CN108398339A - 一种基于成形安全裕度的汽车钢板冲压性能判别方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于成形安全裕度的汽车钢板冲压性能判别方法，在十个长度相同、宽度依次递减的试样表面印制网格，进行埃里克森试验，采用破裂线回归方法确定每个试样的成形极限点，并连线成FLC曲线；FLC曲线与纵轴的交点为FLD0点，求出该点的值；冲压前用化学腐蚀法在汽车薄板表面印制方形网格；完成冲压后，对冲压件表面网格扫描出网格线，计算出表面网格的应变值，确定该冲压件的最大应变值；FLD0值与冲压件最大应变值的差值即为安全裕度；如果安全裕度大于10％，则判定该汽车板的冲压性能满足冲压件成形要求。本发明将成形安全裕度引入到判别方法中，在准确地评价汽车板冲压性能的同时，可保证选材的精准度，提高汽车零部件冲压的生产效率。

Description

一种基于成形安全裕度的汽车钢板冲压性能判别方法
技术领域
本发明属于钢板性能检验领域，特别涉及一种利用成形安全裕度来判别汽车钢板冲压性能的方法。
背景技术
汽车钢板对其冲压性能有着很高的要求，特别一些复杂的汽车覆盖件更需要所用的汽车钢板具有优异的冲压性能。对汽车钢板的冲压性能有一个准确的判别，将会提升汽车钢板的使用效率，提高汽车零部件冲压的生产率。相反，如不能对汽车钢板的冲压性能有一个准确的评价，将影响汽车钢板的实际应用，增加冲压件在生产过程中的废品率，同时将增加汽车用户车型设计选材的难度，加大汽车制造成本。
在传统的汽车钢板冲压性能的判别方法中，主要时基于力学性能参数来进行评价，如抗拉强度、屈服强度、延伸率、n值和r值若满足国家标准规定的性能指标，就认为达到用户所需。这样的判别方法对于现代化汽车生产企业来说太过笼统，已不能满足汽车零部件选材的高标准要求，经常会出现“合适的材料没有应用在合适的地方”，造成材料的浪费。同时，这种传统判别方法具有一定的局限性和偶然性，不能对汽车钢板的冲压性能做一个准确地评估，因而无法规模化推广到板材冲压一线的实际生产中。
发明内容
本发明提供一种利用成形安全裕度判别汽车钢板冲压性能的方法，旨在克服传统判别方法的缺陷，适应汽车板材冲压实际生产需要，在准确地评价汽车板冲压性能的同时，保证选材准确，提高生产效率。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种基于成形安全裕度的汽车钢板冲压性能判别方法，将板材成形极限理论和金属应力应变有机结合，将汽车板冲压性能与FLD0值有效联系起来，准确测量出汽车板的FLD0值，计算FLD0值与冲压件最大应变值的差值，得出汽车板的成形安全裕度，从而对汽车板的冲压性能做出准确的判别。其具体方法和步骤为：
(1)制作一组长度均为180mm，宽度依次为180mm、160mm、140mm、120mm、100mm、90mm、80mm、60mm、40mm、20mm的十个试样。如图1所示。
(2)对十个试样表面印制网格，进行埃里克森试验，采用破裂线回归的方法确定每个试样的成形极限点，将成形极限点连线成FLC曲线。见图2。
(3)FLC曲线与纵轴的交点即为FLD0点，利用数学方法求出该点的值。见图3。
(4)汽车板冲压前，在无外力条件下的汽车薄板表面通过化学腐蚀的方法印制方形网格。见图4。
(5)现场冲压件完成冲压后，对冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，扫描出网格线，计算出表面网格的应变值，确定该冲压件的最大应变值。见图5。
(6)FLD0值与冲压件最大应变值的差值，即为安全裕度；差值越大，安全裕度越大，则表明该汽车板的冲压性能越好；如果安全裕度大于10％，则判定该汽车板的冲压性能满足冲压件成形要求。
本发明的有益效果为：
本发明将成形安全裕度引入到判别方法中，克服了传统判别方法存在的结论粗略的问题，可极大提高汽车板冲压性能判别的准确性，适应汽车板材冲压实际生产的需要，在准确地评价汽车板冲压性能的同时，还可以保证选材的精准度，提高汽车零部件冲压的生产效率，降低加工成本。
附图说明
图1是一组十个埃里克森试验试样图；
图2是标准FLC曲线与FLD0值示意图；
图3是印制有方形网格的未冲压成形的金属薄板；
图4是实施例1DC06钢冲压后背门内板零件的成形安全裕度图；
图5是实施例2H320LA钢冲压后背门内板零件的成形安全裕度图；
图6是实施例3DC04钢冲压后背门内板零件的成形安全裕度图。
具体实施方式
实施例1：
某车型后背门内板零部件的冲压成形，材料应用汽车钢DC06。
利用激光切割或者线切割将DC06汽车板制作一组长度均为180mm，宽度依次为180mm、160mm、140mm、120mm、100mm、90mm、80mm、60mm、40mm、20mm的十个试样。
对试样表面印制网格，进行埃里克森试验，采用破裂线回归的方法确定每个试样的成形极限点，连接成线，即为DC06材料的FLC曲线。
利用数学方法求出该曲线与纵轴交点的值，即为DC06材料的FLD0值，实验室测得DC06钢的FLD0值为0.38。
在汽车板冲压现场，冲压前在无外力条件下的汽车薄板表面通过化学腐蚀的方法印制方形网格。
现场冲压件完成冲压后，对冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，扫描出网格线，计算出表面网格的应变值，确定最大该冲压件的最大应变值，实施例1中测得DC06后背门内板的最大应变为0.23。
计算该零件成形安全裕度，即FLD0与冲压件最大应变值的差值。该后背门内板零部件的成形安全裕度Δ＝(0.38-0.23)×100％＝15％。成形安全裕度图见图4。
实施例1安全裕度大于10％，说明DC06钢的冲压性能满足该后背门内板零部件的要求。
实施例2：
按照实施例1的方法和步骤，对H320LA汽车板冲压后背门内板零件，得到H320LA钢的FLD0值为0.24，该后背门内板零部件的成形安全裕度Δ＝1％。见图5。安全裕度小于10％，说明H320LA钢的冲压性能比不上DC06，不能满足该后背门内板零部件的要求，在实际生产中可能会出现破裂、隐裂的缺陷。
实施例3：
对DC04汽车板冲压后背门内板零件，得到DC04钢的FLD0值为0.35，该后背门内板零部件的成形安全裕度Δ＝12％。见图6。安全裕度大于10％，说明DC04钢的冲压性能满足该后背门内板零部件的要求。在这种情况下，从汽车降低生产成本的角度考虑，会建议汽车生产企业采用DC04钢作为该零件的材料。

