冲压成形难易手册第三章

冲压成形难易手册第三章 第三章 面形状精度不良和成形难易评估 （其一） 原文版P85-P152 译文172-388 主要内容： 3.1前言； 3.2面形状不良时分类和其实态; 3.3面形状精度不良的测定方法; 3.4面形状精度不良的发生机理和措施技术; 3.5面形状精度不良及对诸条件的影响; 3.6今后的展望。 主编：日产汽车厂 氏原新等5人 译者： 邓庆阁 1955年3月1日-3月25日 第3章 面形状精度不良和成形难易评估 3.1前言 从汽车动突安全性的问，在1969年美国开始施行实验安全车（ESV），汽车车体采用 高强度钢板，日本于是1972年薄钢板的适用进行实际探讨，以后经过二次石油危机，车体 的轻易化的意义指引下一步1979年实际上采用轻分化模型。其后高强度钢板的适用量逐渐 扩大。 高强度钢板的汽车车体的适用和面形状精度问题关系紧密，在新车开发工程中在车体 部门中已认识到的重要核技术课题，其中冲压成形技术由破裂问题这三部分所构成。可是以 前，只重视防止措施的一面，对起皱，面形状精度问题初步有所认识。 面形状精度问题的新的侧面，对面应变，部品形状及变化部位的周围，发生凸凹高低 差为数十—数百微米的形变，对起皱和应变面的分歧点还不明确，可是面形状不良形成部分 的断面、剖面的高低差为0.2mm以上作为一般的对起训皱的认识。 为明确面的应变的问题，对面形状精度不良，作为冲压成形的一个重点，是值得提出 的问题。 采用如图3.1所示的分类:面形状不良对轧辊痕或拉伸应变等由于材料不良的起因或 清动疵伤等对润滑或粘模的方面等必须讨论的现象,可是对成形性问题只提出不良现象。 3.2 面形状不良的分类和其实态 2.1汽车车体部件中面形状不良的分类 图3.1汽车车体析产生面形状不良的主要发生部位表示其分类。关于起皱面应变和线分开， 收缩(中间凹下)冲击线，按其发生部位进行分类。其他面形状不良是钢板起因的不良是大的 分类表示。 图3.1形状不良的分类 表3.1起皱的分类(2;3) 表3.2面应变的分类(3) 表3.3其他面形状不良的分类(1) 表3.4其他的面形状不良的分类(2) 表3.5其他面形状不良的分类(3) 图3.1面形状不良分类 表3.2面形状精度不良成形分类 图3.3其他面形状不良分类 图:3.4面形状不良立体表示 图3.5面形状不良等高线立体表示 图3.6目视检查梯子 图3.7日本13家汽车检查员官能判定结果 图3.8面应变值的定义 图3.9面应变评价值和官能评价值的关系 表3.4其它面形状不良的分类 表3.5其它形状不良的分类 3.2.2面形状不良的发生状况 表3.1-表3.3为图3.1分类的面形状精度不良的发生状况是面形状精度不良发生代表的部 件合并的表示。 从起皱及应变发生机理的观点进行比较，在凸模底部发生的D和G，按型部发生的E 和H，及立壁部发生的F和I，其原因有时可同一考虑。 另外，凸线周围应变K，收缩M或中间落下N的区别时困难很多。 钢板引起面形状不良的状况，如表3.4所示，模具及加工工程引起的面形状不良状况 如表3.5所示(2;3) 3.3面形状精度不良的测定法和评价法 汽车车身板为解决明白面形状精度不良,其最大音量之一,是不合适的现象,如何更好的处理定量,特别是象面应变的非常微小的变形问题,必须有定量的表现法评价法。 3.3.1面形状精度不良的表现法 起皱程度大的(0.2mm-数mm)，顺之发生状况，从车身判断比较容易。 一方面面应变不良程度非常小(20-200mm),因之在冲压生产现场,要有熟练的经验检查员凭感观检查,但对不良现象彻底查清是困难。 图3.2(a)门外板的把手部周围的面应变用油石研后可清楚,稍微研后部分由于砂轮接触的强弱,对面的应变的形态或其程度从车身板可直接察知。 图3.2(b)相同门把手的面应变的缟状莫尔条纹表示，以等高缘表现的缟状可以看出面 应变的样子，缟的距薄的粗密用几何学的解析,对步的高低可定量表示出来，处理的困难等 受实验技术的制约，作为定量的测定法，还未到实用化的程度。 面形状精度不良，从平滑的正规面向面外变位的部分，形成某种程度的变宽，这种不 良现象，作为表现办法供一般的进行实用，形状不良的特微，代表的表现法是测定表面形状， 然后得出定量值方法。如：图3.3为其一例车身板形状、材料的差别进行比较，另外图3.4及图3.5作为面变宽表示,是立体的表现实例图3.5用等高线表示。根据缘的粗密可以知道 不良状况。这些车身板的表面形状业密制定，利用计算机处理和自动制图机或利用图形显示 装置已初步实现，但对设备上工数上在冲压现场使用性能应用还须进一步努力。 (a) 用油石研后面的应变 (b) 莫尔条纹(缟)面应变 图3.2车门外板手柄周围的面的应变例 图3.3面形状不良发生部的断面5) 图3.4面形状不良的立体表示6) 图3.5面形状不良的等高线及立体表示4) 图3.9面应变评价值和功能评价值的关系 表3.4其它的面形状不良的分类(2) 钢板引起的不良 粒状表面：P粗大结晶粒中结晶粒间的局部的变形的不同,而产生粗糙表面现象。 拉伸应变：Q由于屈伏点延伸，产生的滑移线（晶格）带在复杂模线表面上，出现的外观不 良现象。 轧滚痕 R 由于压延轧滚瓜烂熟偏心或者伤痕产生一定间隔表面缺陷。 麻点伤痕 S 热压工程中产生的麻点不能涂尽留在最后成品中。 初装带(带状缺陷)T涂装后出现不同光泽的带状白色线，其主要原因板坯的中央编析一般称 谓渗炭体缺陷。 表3.5其他的面形状不良的分类(3) 冲模加工工程引起的不良： 凸起(鼓泡)U 切屑电镀剥离粉等的实物，随加工材一同成形，在车身板表面上发生凹凸现象。 打痕 V 车板向模具的放入、取出或搬运时模具的一部分或夹具和车板碰上面产生的疵点。 真空吸杯应变压器Y 模具上下动作和板间产生的负压排气孔不足，而使部件变形。 新轧痕 Z 为防止真空应变，在凸模上钻排空气孔，在板内残留痕踪。 粘模缺陷 а工具和材料的滑动而产生伤痕，使材料烧伤。 3.3.2面形状精度2不良的检查法 汽车车体的最终检查员的感官检查。冲压生产现场中是用感官检查，检查员利用目视、 触感或油石等进行检查。 此种检查对车身板观查，对发生部位及程度容易制定。另外缘分开、收缩、用目视对 发生状况，在很多情况下有把握的比较容易的判断，用尺度规，间隙规可测定出定量值。 对此外板车身板产生面应变的检查，对面形状的微小的凸凹可以感觉查知。在外观反 映上成问题是发生部位严格的判定。检查基准有限定样本，用此相互比较可以判定。检查方 法可用油石进行辅助检查，主要是目视触感，检查员的熟练经验是关键。 图3.6表示面应变的目视检查的样子，小的入射百进入车板的表面的光，在应变部有 少许的形状异常，即形成乱反射，检查员的跟踪和车板的位置关系一方面微妙的活动。用长 年的经验即能找出不良程度的检查方法。 