CN107796604A - 一种汽车冲压件刚度性能评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车冲压件刚度性能评价方法，冲压前用化学腐蚀方法在待冲压金属薄板表面印出边长为L₀的正方形网格；冲压后对变形的冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，计算机根据扫描出的网格线，计算出表面网格的应变值和网格面积的变化，并计算出冲压件在双向拉伸变形状态、平面应变状态及拉压变形后状态下的减薄率；将计算出的三种状态下的减薄率与标准减薄率进行比较，如果计算的减薄率在3％～20％范围内，则冲压件满足刚度性能要求；反之，若计算的减薄率不在3％～20％范围内，则冲压件不满足刚度性能要求。本发明方便快捷，操作简单，容易掌握，既可保证工作效率，又能提高冲压件刚度性能评价的准确性，适于板材冲压实际生产中应用。

Description

一种汽车冲压件刚度性能评价方法

技术领域

本发明属于汽车用冲压板性能检测技术领域，尤其涉及一种一种汽车冲压件刚度性能评价方法。

背景技术

汽车钢板对刚度性能有着很高的要求，汽车冲压件刚度的作用主要表现在影响冲压件的尺寸精度和强度上。如果冲压件尺寸精度不能达到设计要求，零部件装配和焊接强度将会受到影响；而冲压件强度不足将直接影响汽车行驶过程中的安全性和噪声大小。因此一直以来在汽车板冲压成形领域对刚度性能的要求都很严格。

传统的冲压件刚度性能评价方法，主要通过主观的方法来评价冲压件刚度性能的好坏。具体方法是：用手接触冲压件表面并且施加一定的作用力，若冲压件沿表面垂直方向产生了明显变形，说明刚度不足；若冲压件没有产生明显变形，说明刚度性能良好。这种主观评价具有一定的局限性和偶然性，不同评价者施加作用力的大小不同，对冲压件变形的主观感受也不同，因此不够公正、客观。因此，该方法仅限于粗略地对冲压件的刚度性能做一个定性的评估，无法规模化推广到板材冲压一线的实际生产中。

发明内容

本发明的目的旨在消除传统评价方法存在的精度低、方法粗略等缺陷，提供一种既可保证工作效率，又能提高冲压件的刚度性能评价的准确性，适应于板材冲压实际生产的汽车冲压件刚度性能评价方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种汽车冲压件刚度性能评价方法，将大变形弹塑性理论与金属流动规律相结合，将冲压件刚度性能与减薄率相关联，以减薄率3％～20％为标准，通过实测减薄率来评价冲压件的刚度性能；其具体方法和步骤为：

(1)冲压前，先利用化学腐蚀的方法在待冲压的金属薄板表面印制出边长为L₀的正方形网格，然后对金属薄板进行冲压。

(2)冲压后，对变形的冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，计算机设定程序根据扫描出的网格线，计算出表面网格的应变值；通过应变值，得出网格面积的变化，并根据体积不变的金属变形理论，计算出冲压件在双向拉伸变形状态、平面应变状态及拉压变形后状态下的减薄率。

(3)将计算出的三种状态下的减薄率与标准减薄率进行比较，如果计算的减薄率在3％～20％范围内，则冲压件满足刚度性能要求；反之，若计算的减薄率不在3％～20％范围内，则冲压件不满足刚度性能要求。

所述双向拉伸变形状态下，冲压件在所施加的两个外力方向作用下沿互相垂直的X轴与Y轴上产生应变，变形后X轴方向网格边长L_X，Y轴方向网格边长L_Y，其减薄率Δt计算公式为：Δt＝〔(L_X×L_Y)/L₀ ²-1〕×100％。

所述平面应变状态下，冲压件在拉力作用的X轴方向上伸长，变形后X轴方向网格边长L_X，其减薄率Δt计算公式为：Δt＝〔(L_X/L₀)-1〕×100％。

所述拉压变形后状态下，应变后拉力使冲压件沿X轴方向伸长，X轴方向网格边长L_X，；沿Y轴方向的压缩力使冲压件缩短，Y轴方向网格边长L_Y，其减薄率Δt计算公式为：Δt＝〔(L_X×L_Y)/L₀ ²-1〕×100％。

本发明的有益效果为：

本发明克服了传统评价方法存在的精度低、方法粗略等缺陷，其不受工作环境等因素的限制，可随时应用于冲压工作现场，网格线通过便携式网格印制系统绘制，方便快捷，操作简单，容易掌握，既可保证工作效率，又能提高冲压件刚度性能评价的准确性，适合于板材冲压实际生产中应用。

附图说明

图1是冲压板正方形网格印制图；

图2是冲压板双向拉伸变形状态图；

图3是冲压板平面应变状态图；

图4是冲压板拉压变形后状态图。

具体实施方式

本发明汽车冲压件刚度性能评价方法，是将大变形弹塑性理论与金属流动规律相结合，将冲压件刚度性能与减薄率相关联，以减薄率3％～20％为标准，通过实测减薄率来评价冲压件的刚度性能。其具体方法和步骤为：

