纖維方向沿厚向分布的金屬板翻邊性能初步研究.pdf

1、纖維組織的存在,使金屬材料力學(xué)性能具有明顯的各向異性,對機(jī)械零件的使用性能和加工工藝會(huì)產(chǎn)生不可忽視的影響。正確認(rèn)識(shí)和利用材料的纖維方向,是材料加工工程需要研究的重要問題之一。板料翻邊變形中,極限圓孔翻邊系數(shù)就與纖維組織的方向性相關(guān)。
　　本論文的主要工作有:設(shè)計(jì)制造了凹模直徑為40.4mm帶壓料板的翻邊試驗(yàn)?zāi)＞?用Q235鋼片和5052鋁片兩種材料,制取了纖維方向在板面內(nèi)與沿厚向兩種分布方式,預(yù)制孔直徑范圍為10.5~27.9mm

2、共34種的片狀坯料(纖維方向在板面內(nèi)分布的外形尺寸為60mm×60mm,纖維方向在厚向分布的外形尺寸為Φ100mm,總數(shù)約200片);參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12459—2005,采用直接試驗(yàn)的方法,在液壓機(jī)上進(jìn)行了翻邊試驗(yàn),獲取了6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果為:(1)針對Q235鋼片,采用直徑d凸=34.9mm,d凸=31.8mm的圓柱形凸模試驗(yàn)分別進(jìn)行試驗(yàn),纖維組織沿厚向分布的板料比在板面內(nèi)分布的極限圓孔翻邊系數(shù)增大約58％~60%,極限翻邊高度

3、減小約32%~35%;(2)采用直徑 d凸=34.9mm,d凸=31.8mm的圓柱形凸模分別對5052鋁片試樣件進(jìn)行試驗(yàn),纖維組織分布對5052鋁片的翻邊性能無明顯影響。
　　材料的相對厚度t/d越大,允許的翻邊系數(shù)[K]就越小,成形極限就越大。金屬材料在翻邊過程中會(huì)產(chǎn)生變薄的現(xiàn)象,較薄的材料在翻邊過程中,得不到材料的補(bǔ)充,從而最容易產(chǎn)生斷裂。
　　翻孔時(shí)凸模圓角半徑一般較大,甚至做成球形或拋物面形,以利于變形。球形、錐形、

4、拋物線形凸模比圓柱平底凸模對翻邊有利,因?yàn)榍罢咴诜厱r(shí),孔邊是圓滑過渡逐步張開,有利于材料的變形,所以翻邊系數(shù)值可小些。
　　本文首次獲得了纖維方向沿厚向分布的極限圓孔翻邊系數(shù)和極限翻邊高度數(shù)據(jù),并與Q235鋼片纖維組織在板面內(nèi)分布的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比研究與分析,驗(yàn)證了纖維組織方向與翻邊破裂的關(guān)系。研究表明,纖維方向沿厚向分布與纖維方向在板面內(nèi)分布的翻邊性能差別較大。纖維組織沿厚向分布時(shí)翻邊性能差于在板面內(nèi)分布時(shí);材料纖維組織沿厚