触感检查对车身纹表面，用手触感进行手感检查方法，一般人全部检知不可能，特别 越是微小的凸凹的感知，经验和熟练是必要的。以上所述，面应变检查用目视和触感进行， 可是最终的还是采用目视检查进行判定。 图3.7面应变感官评价的公差，为了统一的探讨13家汽车厂拿出13种类26件各种车身板集中到一起对门外板把手部的面应变，由各汽车厂的检查员进行感官判定归纳检查结 果。 3.3.3起皱，面应变的评价法和最适合的评价值 冲压成形品的面形状不良现象程度表现很早就进行试验。以起皱为对象时期，对皱顶 部的曲率半径或过剩缘长用圆弧量规玻璃纸带进行测定。 对象是壁厚(内)多余量，由数微毫米到数百微米或在这以下形成问题，对面形状不良 发生部代表的断面形状进行测定，从其断面形状线描出来评价值的方法，到现在仍在实用成 为一般的进行方法。 表3.6为各种起皱及面应变的评价法和表示归纳的评价值。壁厚(内)多余量过剩丝长，最大山高。 表5.6面应变评从值的定义 面应变评价值的定义 特 征 在现场中容易求出由于测定 用玻璃纸带测定周长和lo的误差大山高高时厚度余量大 厚多余量 差表示 的时使用用本体皱纹皱纹数 多时不合适状态能表示 出精度 原剖面l1求整形弧l0算出工数大采用新算机 过剩缘长 缘长差ld 用本体皱纹 最单纯评价法对应变大时有 最大高度 固定跨度间的高度表示 效几乎所有部位可以适用 Hmax/L 以应变发生范围L除以最大采取间隔方法困难考虑应变 山高表示之 扩展点比Hmax/L优越几乎所 有部位适用可能 逆曲率部最大深度?h 用逆弯曲率部所示最大深度面应变以左图形态时适用可 表示 能 山高的总和ΣH 顶部存在变化时用点各各山山的数不同时不适合 高所示总和表示 最大倾斜角θmax(y'max) θmax(y'max)从原剖面图求数的安装状态要注意倾斜角 出(y'max)用计算求出以1次的变化y'max比θmax精度高 微系数的最大值表示 几乎所有部位可能适用 倾斜角变化量?θ 倾斜角的变化量的最大值表不受板的安装状态的影响表 示 示和功能评价良好适应 最小曲率半径ρmin 用顶部最小曲率半径表示 可以板进行直接测定几乎所 有部位适用可能 ?δ 面应变剖面用测规(固定间和功能评价对应非常好适合 隔L)表示山高的最大最小差微小面应变的测定 表示 曲率的最大最小差?l/ρ 用正点测规(固定间隔L)对微小面应变状态可简便的高 山高最大最小差表示的曲率精度表示出来对功能检查的 和y’同意 对应非常好 二次微系数的最大最小差?从原剖面用计算求出二次微微小面应变的状态可用高精 y〃 系数的最大最小差表示 度表示出来功能检查对应非 常好计算机使用因工数大 等表示皱纹的程度代表团的评价值。 门外板把手部的面应变，以极小量处理时的评价值为1进行探讨。从图3.8所示最大山高最大倾斜角及二次微系数的最大最小差进行探讨.如3.3.2所选感官评价值相应在的调 查结果,如图3.9所示，面应变感官评价值的相关考虑为最高。面奕变的目视检查，可考虑 是角度的变化度(曲率)的感知。 图3.8面应变评价值值的定义 图3.9面应变评价值和感官评价值的相关 3.3.4面应变的简易评价法 面评价值将面应变发生产的断面形状，放到计算机中进行二次微分得出二次微系数曲 线的最大最小的差。可是实行这种方式时需要高精度的设备和庞大所工数。因之在生产现场 使用是困难的。 一般曲面断面形状Y=f(x)表示时： 一方面图3.10所示3点样板曲率计算的跨距L，曲率半径ρ，变位S 时从几何学的关系。面应变发生部的断面形状，P充分大，于是平面形状因之f’(x)〈1S〈1即式3.3 从感官评价值和对应进行探讨的?y' Y〃=?1/ρ=8s/(l×l)S?? 式3.4能率的最大最小差相等,和刻度盘测表的根摆?S 成比例. 从上述看，面应变评价值，沿着应变发生部用三点表曲率计处进行跟踪，标刻度盘的根摆得 到读数很容易求出，跨度l的取的过大，对栓出感度不良，一方面L值取小测定精度不良。图3.11门把手部面应变的扩大凹凸原距离的频度分布的调查例。l必须和面应变的扩大在同程度以下，从这点看门把手部的面应变时，l=50mm左右才适当。 图3.12在3.3.3求出?y'和三点表曲率计求出?l/ρ的实物车身板中调查的实例，几乎可 以了解1对1相对应。 图3.13后挡泥板的窗压花部和车轮园弧部的面应变的连续的曲率分布测定的实例。图3.14同一车身板车轮圆弧部中，凸模形状和车身板形状曲率分布测定的图。面应变很明确的认定。 图3.10用三点表曲率计简易百应京戏测定器 图3.11门板中面应变的间距频度矩形图 图3.12面应变评价值Y〃和?1/ρ的关系 面形状精度不良和成形难易评价 P21-P51 P196-339 原文P99-P125 其中：起皱措施技术表之一至之26种产品的起皱发生机理及措施技术， 主要百应变发生机理及其措施如表3.15-3-19计22种产品，其面应变 现象，发生机理以及措施技术等。 图3.13后挡泥板(模型) 图3.14模具形状的和板形状 车身板成形品的曲率分布测定例 曲率分布比较 3.4面形状精度不良的发生机理和其措施技术 面形状精度不良的措施在冲压成形中各种不合适措施中的较困难的一种，是面形状精度不良 的措施，首先必须了解发生的机理，因之，从冲压开始到完了对面形状精度不良现象的举动， 必须有正确的把握非常重要。 3.4.1贴合线图对面形状精度不良的发生和消除过程 从面形状精度不良的发生到消除过程宣的处理是最困难的利用吉田先生提倡的贴合 线图。理解就容易了。 贴合线图横轴作为成形行程，纵轴作为面形状精度不良的评价值。因此，对面形状精 度不良，在成形过程中，可以表现出如何的变化。 图3.15冲压成形的工艺 图3.16为贴合线图的基本的图型图9） 面形状精度不良的图型为图3.16A-E，实际成为复合形态时比较多，图3.17前挡泥板 的成形过程表示起皱的举动，起皱方向的变化了解为综合状态，这样起皱的不仅是量的变化 还可以照片整理，这样更使人容易理解。图3.18-3.19钢葩技术研究会编集的贴合线图集的实例10)。 图3.15冲压成形工艺 图3.16贴合线图 图3.17成形途中的面形状不良部位的举动 图3.18圆锥台成形的贴合线图10) 3.4.2面形状精度不良,受弹性回复的影响 考虑发生面形状精度不良时，弹性回复非常重要。弹性回复引起不良，由于弹性回复 及其影响发生的不良和其他的发生原因，可是有时由于弹性回复而增大不良。 图3.20 7)门外板把手部的面应变 (a) 凸模形状,(b)下死点负荷时板的形状及(c)除前后板的形状比较,在下死点负荷时 的板的形状和凸模形状相对一致除前后面应变形状变化成长很大。可了解为弹性 凹模大的影响。 图3.19行李箱盖贴合线图10) 图3.21弹性回复和贴合线图7) 图3.23门把手座上下面应变贴合线图11) 图3.22门把手座上部的断面形状测定例(下死点前1.5mm)11) 3.4.3起皱发生和消去的机理 (1) 起皱的发生机理 a) 板发生部位，发生状况进行了分类，从发生原因看起皱分类如表3.7所示。 