裁断面质量下,不同冲裁方向对拉深性能影响程度。
综合比较4组试样的一类试样的临界拉深深度差别,即可测试出DP980钢薄板在不同断面质量下的拉深性能差异。
测试结论
将1.8mm厚的DP980钢薄板采用冲裁方式制备标准拉伸试样,进行室温条件下的材料拉伸测试,不同冲裁间隙条件?#28388;?#24471;到的材料断裂总?#30001;?#29575;如图4所示。从图中可见,随着冲裁间隙的扩大,标准拉伸试样的材料断裂总?#30001;炻食实?#20943;趋势。
拉裂时拉深深度可作为评价材料成形性能的指标,拉深深度越大,材料成形 性能越好。如图5所示为对应冲裁间隙5%、8%、12%和18%的一类拉深试样进行拉深测试所测得的拉深深度值。分析测试数据可以发现,拉裂时拉深深度的变化并非随着冲裁间隙呈单调下降趋势,而是在冲裁间隙从5%到8%时下降,随后又呈递增趋势。
类似地,对相同材料、相同冲裁间隙下冲孔的另一类试样进行拉深测试,所测得的拉深深度值如图6所示。可以看到,与一类试样的结果相类似,拉深深?#20154;?#30528;冲裁间隙的增大呈先下降后上升的变化趋势。对于另一类试样与一类试样,虽然其局部内孔冲裁时存在冲裁方向的不一致,但是其整体成形性能差异不明显。
通过分析拉深测试数据和标准拉伸试样?#30001;炻适?#25454;可以发现,冲裁后DP钢材料的拉深性能并非与材料?#30001;炻食收?#30456;关趋势,甚至较大冲裁间隙下成形的拉深试样能表现出比较小冲裁间隙下成形的试样更好的拉深成形性能。因此,传统的普通冲裁拉伸试样无法准确评估冲裁质量对后续成形性能的影响,而本发明相比于普通冲裁拉伸试样,可以更为有效地确定利于后续成形工艺的冲裁工艺参数。
随着对汽车轻量化要求逐步提升,超高强钢薄板在汽车制造业?#26800;?#24212;用越来越广泛。超高强钢薄板的力学性能高,经过弯曲、拉深工艺后的超高强钢薄板件可应用于汽车车身的?#24615;?#32467;构件和安全件。然而,超高强钢的冲压成形工程中容易产生各种潜在微缺陷,导致产品的质量问题,因?#25628;?#31350;冲裁质量对超高强钢的成形性能影响就具有重要意义。目前关于冲裁质量本身对超高强钢薄板成形特性的影响研究还很少,更多地借助于材料的抗拉强度、?#30001;?#29575;等数据来简单评估其成形性,亟需一种简单有效的方法来快速评估不同冲裁质量对超高强钢后续成形性能的影响。
本发明涉及一种用于测试预冲裁工艺对超高强钢薄板拉深性能影响的试样及其测试方法,可以测试模拟冲裁质量对超高强钢薄板拉深性能的影响,试样设计新?#34180;?#21487;操作强,能有效地确定利于后续成形工艺的冲裁工艺参数,提高超高强钢薄板的成形性能,满足了科研、用户技术支持对于这方面的研究的需要,必将为汽车厂、钢厂的测试技术人员所认识,从而提高超高强钢薄板成形性能的测定技术水平。

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