CN101274341B - 一种降低塑性回弹的金属板材加工成形方法 - Google Patents
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Abstract
一种降低塑性回弹的金属板材加工成形方法，本发明利用金属板材加载时的包申格效应使回弹显著地减小或消除，进而满足金属板材冲压成形的要求、提高金属板材成形后的定型性、提高成形零件的型面贴合度和简化加工成形工艺。将板料(2)置于凹模(4)上；将压边圈(1)置于板料(2)上，并施加压边力，冲头(3)下移施压，板料(2)变形并流入凹模型腔(4-1)内；移走冲头(3)；移走压边圈(1)；将板料(2)反向放置于凹模(4)上；将压边圈(1)置于板料(2)上，并施加压边力；冲头(3)下移施压，板料(2)变形并流入凹模型腔(4-1)内。本发明降低了高强度金属板材的屈服强度，易于加工成形，设计合理、工作可靠、效果显著、操作简便、易于实现、精度较高，具有较强的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属板材的加工成形方法。
背景技术
目前，汽车覆盖件已逐渐采用屈服强度下限为275～460MPa的高强度钢板来代替原有屈服强度在270MPa以下的软钢板，由于强度提高，按等强度转换原则，钢板的厚度就可削减，自然可大大减少钢材总量。汽车板采用高强度钢板的主要优点是：因材料强度的提高可使汽车安全性和抗凹陷性也随之得到改善；且由于板厚减薄而使汽车轻型化，同时，由普通钢板向高强度钢板转换中也出现了因材料强度增加、力学性能下降而产生的加工成形上的问题，起皱、拉裂和回弹是汽车覆盖件冲压成形过程中最为常见的三种缺陷，对高强度钢板的成形而言，回弹现象更为显著且是最难以解决的。由于冲压成形过程中不仅存在塑性变形，还存在弹性变形，卸载后由于弹性变形的恢复，即产生回弹现象，回弹直接影响到冲压件的形状和尺寸精度，在冲压件的后续装配工艺中，由于相邻零件的尺寸不一致，给装配带来困难，并可能造成过大的装配残余应力，从而影响焊装件的使用可靠性。
基于以上所述，《机械工人》杂志于1981年04月30日公开了一篇文章《减少弯曲件回弹的措施》(作者：俞焕文)；文中提到减少回弹的措施有：采用带有回弹补偿角的模具来减少回弹、允许用热处理的弯曲件也可采用热处理方式(板料在弯曲工艺前增加退火处理)来减少回弹。但文中所述减少回弹的措施使得板材在弯曲加工过程中所用模具结构复杂、工艺步骤增多、难以操作，且只能有限地减少回弹，无法使回弹显著地减小或消除。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低塑性回弹的金属板材加工成形方法，以利用金属板材加载时的包申格效应使回弹显著地减小或消除，进而满足金属板材冲压成形的要求、提高金属板材成形后的定型性、提高成形零件的型面贴合度和简化加工成形工艺。
本发明由以下步骤完成：一、将板料置于凹模上；二、将压边圈置于板料上，并施加压边力，压边圈的型腔与凹模的凹模型腔同轴且孔径相同；三、冲头下移施压，板料变形并流入凹模型腔内：四、移走冲头：五、移走压边圈；六、将板料反向放置于凹模上；七、将压边圈置于板料上，并施加压边力，压边圈的型腔与凹模的凹模型腔同轴；八、冲头下移施压，板料变形并流入凹模型腔内；在步骤一——步骤五中凹模内设有沙子。
本发明具有以下有益效果：本发明将低塑性高强度金属板材在加工成形前先沿反方向进行预成形加载，然后将板料正向进行加工成形，该过程可通过金属的包申格效应使回弹显著地减小或消除，并使高强度金属板材的屈服强度明显降低，进而易于加工成形，本发明设计合理、工作可靠、效果显著、操作简便、易于实现、精度较高，具有较强的推广价值。
附图说明
图1是本发明成形过程初始阶段的示意图，图2和图3是本发明成形过程中间状态的示意图，图4为本发明成形过程终了状态的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式由以下步骤完成：一、将板料2置于凹模4上；二、将压边圈1置于板料2上，并施加压边力，压边圈1的型腔l-1与凹模4的凹模型腔4-1同轴且孔径相同；三、冲头3下移施压，板料2变形并流入凹模型腔4-1内；四、移走冲头3；五、移走压边圈1；六、将板料2反向放置于凹模4上；七、将压边圈1置于板料2上，并施加压边力，压边圈1的型腔1-l与凹模4的凹模型腔4-1同轴；八、冲头3下移施压，板料2变形并流入凹模型腔4-1内。经一个方向变形后的金属，再反方向变形时与原预应变方向的变形相比，其弹性极限(屈服极限)明显降低，这种现象就是金属的包申格效应，本实施方式有效地减小或消除回弹的影响，并使成形板材的屈服强度降低，易于加工成形。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：在步骤一——步骤五中凹模4内设有沙子。先在凹模型腔内放入一定量的沙子；将板料置于凹模上；将压边圈置于板料上，并施加压边力；冲头下移施压，板料变形并流入凹模型腔内；移走冲头与压边圈；将凹模型腔内的沙子倒出；将板料反向放置于凹模上；将压边圈置于板料上，并施加压边力；冲头下移施压，板料变形并流入凹模型腔内。由于有沙子在初始拉深时的背压作用，板料预成形时减薄较小，因而在反向加载时成形零件的型面贴合度好、形状尺寸精度高。
具体实施方式三：本实施方式在步骤一中，板料2为超硬铝合金、钛合金。
Claims (2)
1.一种降低塑性回弹的金属板材加工成形方法，其特征在于：它由以下步骤完成：一、将板料(2)置于凹模(4)上；二、将压边圈(1)置于板料(2)上，并施加压边力，压边圈(1)的型腔(1-1)与凹模(4)的凹模型腔(4-1)同轴且孔径相同；三、冲头(3)下移施压，板料(2)变形并流入凹模型腔(4-1)内；四、移走冲头(3)；五、移走压边圈(1)；六、将板料(2)反向放置于凹模(4)上；七、将压边圈(1)置于板料(2)上，并施加压边力，压边圈(1)的型腔(1-1)与凹模(4)的凹模型腔(4-1)同轴；八、冲头(3)下移施压，板料(2)变形并流入凹模型腔(4-1)内；在步骤一——步骤五中凹模(4)内设有沙子。
2.根据权利要求1所述的一种降低塑性回弹的金属板材加工成形方法，其特征在于：所述板料(2)为超硬铝合金、钛合金。
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