起皱应变根据其大小加以区别，可是面应变中起皱不能充分的消去。 表3.7从发生原因看起皱的分类。 凸模形状急激变化的部位发生厚度加厚。厚度------ 凸模底起皱按形型部起皱有的残留一部分，其发生机构难以明确分类，面应变中发生机理和起皱了生机理有的共通的。 b) 起皱的发生机理的解析弯曲原因以起皱的机理加以说明，对弯曲极限条件的探讨和弯曲 诱因的板面内压缩应力的银析是必要的。 b-1)弯曲极限条件 弯曲理论的展开，主要对平板的弯曲为对象进行展开，复杂形状的成形体求出弯曲条件是困 难，因之在实际成形中对弯曲问题，以平板的弯曲模似进行探讨。平板弯曲问题定性的，当 然定量的在某种程度得到了正确的解决，以这些为基础平板的弯曲，以外力的种类或分部状 态用表3.8所示进行分类。 表3.8外力的种类或分布状态中平板的弯曲问题的分类 平板的弯曲问题以力学解析的代表办法有以下三种: ? 挠度曲线的微分方程式近似求法 ?从弯曲波形的能对弯曲条件求法 ?从起皱半波长作用于的力距的平衡工求出近似解法 ?挠度曲线的微分方程式解法 444224222)222图3.4所示在长方形薄板的中央面受力的作用时的挠度面的微分方程式3.5 ω/Зx+2(Зω/ЗxЗy)+Зω/Зy=1/D{ Nx(Зω/Зx+Ny (Зω/ωy)+ZNxy(ЗЗω/ЗxЗy)} ------ 式3.5 图3.24长方形板缝的弯曲 图3.25缝弯曲波形 32/lZ(1-V)弯曲刚性。V：泊松比（横向变形系数）。上式是弹性弯曲关系式，可是杨此处的W为板厚方向的变位,Nx Ny Nxy 为沿着板面的中央面起作用的单位的垂直力及剪断2氏系数率的代替的相当弹性系数E=4EF/(?E+?F)E使用时为近似的性弯曲。F为应力SQ力,D=EX应变曲线的接线系数。境界条件单纯时求出严格要求的解决可能。采用许多例进行探讨，一 般的得到解决困难。对回转对称的深拉伸的境界条件下得到分解极为困难。 ?用能量法的解析 从微小变形的平衡方程式，求出直接解析不可能时，在平衡状态下能利用对假想变位变化得 出近似的解析能量法。为满足境界条件假定挠度W代入式3.6中求出弯曲极限值。 22–1/2{Nx(Зw/Зx)+Ny(Зw/Зy)+2Nxy(Зw/Зx).(Зw/Зy)}dxdy式3.6 22222222=D/2{[??{[(Зw/Зx)+(Зw/Зy)22(1-v)[(Зw/Зx).(Зw/Зy)-(Зw/ЗxЗ y)]}dxdy挠度(弯曲波形)如何表示其解析有所不同。用能量法对回转对称深拉伸的弯曲解 析法可以求出。 图3.25所示的考虑弯曲波形时，其弯曲条件： V=V+V+V-Vo ----- 式3.7 BDH 此处的V弯曲波形的弯曲能量 B: V:材料要素的境界拘束能量 D V:起皱压板的拘束能量 H 阿部氏对圆锥台成形强伸部,换为扇形的平面要素,求出弯曲条件弯曲的波形假定为式3.8,弯曲条件用式3.9 W=Wo.r’P.Sinr’.CosNo ----- 式3.8 V=V-Vo=0 ----- 式3.9 B 从这些条件对起皱数N,本体的起皱波及诸因子的影响进行了探讨。 ?力距的平衡式进行了解析 从起皱半径长作用的力距平衡式，是弯曲条件的近似的解析的办法。如同图3.26所示为起皱的半径波长起作用的力距 Mo：伴随着深拉伸产生圆周方向压缩应力的弯曲力距 M：起皱半波长的两端弯曲抵抗产生的弯曲力距 B M：由起皱压力所产生的拘束力距 H M：材料要素的凹模肩部中的拘束力距。 D 力距的平衡式3.10中等号成立时求出起皱发生的临界条件的解析,根据这个解析,实验值知起皱压力的半径理论式解析力表示很一致. Mo?2M+M+Mo BB b-2)弯曲原因成为板面内压缩应力的解析 弯曲条件极限弯曲应力、形状、尺寸的影响等）为了严密的求出，必须知道弯曲诱起的板面 内应力的状态。回转对称形状的圆筒成形，圆锥台成形的凸线起皱或本体的起皱原因。在圆 周方向应力的状态中深拉伸时基本上可以求出。图3.26所示圆锥台成形时的平面凹模上的 浓缩凸线部，应力平衡式，应变的适合条件，根据全应变理论，从应力-应变关系式几乘硬化式得出以下微分方程式： dбr/dR=(YˊZ-YZˊ)/(XYˊ-XˊY) -(1-n)/nб-2{l+(1-n/2n).(б+б)（2б-Bб) }-1 rθr2(1-n/n)б-2dбo/dR=(XZˊ-XˊZβ)/（XYˊ-XˊY） Y=kбrrб{1+((1-n/2n).(бr+б)(Zб-Bб)) θθr X=Kб.б图3.26圆锥台成形中尺寸各部分的记号 Z=1/R(δ-б) rθб(-1-n/n)б-2Xˊ=K{-r+[(1-n)(1+r)/4n](2б-Bб)(2б-Bб)} rθθrб(1-n/n)2б-2Yˊ=?(1+r)K{?1+(1-n/4n)(2б-Bб)} θrб(1-n/n)Zˊ=1/R{1-ехp[(1+2r)K(б-б)]} θr1/nK=(1/C)1/1+r B=2p/l+r 此处R:从变形后的凸模中心的距离ббб.分别为半径方向应力，圆周方向应力及相当r .θ. 应力、r:r值 n:n 值c:c值。倾斜侧壁上微分方程式3.11中Z’变以下式: б(1-n)/nZˊ=1/R[1-1/SosΦ.ехP{(1+2r)K(б-бr)}] θ 以上的微分方程式用数值解析法解析,收缩凸线部，悬伸部的应力及应变可以求出。 图3.27所示受不均一的抗张应力长方形板的板面的应力状态的弹性解析的实例表示图。求 出平面应力状态和应变的分布，Aing的应H关数用Ф表尖时应力： 22222б=ЗФ/Зy бy=ЗФ/Зx г=-(ЗФ/ЗxЗy)----- 式3.13 хxy 这种平面应变能量用式3,14表示: 图3.27受不均一抗拉应力长方形板(应力境界条件) 图3.28受不均一抗拉力长方形板的板面内的应力分布 222V=1/ZE??{бx+бy-2Uбx+2(1+U)rxy}dxdy 式3.14 2222222222 =1/ZE??{(ЗФ/ЗЗy)2+(ЗФ/Зx)-2u(Зθ/Зy) (ЗФ/Зx)+2(l+u)(ЗΦ/З 2xЗy)}}dxdy 设定境界条件为应变能量最小求出θ值而求出应力分布 图3.27境界条件时的板面内的应力分布如式3.15所示 22222222θ=б//2.y(1-y/бb)+а(x-а)2(y--b) 11224222222бx=б(1-y/b)-4ааb(1-x/а)(1-3(y/b)) 113422222бy=-4ааb(1-3(x/а)(1--y/b) 1332222r=-lбааb(1-x/а)(1-y/b)x/а.y/b xy12244424а=7/lб.1/(1+4b/7а+b/а.