CN103324779A - 板料渐进成形极限图的测定方法 - Google Patents
板料渐进成形极限图的测定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103324779A CN103324779A CN2013101941756A CN201310194175A CN103324779A CN 103324779 A CN103324779 A CN 103324779A CN 2013101941756 A CN2013101941756 A CN 2013101941756A CN 201310194175 A CN201310194175 A CN 201310194175A CN 103324779 A CN103324779 A CN 103324779A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arc groove
- forming tool
- plate
- strain
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 28
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 27
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 20
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 10
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种板料渐进成形极限图的测定方法，通过绘制曲线、生成加工程序、准备试样、成形圆弧沟槽、获取板平面极限应变值、建立板平面应变坐标系最终获取板料渐进成形极限图。采用半球头成形工具成形单向圆弧沟槽和等宽交叉圆弧沟槽，采用长、短轴比例不同的椭球头成形工具分别成形非等宽交叉圆弧沟槽，分析获得板平面极限应变值，方法合理且简单快速，可以获得精确度较高的板料渐进成形极限图，为制定合理的生产工艺提供保证，并为数值模拟提供判据。
Description
技术领域
本发明属于金属板料成形加工技术领域，具体涉及一种金属板料渐进极限图的建立方法。
背景技术
和传统板料冲压成形相比，数控渐进成形不需要模具或只需要凸模，借助工件CAD模型能够快速完成零件的成形，特别适合新产品开发以及单件或小批量钣金零件的生产，此外，渐进成形还具有花费低、成形力小、板料的成形性能高等优点，可广泛应用于航空、航天、家电、医疗器械和汽车制造等行业。
成形极限图是判断板料是否会发生失效的主要依据。传统板料成形极限图中，成形极限曲线为板平面工程主应变e1-e2(或真应变ε1-ε2)坐标系中呈“v”字型的曲线，测定方法已经较为完善并形成了相应的标准(GB/T15825.8-2008)。板料渐进成形极限图和传统成形极限图有显著的不同，通常研究认为渐进成形极限图中的成形极限曲线为应变坐标系ε1-ε2中第一象限内负斜率方向的一条直线，且位置比传统成形极限曲线位置显著提高。到目前为止，板料渐进成形极限图的测定尚未形成统一标准，目前，常用的方法有直沟槽法和螺旋路径加工截头圆锥法等。采用直沟槽法测定板料渐进成形极限图时，破裂位置总位于沟槽两端，所获得破裂位置应变状态接近双向拉伸应变状态，需假设渐进成形极限曲线斜率为-1，测量结果精确度较低；螺旋路径加工截头圆锥法测定板料成形极限图时，因为需要合理的控制参数控制板料在加工过程中连续发生破裂，不同厚度、不同材料的板料破裂所需要的变形量不同，为了获得合适的参数，需要进行多次试验，方法繁琐复杂。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种板料渐进成形极限图的测定方法，方法简单快速，所测定的板料渐进成形极限图精确度高。
本发明提供的板料渐进成形极限图的测定方法，所选用的圆弧沟槽成形工具包括半球头成形工具和椭球头成形工具，所述方法包括以下步骤：
一、绘制曲线：使用计算机三维建模软件绘制圆弧曲线；
二、生成加工程序：将步骤一绘制的圆弧曲线指定为加工轨迹，生成圆弧沟槽加工程序；
三、准备试样：准备5块以上试样板料，并将试样板料表面清理干净，之后在试样板料表面印制清晰的圆网格，备用；
四、成形圆弧沟槽、获取板平面极限应变值：根据步骤二生成的圆弧沟槽加工程序，选取成形工具在备好的试样板料上成形圆弧沟槽，选取半球头成形工具成形单向圆弧沟槽和等宽交叉圆弧沟槽；选取椭球头成形工具，成形非等宽交叉圆弧沟槽；通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值；
五、建立板平面应变坐标系：纵坐标表示板平面主应变ε1，横坐标表示板平面次应变ε2；
六、获取板料渐进成形极限图：将步骤四所获得的局部表面极限应变值标绘在步骤五所建立的板平面应变坐标系中，形成成形极限散点图，将分布的散点用一条光滑的曲线连接，即可获得板料渐进成形极限图。
上述使用计算机三维建模软件绘制圆弧曲线，包括在同一竖直坐标平面内绘制往复圆弧曲线和在相互垂直的坐标平面内分别绘制圆弧曲线；所述生成加工程序，将在同一竖直坐标平面内绘制的往复圆弧曲线指定为加工轨迹，生成单向圆弧沟槽加工程序，将在相互垂直的坐标平面内分别绘制的圆弧曲线交替连接，形成单一路径，并将形成的单一路径指定为加工轨迹，生成交叉圆弧沟槽加工程序。