Claims (1)

1.一种基于成形安全裕度的汽车钢板冲压性能判别方法，其特征在于，将板材成形极限理论和金属应力应变有机结合，将汽车板冲压性能与FLD0值有效联系起来，准确测量出汽车板的FLD0值，计算FLD0值与冲压件最大应变值的差值，得出汽车板的成形安全裕度，从而对汽车板的冲压性能做出准确的判别；其具体方法和步骤为：
(1)制作一组长度均为180mm，宽度依次为180mm、160mm、140mm、120mm、100mm、90mm、80mm、60mm、40mm、20mm的十个试样；
(2)对十个试样表面印制网格，进行埃里克森试验，采用破裂线回归的方法确定每个试样的成形极限点，将成形极限点连线成FLC曲线；
(3)FLC曲线与纵轴的交点即为FLD0点，利用数学方法求出该点的值；
(4)汽车板冲压前，在无外力条件下的汽车薄板表面通过化学腐蚀的方法印制方形网格；
(5)现场冲压件完成冲压后，对冲压件表面网格进行扫描并传输到计算机，扫描出网格线，计算出表面网格的应变值，确定该冲压件的最大应变值；
(6)FLD0值与冲压件最大应变值的差值，即为安全裕度；差值越大，安全裕度越大，则表明该汽车板的冲压性能越好；如果安全裕度大于10％，则判定该汽车板的冲压性能满足冲压件成形要求。
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