б/аб 11 以上用图表时如图3.28分布бx为平板内全体的按型的颁上状态,一方面, бy在板的中心近停为负值,向外周增加,Y方向端为0,X方向端为正值的分布状态.另外l在X轴Y轴上及ny周边为0,其他部位为负的分布状态.这种板面内应力（不均一抗拉应力）的分布形态几乎不 受影响，这种负的分布бy，l成为弯曲的原因。 ng （2）消除起皱的机理 起皱的控制，首先控制起皱的发生，可是在实际成形中，为了阻止破裂，允许某种程度的起 皱的发生，成长，很多在成形工程的伴随着成形进行利用抗拉力消去起皱的办法。因之在成 形工程后期起皱消去能否决定于成形极限因之，起皱消去过程的解明是必要的。 图3.29表示起铮以的消去机构 （a）起皱对长方向成直角方向拉伸，在厚度增加部分拉伸消灭形成拉伸延表消失。 （b）起皱长方向（X方向）拉伸产品税生Y方向的材料自身的缩小变形，吸收厚度多余部 分吸收消去、宽度缩小吸收消去。 此时宽度方向的材料的变位，必须给予拘束。拉伸消去的起皱，必要的拉伸量，如材料无关， 对起皱几何学的条件，即消去开始时的起皱厚度的多余量来决定。宽度多余量吸收消去时， 根据起皱的状态和起皱周围的几何学条件其效果不同，材料的r值认为有影响，r值越大对 起皱消去越有利。 起皱消去中多余的厚度虽然吸收，可是消去后的板面表有时残留着缟状的表面缺陷，这样起 皱的成长期起皱顶部曲率半径 ，由于起过消去极限过小而长。此种消去极限值依据板厚决定。 3.4.4起皱的措施技术 起皱的发生,残留对制品质量(面形状精度)当然会使其变化,另外会引起以下的很多问题。 ?对制品的影响 1．精度不良（尺寸、表面质量） 2．发生毛刺 3．刚性不足 ?加工上的问题 1．决定位置困难 2．析边困难 3．引起焊接不良 4．加强盘末端摩耗 5．铣刀等破损 6．凹模的摩耗 7．起皱压板压力平衡分离 （1）起皱措施项目 对起皱技术革新的措施是多种分歧，可制上说 a：制品形状上以措施 b：工程设计和模具设计、制作中的措施 c：冲压技术革新的措施 d：材料待性上的措施等四种措施。 a：制品形状上以措施 制品形状的措施，变更成形品的形状必须不损害制品的机能和外观为前题，因之，对起皱发 生部位和成长情况，消去可能性的有无必须事前予知积累必要十分数据，如果没有数据，未 用模型实验进行探讨是重要课题。 1．制品深度浇 2．防止形状急变 3．制品分开 4．平坦部过少 5．适当的偶局部R（横断面） 6．适当的缝断面R 7．适当的偶段部的形状8 8．为吸收起皱设计合适的形状 9．避开防止板的途中消失弧线 10.避开防止复杂端末形状 11.在板应变领域中局部形状不要孤立 12.适当的局部的偶角R b).工程设计、模具设计、模具制作上的措施此种措施：工程变更、凹模表面合理化加强盘 的位置、形状的适当化等，项目很多，此时对起皱的预前资料是重要的，必要时采用模型实 验进行探讨。 1. 选择最适当坯料形状、尺寸 2. 工程的编成 3. 增加工程数 4. 凹模表面适当设计适当拉伸方向 5. 分段拉伸的适用 6. 过深拉伸 7. 适当凹模R 8. 适当凹模横断面形状 9. 适当凸模缝断面形状 10. 探讨上端部过深拉伸 11. 悬伸加大 12. 多余厚度的适用’ 13. 部断切断加入 14. 起皱发生部的预压 15. 压垫付加强 16. 行程端部充分加压 17. 坯料把持器和凹模的间隙减少 18. 模具研合良好精加工 19. 加强盘的位置适当形状 20. 提高模具的刚性 21. 提高模具的耐摩耗性 22. 起皱压面的烧伤的措施 23. 模具的分割的方法 24. 模具的分割追加动作 25. 进行微动弯曲 26. 增加板摩 c).冲压条件的措施 1.提高加压压力 2. 起皱的压力的平衡 3. 润滑的控制 4. 凸模和凹模的贴合 5. 冲压机械模具的平行度良好 6. 选定冲压机速度 d).材料特性的对策 由于使用材料不同即是同一部件,起皱发生状态并不一致是众所共识的。对弯曲现象有影响 的材料特性的详细情况尚有末解明的领域，现在举出相应的措施如： 1．使用适当的R值材料 2．使用低屈伏点材料 3．使用延伸大的材料 （2）.起皱的措施技术 前面所述起皱的措施技术项目很多,可是其各各部件采取必要措施不同,这不是普遍的,另外起皱的发生成长从控制面的措施和发生的起皱从消失面的措施 是混在的,以汽车车体部件的为主的车身和板产生的起皱对实际的起皱措施的举例如表3.9-表3.13所示。 表3.9起皱的措施技术 表3.10起皱措施技术(其二) 表3.11起皱措施技术(其三) 表3.12起皱措施技术(其四) 表3.14起皱措施技术(其五) 3.4.5面应变及其他的面形状不良发生机理和其措施技术 汽车车体部件外板，车身板产生面形状不良的发生机理在冲压现声的措施技术，整理出的代 表的部件的发生部位如：（表3.14）的基础上实施技术如:表3.15-表3.20所示。 表3.15面起皱发生措施技术 表3.14主要面应变发生部位 K 弯曲凸线周围面应变 气体充填盖周围 L 线分开 车体侧板特性线 M N O 面的反向收缩冲击线条 门车填盖行车箱盖平坦部 凸线近停的凸模底平坦部外 挡泥板立壁部 表3.15面应变发生机理和其措施技术(其一) G3凸模具底部行李箱上部车H1按型部面应部后挡泥板带根面面部平坦部留应变 顶盖上部反向变 件部 应应件线的消灭部 部变变部现现位 位 象象 1. 由于材料移动产1断面形状变化的周长变化使凸模面是的材料不均移动A-A 生多余厚度 和B-B间周长大的差额和成形的同时A-A间的材料 移动可发2. 按材料属性在最是B-B的境界产生厚度加厚 生后部分很大的厚2.成形初期的不均一的抗拉力而发生的皱纹残留下来 机度消失不了由于3.按形成形厚度加厚在成形过程中以支柱为中心形成按形状理 残留而产生面应的成形 变 对策 1.B.H.F的增加 1. 调正厚度加厚部分 措施 2.使用的低屈伏点2. 调正加强筋 材料 3.使用低屈伏点材料 表3.16面应变发生机理和其对策技术(其二) 表3.16面应变发生机理和其对策技术 表3.16面应变发生机理和其对策技术(其二) G1凸模应平坦前挡泥板箱状G2凸模应平坦行李箱外陷局面面部面应变 拱周围 部面应变 部 部部应应件后挡泥板轮状 件变变部拱周围 部现现位 位象象 1. 弯曲毛病的残留在成形初期材料卷入凸模时在轮状拱1. 材料和凸模初期接触时的发形外件因之产生圆弧到最后仍残留 不均抗拉 生2. 轮状拱形周围的厚度加厚 2. 成形过程中剪断金属流动 机 理 1. 轮状拱形周围的多余厚度高度的调整 1. 自由弯曲成形 2. 采用凸模分开可动方式控制弯曲毛病的发生 2. 使用低屈伏点材料 对 策3. 使用低屈伏点材料 3. 凹模面形状设计时增大和技4. 