上述成形圆弧沟槽、获取板平面极限应变值，包括成形单向圆弧沟槽、成形等宽交叉圆弧沟槽和成形非等宽交叉圆弧沟槽，具体步骤如下：(1)所述成形单向圆弧沟槽，将备好的试样板料固定，选取半球头成形工具，在试样板料上成形单向圆弧沟槽，试样板料在成形工具的作用下产生凹陷变形，当凹陷处产生破裂时停止运动，测量破裂位置的网格圆长轴和短轴尺寸或与破裂位置相邻的网格圆长轴和短轴尺寸，通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值；(2)所述成形等宽交叉圆弧沟槽，选取半球头成形工具，将备好的试样板料固定，在试样板料上成形等宽交叉圆弧沟槽，试样板料在成形工具的作用下产生凹陷变形，当凹陷处产生破裂时停止运动，测量破裂位置的网格圆长轴和短轴尺寸或与破裂位置相邻的网格圆长轴和短轴尺寸，通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值；(3)所述成形非等宽交叉圆弧沟槽，选取长短轴比例不同的椭球头成形工具不少于2个，每个椭球头成形工具分别在不同的试样板料上成形非等宽交叉圆弧沟槽，试样板料在成形工具的作用下产生凹陷变形，当凹陷处产生破裂时停止运动，测量破裂位置的网格圆长轴和短轴尺寸或与破裂位置相邻的网格圆长轴和短轴尺寸，通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值。
本发明提供的板料渐进成形极限图的测定方法，其有益效果在于：采用半球头成形工具成形单向圆弧沟槽和等宽交叉圆弧沟槽，采用长、短轴比例不同的椭球头成形工具分别成形非等宽交叉圆弧沟槽，分析获得板平面极限应变值，方法合理且简单快速，可以获得精确度较高的板料渐进成形极限图，为制定合理的生产工艺提供保证，并为数值模拟提供判据。
附图说明
图1为半球头成形工具成形单向圆弧沟槽运动轨迹示意图；
图2为半球头成形工具成形等宽交叉圆弧沟槽运动轨迹示意图；
图3为椭球头成形工具示意图；
图4为单向圆弧沟槽俯视示意图；
图5为非等宽交叉圆弧沟槽俯视示意图；
图6为等宽交叉圆弧沟槽俯视示意图。
图中标注：
1.半球头成形工具；2.椭球头成形工具；3.试样板料；4.单向圆弧沟槽；5.非等宽交叉圆弧沟槽；6.等宽交叉圆弧沟槽。
具体实施方式
下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的板料渐进成形极限图的测定方法进行详细的说明。
实施例
参照图1-图6，本实施例的板料渐进成形极限图的测定方法，具体方法如下：
(1)如图1，采用UG NX8.0制图软件，在Y-Z平面内草绘往复圆弧曲线，初始圆弧直径为120mm，相邻圆弧直径增加0.2mm，最终圆弧直径为150mm，采用“加工”模块中“固定轮廓铣”中“曲线/点”驱动，指定绘制的圆弧曲线为加工工具加工轨迹，生成单向圆弧沟槽加工程序；
(2)如图2，采用UG NX8.0制图软件，分别在Y-Z平面和X-Z平面内草绘圆弧曲线，并交替连接两平面内的圆弧曲线，形成单一加工路径，采用“加工”模块中“固定轮廓铣”中“曲线/点”驱动，指定形成的单一加工路径为工具加工轨迹，生成交叉圆弧沟槽加工程序；
(3)准备5块试样板料3，并将试样板料3表面清理干净，之后采用电腐蚀法在试样板料表面印制清晰的直径为2mm的圆形网格；
(4)将试样板料3固定在渐进成形机上，采用直径为10mm的半球头成形工具1，采用步骤(1)编制的单向圆弧沟槽加工程序成形试样板料，直至凹陷部破裂，获得俯视如图4所示的单向圆弧沟槽4，破裂位置的网格会由初始圆形被拉伸成椭圆形，测定该位置椭圆网格的长轴和短轴，计算极限应变；
(5)将试样板料固定在渐进成形机上，分别采用长轴为15mm、短轴为10mm和长轴为20mm、短轴为10mm的椭球头成形工具2，采用步骤(2)编制的非等宽圆弧沟槽加工程序分别成形试样板料，成形中保证椭球头成形工具长轴平面、短轴平面分别与X-Z平面、Y-Z平面重合，直至凹陷部破裂，获得俯视如图5所示的非等宽交叉圆弧沟槽5，破裂位置的网格会由初始圆形被拉伸成椭圆形，分别测定不同试样破裂位置椭圆网格的长轴和短轴，计算极限应变；
(6)将试样板料固定在渐进成形机上，采用直径为10mm的半球头成形工具1，采用步骤(2)编制的交叉圆弧沟槽加工程序成形试样板料，直至凹陷部破裂，获得俯视如图6所示的等宽交叉圆弧沟槽6，测定破裂位置初始圆形网格直径的变化，计算极限应变；
(7)以板平面次应变ε2为横坐标、板平面主应变ε1为纵坐标建立应变坐标系，分别将步骤(4)至步骤(6)测定获得的不同应变状态下的试样板料渐进成形极限应变(ε1、ε2)标绘在坐标系中，形成成形极限散点图，将分布的散点用一条光滑的曲线连接，获得板料渐进成形极限图。
Claims (3)
1.一种板料渐进成形极限图的测定方法，其特征在于：所选用的圆弧沟槽成形工具包括半球头成形工具和椭球头成形工具，所述方法包括以下步骤：
一、绘制曲线：使用计算机三维建模软件绘制圆弧曲线；
二、生成加工程序：将步骤一绘制的圆弧曲线指定为加工轨迹，生成圆弧沟槽加工程序；
三、准备试样：准备5块以上试样板料，并将试样板料表面清理干净，之后在试样板料表面印制清晰的圆网格，备用；
四、成形圆弧沟槽、获取板平面极限应变值：根据步骤二生成的圆弧沟槽加工程序，选取成形工具在备好的试样板料上成形圆弧沟槽，选取半球头成形工具成形单向圆弧沟槽和等宽交叉圆弧沟槽；选取椭球头成形工具，成形非等宽交叉圆弧沟槽；通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值；
五、建立板平面应变坐标系：纵坐标表示板平面主应变ε1，横坐标表示板平面次应变ε2；