1、冲压前，先利用化学腐蚀的方法在待冲压的金属薄板表面印制出边长为L₀的正方形网格，然后对金属薄板进行冲压。

2、冲压后，对变形的冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，计算机设定程序根据扫描出的网格线，计算出表面网格的应变值；通过应变值，得出网格面积的变化，并根据体积不变的金属变形理论，计算出冲压件在双向拉伸变形状态、平面应变状态及拉压变形后状态下的减薄率。

3、将计算出的三种状态下的减薄率与标准减薄率进行比较，如果计算的减薄率在3％～20％范围内，则冲压件满足刚度性能要求；反之，若计算的减薄率不在3％～20％范围内，则冲压件不满足刚度性能要求。

实施例1：

L₀＝2mm，在L_X＞2mm、L_Y＞2mm条件下，即该网格区域的应变条件为双向拉伸变形状态(见图2)。测得L_X＝2.1mm，L_Y＝2.2mm，则该网格区域的减薄率Δt＝〔(L_X×L_Y)/L₀ ²-1〕×100％＝15.5％。Δt在3％～20％范围内，因此该区域满足刚度性能要求。

实施例2：

L₀＝2mm，测得L_X＝2.02mm，L_Y＝2.02mm，该网格区域为双向拉伸变形状态，该区域的减薄率Δt＝2.01％。Δt小于3％，则该区域不能满足刚度性能要求。

实施例3：

L₀＝2mm，在L_X＞2mm、L_Y＝2mm条件下，该区域网格应变条件为平面应变状态(见图3)。测得L_X＝2.2mm，则该网格区域减薄率Δt＝〔(L_X/L₀)-1〕×100％＝10％。Δt在3％～20％范围内，该区域满足刚度性能要求。

实施例4：

L₀＝2mm，测得L_X＝2.05mm，该区域网格应变条件属于平面应变状态。减薄率Δt＝〔(L_X/L₀)-1〕×100％＝2.5％。Δt＜3％，则该区域不能满足刚度性能要求。

实施例5：

L₀＝2mm，在L_X＞2mm、L_Y＜2mm条件下，则表征在一个方向上材料产生伸长正应变，另一个方向产生压缩负应变(见图4)。这种情况下，材料局部可能增厚、变薄或保持不变。如材料增厚，计算中则减薄率有可能为负值，这就表明冲压件由于压缩力而起皱，这也是冲压件另一种缺陷的表现形式。测得L_X＝2.3mm，L_Y＝1.9mm，则该网格区域的减薄率Δt＝〔(L_X×L_Y)/L₀ ²-1〕×100％＝9.25％。这表明钢板该区域实际减薄，且Δt在3％～20％范围内，说明满足刚度要求。

实施例6：

L₀＝2mm，测得L_X＝2.2mm，L_Y＝1.8mm，属于拉压变形后状态，该网格区域的减薄率Δt＝-1％。表明该区域实际增厚，且Δt＜3％，不能满足刚度要求，影响冲压件的抗凹性能。

Claims (4)

1.一种汽车冲压件刚度性能评价方法，其特征在于，将大变形弹塑性理论与金属流动规律相结合，将冲压件刚度性能与减薄率相关联，以减薄率3％～20％为标准，通过实测减薄率来评价冲压件的刚度性能；其具体方法和步骤为：

(1)冲压前，先利用化学腐蚀的方法在待冲压的金属薄板表面印制出边长为L₀的正方形网格，然后对金属薄板进行冲压；

(2)冲压后，对变形的冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，计算机设定程序根据扫描出的网格线，计算出表面网格的应变值；通过应变值，得出网格面积的变化，并根据体积不变的金属变形理论，计算出冲压件在双向拉伸变形状态、平面应变状态及拉压变形后状态下的减薄率；

(3)将计算出的三种状态下的减薄率与标准减薄率进行比较，如果计算的减薄率在3％～20％范围内，则冲压件满足刚度性能要求；反之，若计算的减薄率不在3％～20％范围内，则冲压件不满足刚度性能要求。

2.根据权利要求1所述的汽车冲压件刚度性能评价方法，其特征在于，所述双向拉伸变形状态下，冲压件在所施加的两个外力方向作用下沿互相垂直的X轴与Y轴上产生应变，变形后X轴方向网格边长L_X，Y轴方向网格边长L_Y，其减薄率Δt计算公式为：Δt＝〔(L_X×L_Y)/L₀ ²-1〕×100％。

3.根据权利要求1所述的汽车冲压件刚度性能评价方法，其特征在于，所述平面应变状态下，冲压件在拉力作用的X轴方向上伸长，变形后X轴方向网格边长L_X，其减薄率Δt计算公式为：Δt＝〔(L_X/L₀)-1〕×100％。

4.根据权利要求1所述的汽车冲压件刚度性能评价方法，其特征在于，所述拉压变形后状态下，应变后拉力使冲压件沿X轴方向伸长，X轴方向网格边长L_X，；沿Y轴方向的压缩力使冲压件缩短，Y轴方向网格边长L_Y，其减薄率Δt计算公式为：Δt＝〔(L_X×L_Y)/L₀ ²-1〕×100％。