轮状拱形凹模成形R(A断面)段小 初期接触部 术 表3.17面应变发生机理和其对策技术(其三) 表3.17面应变发生机理和其对策技术(其三) H2 I 后挡泥板前侧前挡泥板上面面面按型部面应变 主壁部面应变 部部主柱带有根部 高车顶盖侧壁 应应件件变变部部现现位位 象象 急激断面形状变化1. 伸长甘拜下风的圆周方向的压缩力而产生的弯曲 发部的线长变化面产2. 材料流入差而产生剪彩断金属凹模表面 生生厚度加厚 3. 凹模表面挡泥板立壁门内板侧壁 机4. 少许抗拉不同情况的产生(例)加强盘及凹模肩圆弧精加工不够理 发生不均一抗拉 对1. 设计材料厚度加1. 设计分段拉延壁面的短缩消除皱纹 策厚 2. 进行拉延减少材料流入 技2.使用低屈伏点材3. 凹模抛面靠近直线 术 料 4. 使用低屈伏点材料 表3.18面应变发生机理和其对策技术(其四) 表3.18面应变发生机理和其对策技术(其四) J1.J2.J3压印周门外把手部周K弯曲凸线周门外把手部后面面部部 围面应变 围后挡泥板组围面应变 挡泥板全体注应应件件合灯用的压印口部 变变部部现现周围后挡泥板位位 象象 窗角部署 1. 材料移动不均厚度一面靠(图1)角部件缝微1. 材料移动不均厚度的一面靠伴随角 小流入由于周围方向压缩应力厚度一面靠部的微小流入圆周方向压缩应力使 发(图2) 用权厚度一边靠 生2. 弯曲力距使压印周围向上起(图3)弯曲力距2. 由于弯曲力距压印周围向上起 机使用向上起不均(图4)从外周的力消去(图5) 理 3由于弹性回复面应变增长 对1. 使用的屈伏点材料 1. 使用低屈伏点材料 策2. 靠近特征线 2. 靠近特微线 技3. 压印位置纹置靠近外周 3. 凸模和垫圈的移动挠肩精度 术 4. 局部加热法 4. 提高垫付圈压力 5.打面 5. 缩短凸线长度 表3.19其他的面形状不良的发生机理和其对策技术(其一) 表3.19其他的面形状不良的发生机理和其对策技术(其一) 上线分开 门外板前挡泥M面的反向收门外板行李箱面面部部板后挡泥板 缩 外板车顶盖外应应件件板等平坦 变变部部现现位位 象象 成形过程中,凸模底1. 曲率小的平坦平滑的部件的板全体的回弹 发面的棱线境界中产2. 板的顶面或特征线的反向量和平坦部反向量的不同而产生收缩 理生 生不均衡的张力 机 对1. 冲压方向的适当1. 过大凸起 策化 2. 增加防皱压板力 技2. 设计多余厚度会3. 设计特征线 术 合凸模卷入绕定4.使用低屈伏点材料 时缓慢 3. 控制凹模端部流 入量 4. 加大特微线断面 R 表3.20其他面形状不良的发生机理和其对策技术(其三) 表3.20其他面形状不良的发生机理和其对策技术(其三) N 门外板把手部O冲击线 挡泥板类车顶面面部部后部挡泥板气盖 应应件件体密封门外板变变部部现现挡泥板类的部位位 象象 件前后剖离部 弯曲线的回弹升高 成形初期凹模端长R部产生张力弯曲形成减少板厚张力弯曲整发形线 理生 成形进行同时产生材料流入而产生弯曲张力线残留在制品中 机 对1. 凸模的衬垫提高1. 改浇拉延深度 策贴合精度 2. 检讨冲压方向 技2. 提高衬垫压力 3. 加大凹模端部R 术 3. 减少凸线肩R 4. 立壁放倒 5. 下降仿皱压板力(张力) 3.4. 5面形状精度不良及诸条件的影响 3.5. 1起皱及诸条件的影响 起皱影响因素很多,另外实际的起皱的发生和消去的举动各类因之对影响因子的单独效果或 单独的评价很难,在说以模型实验进行探讨和理论加以解析,得到的诸条件的影响表示如下： （1）凸线起皱 关于凸线起式以后，单纯形状的深拉伸延中的理论的解析或实验进行多次探讨。为了控制凸 线起的发生起皱压力的实验式和理论式对起皱的影响及诸因子的效果明显： A） 起争板压力关系式 凸线起的抑制最有效果另外在实胳重要作业条件是防止起皱压板，圆筒拉伸中记号等（如图 四3.30）凸线起皱的控制必要的最小的防止起皱压力(P)的实验式或半理论式有多种报告。 ?福井吉田何部的实验式： P=[(YP+TS)R л222{2R-r-K)/c}/90{R-(r+r)}]. kgf/mm 002d02d22YP：屈伏点（kgf/mm）TS：抗拉力（kgf/mm）（大豆油：100Redwood秋） 图：3.30圆筒深拉伸延中限界防皱压板式中尺寸各部分记号 2422P=ω.[3.82βδB./(B-В)).(E/аа).{(б/E))-4.77/Bб.аа}]/[1+ωlr10010ВH101вοlγ2u(3.82B2δ2B.1/а.δ/E]. kgf/mm 式3.17 10)H1ο 表3.7 从发生原因看起皱分类 弹性的或塑性的缝弯曲(压曲) 收缩凸线变形起因的 收缩凸线压缩应力------凸线起皱 凹模表面起皱 弯曲凸线起皱 收缩凸线流入产生立壁的压缩应力------本体起皱 立壁起皱 凸模面的不均一变形引起的不均荷重非轴对称荷重等的不均一的抗张力 诱起板面的压缩应力剪彩断应力------本体起皱 材料的过剩或不均一流入引起材料多余外流------凸模起皱 凸模形状急激变化部位产生材料多余材料外流------凸模底起皱 按型起皱 87 () 面形状精度不良和成形难易评价 译者:邓庆阁 式3.18式3.19 图3.30圆筒深拉伸极限界起皱压力式中尺寸各式记号 b)起皱数 在圆锥台成形中,对起皱数波及相当弹性系数(应力一应变曲线的接线坡度),板厚,拉伸延比(D.R)的影响表示图。板厚越厚、另外相当弹性系数越大，起皱数减少，这些的因子越大， 弯曲刚性越大，当压板起皱数不依存相当弹性系数，只依着拉伸比决定，防止起皱。 图3.31凸线起皱的数波及相当弹性系数板厚拉伸比的影响 图3.32凸线起皱发生极限坯料的最外周的圆方向的应变 C）凸线起皱发生极限的坯料弧圆方向应变 圆锥台成形中，凸线起皱的发生困难。图3.32板厚厚时为了控制起皱，需要大的防皱压板， 由于破裂的危险性强，显示出成形困难，防皱压板时发生起皱最有效果的是成形条件，实际 起皱对策是重要的，板厚越厚，对发生起皱，防皱压板的效果表现最显著，拉伸比越大容易 发生起皱，坯业和工具问的润滑好时，对凸线起皱是不利的，这由于润滑油膜的存在坯料板 厚方向的自由度增加，及摩擦力的减少由于半径方向抗拉应力的减少。因之圆周方向弯曲应 力减少。 图3.33表示出圆锥台成形中凸线起发生极限的坯料最外周圆珠笔方向盘应变。波及所屈伏 点，R值的影响。防皱压板时，材料特性的影响几乎不存在，只依靠拉伸比决定弯曲极限。 屈伏点延伸材料，容易发一凸线起，加上起皱压板屈伏点的影响，出现屈伏点的越高的材料， 凸线容易发生起皱，R值大的材料，起皱了生极限坯料最外周的圆周方向应变大对控制起皱 是有利的条件根据条件R值越大，起皱的成长快，R值效果 有时相反。（参照图3.40） 图3.33凸模起皱发生很易的坯料最外周的圆周方向应变波及R值和屈伏点的影响。 (2).本体起皱(立壁起皱) 圆锥台成型的悬伸部的本体起皱的发生波及诸条件的影响,用实验和能量法以进行理论计算 和结果表示如下: a)起皱数 图3.34所示起皱的数波及材料特性和板厚的影响一般以板的弯曲刚性,决定起皱数对材料的强度特性的效果不明确,板厚度起皱数显著减少。 