六、获取板料渐进成形极限图：将步骤四所获得的局部表面极限应变值标绘在步骤五所建立的表面应变坐标系中，形成成形极限散点图，将分布的散点用一条光滑的曲线连接，即可获得板料渐进成形极限图。
2.根据权利要求1所述的板料渐进成形极限图的测定方法，其特征在于：所述使用计算机三维建模软件绘制圆弧曲线，包括在同一竖直坐标平面内绘制往复圆弧曲线和在相互垂直的坐标平面内分别绘制圆弧曲线；所述生成加工程序，将在同一竖直坐标平面内绘制的往复圆弧曲线指定为加工轨迹，生成单向圆弧沟槽加工程序，将在相互垂直的坐标平面内分别绘制的圆弧曲线交替连接，形成单一路径，并将形成的单一路径指定为加工轨迹，生成交叉圆弧沟槽加工程序。
3.根据权利要求1所述的板料渐进成形极限图的测定方法，其特征在于：所述成形圆弧沟槽、获取板平面极限应变值，包括成形单向圆弧沟槽、成形等宽交叉圆弧沟槽和成形非等宽交叉圆弧沟槽，具体步骤如下：(1)所述成形单向圆弧沟槽，将备好的试样板料固定，选取半球头成形工具，在试样板料上成形单向圆弧沟槽，试样板料在成形工具的作用下产生凹陷变形，当凹陷处产生破裂时停止运动，测量破裂位置的网格圆长轴和短轴尺寸或与破裂位置相邻的网格圆长轴和短轴尺寸，通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值；(2)所述成形等宽交叉圆弧沟槽，选取半球头成形工具，将备好的试样板料固定，在试样板料上成形等宽交叉圆弧沟槽，试样板料在成形工具的作用下产生凹陷变形，当凹陷处产生破裂时停止运动，测量破裂位置的网格圆长轴和短轴尺寸或与破裂位置相邻的网格圆长轴和短轴尺寸，通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值；(3)所述成形非等宽交叉圆弧沟槽，选取长短轴比例不同的椭球头成形工具不少于2个，每个椭球头成形工具分别在不同的试样板料上成形非等宽交叉圆弧沟槽，试样板料在成形工具的作用下产生凹陷变形，当凹陷处产生破裂时停止运动，测量破裂位置的网格圆长轴和短轴尺寸或与破裂位置相邻的网格圆长轴和短轴尺寸，通过网格应变测量分析获得板平面极限应变值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310194175.6A CN103324779B (zh) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | 板料渐进成形极限图的测定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310194175.6A CN103324779B (zh) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | 板料渐进成形极限图的测定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103324779A true CN103324779A (zh) | 2013-09-25 |
| CN103324779B CN103324779B (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=49193521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310194175.6A Expired - Fee Related CN103324779B (zh) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | 板料渐进成形极限图的测定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103324779B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103934313A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 仪征申威冲压有限公司 | 一种薄板成形加工的网格应变分析方法及其应用 |
| CN103940681A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-23 | 南京工程学院 | 一种金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法 |
| CN106825212A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-06-13 | 青岛理工大学 | 一种多向锤击式渐进成形板料破裂的判断方法 |
| CN114324741A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种辊冲成形筋槽特征成形极限评估模具和评估方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277458A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼材の２相域加工時の応力予測方法 |
| CN201463811U (zh) * | 2009-05-26 | 2010-05-12 | 武汉钢铁(集团)公司 | 成形极限曲线检测用模具 |
-
2013