图3.34所示起皱的数波及材料特性和板厚的影响 图3.35本体起皱发生极限成形深度波及板厚的影响 b)本体起皱发生成形深度 起皱的状况作为定量的评价方法，在表３.6表示面应变的评价值的定义有共通值，可是汽 车外板静件等起皱存在和直接不良相关，因之很多是探讨起皱的有无，在此对车起皱诸条件 的影响。因之以发生成形深度为指标进行调查。极界成形深度越大意味着是起皱性越大。图 3.35表示板厚的影响.板厚增加,板的弯曲刚性增高.对控制起皱有利.图3.36事体起皱波及防皱压板和坯料 的影响.本体起皱的发生向坯料部材料悬伸部由于流入抵抗而悬伸部的拘 束程度依存.因之防皱夺压板压力大时,或坯料径大时,材料流入抵抗增加，悬伸部的半径方 向应力增加,圆周方向弯曲应力减少。起皱发生极界成形深度增大. 图3.37材料特性表示 波及起皱发生极界成形深度的影响.屈伏点大时,,极限成形深度减少。即是发生起皱,加工硬化指数越大极限成形深度增加。图3.38表示R值的影响,R值越大起皱发生极限成形深度越增加.可是悬伸部的厚深度减少，对越小的板弯曲刚性增大。 图3.35本体起皱发生极限成形深度波及板厚的影响 图3.36本体起皱发生极限成形深度及仿起皱压板和坯料径的影响 图3.37本 起皱发生极界成形深度波及屈伏点的影响 图3.38本体起皱发生极界成形深度波及R值的影响 图3.39圆锥台成形中在起皱成长过程中波及材料特性的影响 C)本体起皱成长和材料特性 皱纹的控制中消去是主要对策技术。探讨起皱对策中，由于把握皱发生容易状况，可以判断 消去容易 皱发生容易的同时，知道 起皱成长程度很重要。图3.39表示圆锥台成形中皱成长过程波及材料特性的影响。hp=50皱纹山顶部的弯曲半径为50mm的凸模行程是皱纹成长初期中对皱纹的成长速度评价的尺度, 小表示皱纹成长越快。Hcr皱纹谷部的弯曲半径消去限界的25mm板厚吸收,即是消去在皱纹表面上仍残留压痕为极限起皱顶部曲率的凸模行 程越大,起皱成长期的许多内容成形量越大,?l=40即成形深度为40mm另外?l6.5外径收Hh 缩率6.5%,表示起铮以厚度多余量,都是起皱的成长后期成长厚度强度的评价值.全是越小 意味着起皱的成长缓慢.起皱的成长尺度经屈伏点所有相关关系,屈伏点越低的材料,是更好 的起皱的成长。 b)圆锥台成形和百锥台成形的成形极限式 实际的成形中成形极限。由破裂和起皱的两方所决定。圆锥台成形长角锥台成形中成形，， 极限深度用实验式求出，详细参照第二章。 （３）不均－的抗拉力对车体起皱的成长 图3.40不均－的抗拉起皱的成长，伴随着起皱顶部的曲率半径的变化表示图。 图3.41不均－抗拉力中起皱成长，伴随厚度多余量的变化表示图。 起皱成长初期中起皱的顶部曲率半径的变化。认为材料差是材料r值越大，起皱成长越快。 起皱成长后期的材料厚度多余量对材料不同有差别。n值越小的材料，成长越快。r值或n 值对起皱成长举动在影响。这些特性在不均－的抗张力其结果波及到应力－应变的分布状 态。图3.40不均－抗拉力伴随起皱的成长对起皱顶部曲率半径的变化。图3.41不均－抗拉 力伴随着皱成长厚度多余量的变化。图3.42不均－抗张力在起皱成长过程中，波及材料特 性的影响。Ρo0.1为不均－抗拉初期线段中从起争发生间成长行程。及时的评价起皱的成 长程度一种尺度，在小的时意味着成长快。λlγ为起皱顶部的曲率达到消支极界对材料不 均－抗拉耐得住的变形量的评价尺度。λl=40为起皱到成长后期已含起皱增值现象作为全 体的起皱成长的评价量。越小成长越快(1/p)tr起皱开始增值时的最初的一次弯曲起皱的顶 部曲率，越小越皱全体厚度多余厚度发达叫作容易材料，屈伏点小，屈伏比小，r值大，n 值越大，起皱的成长，控制效果良好。 图3.40不均－抗拉着起皱成长皱顶部曲率半径的变化 图3.41不均－抗拉伴随着起皱成长厚度增加量的变化 图3.42不均－抗拉越皱成长过程中波及材料特性的影响 图3.38本体起皱发生极限成形深度波及r值的影响 图3.39圆锥台成形中起皱成稆波及材料特性的影响 (4)按型形状中起皱波及探讨材料的影响 按型正式成立的成形中在凸模底部容易发生起皱，根据条件即依据材料的拘束状态）如图 3.43所示产生起皱,起发生原因要注意材料向按形的移动状况。宽度方向的拘束 伸小,表方 向的拘束小时如图中的A表示出容易发生起皱,这种发生起皱和材料的拘束条件的关系如图3.44所示,相反进容易发生C起皱纹,图3.45起皱波及段差,表示应变的影响。颀差越大（换言之形状变化越大）容易发生对应变的影响并不容易看见。在图中防皱压的效果在宽方向材 料的流入和等价是容易看见的。 图3.43按成形的形状，尺寸和发生的起皱的状况 图3.44按形成形中发生的起皱波及的段差应变形状要因的影响 图3.45按形成形中起皱和长方向、宽方向拘束的关系 ３.5.2面应变波及诸条件的影响 (1)材料的影响 面应变在材料上有很大变化的事例很多。一段板厚越薄，或者越是高强度钢板，面应变越大 图3.46伏表的板门板的应变线图。图的下方由于行程的位置（Ｓ）表示材料的特性值的影 响。各种部件高强度钢板，从假想曲线的变位大，对面应变是不利的，这主要是材料的屈伏 点（бy)高而形成的。可是在低应变域的n2.0n值r值相等的影响。图3.47前叶平板的车轮拱形线回转的面应变和材料应变的影响表示图。可以了解到最强的影响因子为屈伏点（б) n2.0或n值等相关较弱. ２.0r)或２％耐力（бa)屈伏点的影响 屈伏点越高变形要的应力高,因之一般弹性回复量大,面应变变大。这些倾铅多数在门外板中 确认，但是问题是应变发生位置的 变形量（应变分布）看，比例很或２％耐力（б)这２.0方面相关是很强的，如图3.46,图3.49,图3.50所示。图３.48门模型的面应变波及屈伏点起皱的影响图3.49前叶平板的面应变波及屈伏点和比例很的影响 图3.50由于各种成型条件波及面应变和材料特性关系 图3.49门模型的面应变波及屈伏点和起皱压板压力的影响 图3.46应合线图波及材料特性的影响 图3.47最大起皱高度和特性值的关系 图3.48门模型的面应变波及屈伏点和起皱压板压力的影响 图3.49前挡泥板的面应变波及屈伏点和比例很的影响 b)板厚的影响 图3.51为四开段车身以后部两侧的应变线图的表示图.板厚越薄,除去荷重后的起皱高度(?hr)的变化越大,另外即是在下死(凸模行程Omm)而凸模高度大的事例。图3.52面应变原因是固后弯曲的简易评价试验法宽方向变位拘束抗拉(YBT-11参照第8章)表示除前后的起皱高度(hrb)和屈伏点板厚的关系。 从这些板厚越薄，屈伏点越高可以了解弹性回复弯曲大。 图3.51伴随着材料板厚的变化,应变线图的变化(0.8mm厚的例) )的关系 0.2图3.52hrh和拉伸方向的（б C) n值的影响 图3.50各种成形条件对面应变和材料特性的关系 一般n值起大,应变传播性优越,因此应变分布的一化带来了应力分布的均-化,面应变可以变小。但是其影响屈伏点或是厚板是不明确的，外板部伯面应变问题多者成为部位变形量的 百分之几，有的用低应变量的n值（2％是后对应变的n值）参照图３3.46图3.47) r 值越大宽度收缩越大,因之面应变的发生原因,残留起皱时,在效果上面应变小时X可(参照图3.47) 但是r 值大时二轴变形下的应变高,残留应力大,面应变相反有时也大(参照图3.53) 这样r 值的效果对该当部位能门板或变形状态引起变化。 图3.53 r 值的面内方向性和应变的对应 (2)冲压条件的影响 冲压条件最适合设备时,可能控制面应变, 冲压把握限是对面形状精度不良现象措施的一项 重要关键,以下表示代表 的冲压条件和面形状精度不良现象的关系。 a)防皱压板 图3.54门把手周围的面应变和防皱压板的关系,防皱压板在小的争议地区防皱压板对面应 变有大的影响,可是防皱对高久远影响小,图3.53防皱压板和凸模底延伸的关系,凸模底延伸,伴随着防皱反的增加而增大,可是防皱压板增加到一定程度凸模底延伸稍微增加。图 3.54的现象即和此种现象有关系。 图3.56挡泥板立壁 部的面应变和防皱压板的关系,图3.54的同样现象。 b)最适压力(决押) 冲压机下死点在面应变发部,加上大的面压,使面应变消去的办法,称谓最适压力(决押)是面 变措施的决窍之一,通常刚体的凸模和凹模间,利用模具的精度负荷面压力,如图3.57在一定抗拉力面压力负荷时,去表示面应变的变化。 压花成形时，利用橡胶作最适压力的影响的如图３.58所示 最适压力效果，对屈伏状态材料在板厚方向上加上力，助长板厚多余部分伸长，另外同时板 厚方向的应力分布不均一可使缓和，可是如图3.59所示,加上过大最适压力相反会使板厚多 余部分增加，有时得到面应变过大的结果。 c)张力平衡 作为控制面应变的办法,凹模表面或调整加强盘,而使凸底部波及张力的平衡，进行变更各种 方法，试验门把手部的面应变,整理结果一种是凸模底全体的延伸和门把手部的周围的延伸 应变是不均-量变化如图3.60所示。 图3.60凸模底延伸越大,或压花角部和压花直边部的延伸应变的差越小,面应变越小,图3.61同样凸模底一般部的板厚应变(εx)和压花近停的板厚应变差(?ε)之比(?ε+/εθlι o)求出相关和图3.61得出同样的结论。 d)接触差 凹模表面上的材料从和凸模接触后到模底全体材料接触的冲压行程，叫作接触差，这种接触 差，对凹模表面形状和冲压方向决定是重要的冲压成形上的要素，图3.62 凸底起皱发生,消去过程用接触差表示.接触差越大,消去行程越大,起皱(面应变)越小。 e)凹模表面 制品深度适合程度（制品重量/毛坯重量）对成本有很大的影响,因之在设计极力要张出形式 的要 的倾向,从这个面上防皱面形状和面应变的发生消去的关系,进行种种的探讨,图3.63是对相同的制品形状，设定两种凹模表面,调查面应变举动的结果.A型称谓深拉伸,B型称谓浅拉伸,此时A型和B 型比,凹模表面形状有窨，防皱压板起皱发生程度小,另外塑性变形部展开快,另外飞边成形原定时快,消去过程充分。 f)余科 一般余料为确保整形工程的剪断部的条件，为消去起皱或面应变面的目的而设置的余料，图 ３.64的应变线图中的标志表示成形开始的时点,这个面应变的最高点的直前碰上,即由于成形面应变进入消去过程。 图3.64图3.65合并考虑凹模面形状对面应变的发生,对成长有大的影响,余料对面应变的消去有影响。 g)模具的结构 １．可动凸模 前挡泥板等的车轮拱部发生的面应变图3.65成形初期的余料不能消伯残留一部分，控制这 种面应变方法，如图3.66的模具构造所示,根据这种构造,凸模的应变状态及变形状态如图 3.67图3.68所示的变化,面应变可完全消失的实例。 门把手部的面应变的控制，采用凸模和凹模分割的方法，图３.６９为压花凸模和可动凹模 分割可动的压花成形，周围可全部受到拘束，得到良好的实例。 ２．压花成形定时（同步） 图3.54应就波及防皱的影响 图3.55凸模底的延伸应变和防皱压板的关系 图3.56按形成状成形中波及防皱压板的影响 图3.57决押时面压力面应变波及的影响 图3.58加入橡胶面应面波及部分面压的影响 图3.59面应变波及(决压)前重的关系例 图3.60面应变波及不均-延伸应变和凸模底延伸应变的影响 图3.61面应变波及不均-板厚应变的影响 图3.62凸模底皱的发生消去过程和接触差 图3.63防皱面不同时的磨合面线图,凸模接触图,变形构成图(挡泥板例) 图3.64挡泥板(中间单外板)的应变张图和余料形状 图3.65前挡泥板车轮拱部的成形过程中磨合境界 图3.66凸模分割可动模具的构造 图3.69门把手压花(印)成形中凸模的分割 门把手部的面应变,由于压花成形,发生上面应变时,压花成形同时,会波及影响面应变.图3.70为压花成形的同时变化的实验型调查影响结果图。对全体成形对成形对压印成形的同 时越快,压印成形马上发生大的面应变,伴随着全体成形的进行,在凸模底部付加的张力即进入消去过程,在下死点相反,按?,?,?的形式的顺序的面变小的实例。 第三章 Ｐ３６８－Ｐ３９６ Ｐ８１－Ｐ１０９ 原文Ｐ４５－Ｐ１５３（其四） 面形状精度不良和成形难易评价 译 者 邓庆阁 h) 局部加热 i) 冲压成形时的面应变的控制技术，用局部加热法进行探讨，此种技术还未知道面应变全部 还残留很多，可是要得到面应变技术是可能的，因此举两个实例介绍如下： 局部加热法预先在面应变的发生部位，进行局部加热，面应变形成的微小的余料，在冷却时 吸收，得到正规的表面的技术图3.71为压印近停加热的实例,50?C-80?得到良好的结果。 图3.72变为在压印周围加热部位进行比较的实例,此时压印角部近停加热50?C以上得到良好的结果,另外其9断面形状如图3.73所示的变化。 图3.71门把手部面应变波及局部加热法的影响 图3.72局部加热法中温度差的影响 (3)图3.73局部加热对断面轮廓的变化 制品形状即车板形状的设计 ,是发生形状精度不良的最重要因素,汽车的设计由于追求最新型式,是得不到成形困难形状的主要原因,可是对制品形状和面形状精度不良的关系研究调 查的事例很少,在冲压成形上考虑在不损害,设计,对面形状精度不良控制在最小限度的可能 性很大。 a)立壁部的宽度 前挡泥板等的立壁部发生的本体皱纹，受壁宽度和壁角度有很多影响。图3.74所示本体皱纹的例子,图3.75所示由于材料的流入量在壁宽度和壁上成为本体皱纹发生领域,在大的壁宽度上为了不发生本体皱纹成形,必须 使材料 流入量减小。图3.76材料初期称呼的进入量的变化成形时的壁宽度的断面。 b)压(印)成形形状 门把手部的面应变的压印发生面形状精度不良,爱压印形状的影响。 