- 2013-05-14 CN CN201310194175.6A patent/CN103324779B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277458A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼材の２相域加工時の応力予測方法 |
| CN201463811U (zh) * | 2009-05-26 | 2010-05-12 | 武汉钢铁(集团)公司 | 成形极限曲线检测用模具 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王进 等: "板料渐进成形极限图测试方法研究", 《锻压技术》, vol. 38, no. 02, 30 April 2013 (2013-04-30), pages 34 - 39 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103940681A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-23 | 南京工程学院 | 一种金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法 |
| CN103934313A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 仪征申威冲压有限公司 | 一种薄板成形加工的网格应变分析方法及其应用 |
| CN106825212A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-06-13 | 青岛理工大学 | 一种多向锤击式渐进成形板料破裂的判断方法 |
| CN114324741A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种辊冲成形筋槽特征成形极限评估模具和评估方法 |
| CN114324741B (zh) * | 2020-09-30 | 2024-02-13 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种辊冲成形筋槽特征成形极限评估模具和评估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103324779B (zh) | 2016-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| LI et al. | Thickness distribution and mechanical property of sheet metal incremental forming based on numerical simulation | |
| CN103324779B (zh) | 板料渐进成形极限图的测定方法 | |
| CN103465246B (zh) | 铸件毛坯刻线标记方法及刻线标记装置 | |
| CN103500252A (zh) | 一种基于有限元分析的薄壁件切削用量优化加工方法 | |
| CN104062181A (zh) | 一种获取结合面法向接触刚度的测试装置与建模方法 | |
| CN108108582A (zh) | 一种曲面件柔性轧制成形过程的数值模拟方法 | |
| CN103940681A (zh) | 一种金属板料多道次渐进成形极限成形性能测试方法 | |
| CN104374333A (zh) | 一种激光跟踪仪测量大型模具型面的方法 | |
| CN103278059B (zh) | 一种汽车控制臂形位快速检测方法 | |
| CN201876207U (zh) | 工件检测用通规 | |
| CN103631996A (zh) | 一种基于模型成熟度的产品结构设计与工艺设计并行设计方法 | |
| CN103366056A (zh) | 基于有限元分析的机械零件圆柱度误差的测量方法 | |
| CN203364723U (zh) | 一种螺孔孔径检测部件 | |
| CN102455157A (zh) | 工件检测用通规 | |
| CN103323471B (zh) | Trip钢板料渐进成形过程残余奥氏体转变定量预测方法 | |
| CN104850061A (zh) | 外覆盖件模具复杂曲面铣削稳定域预测装置及预测方法 | |
| CN202304714U (zh) | 沉孔深度检测装置 | |
| CN203765216U (zh) | 一种试制白车身用的柔性平台结构 | |
| CN101498572A (zh) | 凸轮二维曲线测量方法 | |
| CN105371802B (zh) | 一种大型薄壁环件直径的测量装置及其测量方法 | |
| CN104282217A (zh) | 一种材料精冲性能实验装置和评价方法 | |
| CN205482655U (zh) | 用于测量倒角的游标卡尺 | |
| CN102861850B (zh) | 一种基于大扭角转子叶片模锻生产的反向设计方法 | |
| CN203929469U (zh) | 用于扫描显微环境的纤维净浆试件成型模具 | |
| CN103604394B (zh) | 一种安装板带有空间角度的叶片锻件加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160427 Termination date: 20170514 |