压印形状和面形状精度不良的关系有很多报告，压印深度、压印的角度、角部圆弧，长边曲 率等相互关系很大是明确的。 (1)压印深度 图3.77所示压印深度越深,面应变越变化的倾向可以影响度最大的要 因,另以普通钢板 比高强度材方面压印深度的影响关系着的 图3.74本体起皱的发生和成长 图3.76本体皱纺波及初期进入量的影响 图3.77门面应变波及压印深度的影响 (2)压印角部半径 图3.78压印角半径和面应变的关系,角部半径越大,面应变越良好。 (3)压印立壁倾斜角 图3.79压印的横向手断面的斜角的影响表示图,图3.80压印是缝向方向断面的倾角的影响表示图.线压印时面应变不良,倾斜角的影响时较多。 图3.78门的面应变波及压印角波及压印角部半径的影响 图3.79门的面应变波及压鲺横向(短手)断面倾斜角的影响 图3.80门的面 变波及压印长方向断面倾斜角的影响 (4) 重回归式产生面重要预制 上述的压印深度角部R,立壁倾斜角而产生面应变量的关系, 用重回性式表示如次式 普通钢板:?s=1.57h+0.24θu+0.20θs-0.6ζr+9.77 ------式3.20 ?s=2.87h+0.37θu+0.24θs-0.62r-447 ------式3.27 s面应变评价值(μm) (dlg) h:压印深度(mm) θu:印横向(短手)断面壁角度(dlg) θs:压印长方向长手)断面壁自度(dlg) r:压印角半径(mm) (5):长边曲率半径 矩形压印的长边曲率时,改善面床变事例的报告图3.81为其实例 图3.81门的面应变波及压印长边曲率半径的影响 3.6今后的展望 3.61研究的经伟 起皱的解析在冲压成形中,从加工成否的观点经常和破裂并进行探讨.在解析处理上1928年的论方为起点进行种种的试验.起皱力学解析,挠 度曲线的微分方程式用的方法，能量法用 贯川,阿部氏的解法力学平衡式用Slebel河合氏的解法,这些解析多在1945年后期到1955年代进行解析.另一方以实验为主的体,在凸线起皱的控制必要的以最小的防皱压板的实验 式或半径理论福井吉田 、阿部的实验式、河合的半理论式Slebel的半理论式，Romanovsky的实验式等。这些和理论解析同样的经过２０年以上，这些所有的以上凸线起皱为对象进行 解析，对本体起皱式按型部的纺为对象进行解析，对本体起皱或按型部的裂纺的制品内发生 的起皱几乎不是解析对象。薄钢板成形技术研究会在１９６５年以前以圆锥台成形中本体起 皱或立地起皱，全部以按型部裂纺开始进行解析。１９７０年以后的薄钢成形技术研究会的 动向如图3.82所示 1970年-1971年研究课题的半数是破裂问题，剩下的是面精度问题,在此面精度问题所有的起皱问题,1972-1977年阐高张力钢板开发很盛行,高张力钢板,可适用汽车外板,这种结果 面精度问题的内容,从起皱纹段向面应变的变化,可是这些研究,是以实物车体盖板为主体,对解析的研究很少,即1975年前后主要的是对不均-抗 张引起起皱的发生消去的研究进行 解析,1978年以后对面应变的研究急激的盛行,1981年门外板的把手压印部周围发生的面应 变,是薄钢板成形技术研究会的共同研究课题,1982年研究课题几乎全是面应变,另外利用电子计算机技术的进步,面应变的成为定量的研究精度的提高上来,此间面应变的定量的评价法或面外变位为对象的新的材料试验,是吉田的折弯(皱折)试验的考查研究。 图3.82薄钢析成形技术 研究会的最近13年间的研究课题和社会环境的变化 3.62今后的研究课题 面形状精度不良的今后的研究动向,面应变的应变发生机理,或定量的评价法很明确的行成 的结果, 从解明向措施研究内容正在变化,因之线分开,中间下薄收缩等 ,也考虑其他面形状精度不良作为研究课题，另方面利用电子计算机进行成形模氦,预测不良现象 也很盛行.坯料有针孔时起皱发生预测,成形过程 中,起皱的发生、成长、消去的预测等 ，预想成为研究课题的主流，即模具的ＣＡＤ、ＣＡＭ中成形评价（ＣＡＥ）的机能， 对加一起一贯得用计算机体系的构策进行准备，另外在材料评价面上为适应材料特性值的追求，向 CAE/CAD广泛推进。 引用文献１７－４１附表 第５章 有关图表译文 凹模表面起皱――――Ａ 凹模端起皱――――Ｂ 弯曲凸线起皱――――Ｃ 凸模底起皱――――Ｄ 按型部起皱――――Ｅ 立壁部起皱――――Ｆ 凸模底平坦部面应变――――Ｇ 压印周围面应变――――Ｈ 弯曲凸线圆周面应变――――Ｉ 表３.1凸线起皱 A拉延角部起皱,凹模表面的局部的凹凸面上发生的起皱油盘,床板(底面板) B凹模端部的影响在例壁上发生的线状裂纹门内板挡泥板 弯曲凸线皱 C在弯曲加工中缩小凸线部发生的皱纹,前挡泥板 本体皱纹:凸模底皱纹 D轮廓形状急激 变化部分的凸模底部发生的皱纹(车身)中柱(前后车窗口间) 按型 部皱纹E拉延深度急变化部分的凸模底部发生的皱纹汽油箱前地板(台面) 立壁部皱纹 F流入量大的立壁部发生皱纹拉延深度急激 变化部分的立壁部发生的皱纹,侧壁 部严的凹形状(T型 ,L型 )部分的立壁 部发生的皱纹油盘内板,汽油箱,中柱面应:凸模底平坦 部面应变 G材料剪断金属流动,磨合不良等 在凸模底平坦部残留 的面应变按型 部面应变H按型 成形部发生的面应变 立壁部面应变I流量大的直状立壁 部发生的应变 面形状不良的工小的和本体以纹有所区别 压印周围面应变J压印成型有(凹模侧成形)产生不均一抗拉应力一般在外板面上发生的面 应变弯曲凸线周围面应变,K弯曲 加工中凸线成形角部发生的面应变 线分开L成形过程中凸底面的棱线和材料之间引起动时产生的线状模橡,后挡泥板收缩 比较的平坦平滑部件车板全体凸状不足面的逆向,M或者部分的有少许的凹处发动机罩外部,门外部N在凸模底部中有的弯曲部分产生面形状不良后泥板 O成形原凹模端R部抗 拉弯曲线(随着板厚减少)成形后侧壁残留 状痕. 表3.9皱对策技术 (其一) 皱 汽油盘 凹模面皱纹 门内板角部 纹 门内板汽油箱 后阍面的制品加强盘 发生机理 收缩凸线的圆周方向压端应力而产生的弯曲 (缝曲) O凸线财期时的弯曲 对策技术 1.制品深度改造 1.皱纹发生部形状急变要避免 2.防皱压板力加大 2.周期有正规形状加旨盘形状要缓和 3.偶角部R加大 3. 低屈点R值 大的材料 4. 坯料尺寸形状适正化 5. 坯料把持器和凹模对好 6. 坯 料把持器和模具提高 7. R使用R值 大的材料 表3.10 皱纹的对策技术 (棒二) 皱纹 凹模端部皱纹 门内板角部 凹模端部皱纹挡泥板上面门内板立壁单顶前方部 发生机理 收缩凸线的流入----周方向的压缩应力产生弯曲 凸线流入的不均 由于材料的移动而产生壁厚增加 对策技术 1.制品深度改浅 1.避开形状的急变 2制品深度差减小 2.加大皱纹发生部的R,平面R加大加强大加强盘的抗张 3.偶角R加大 3.多料形状的变更 4. 防皱压板力增大 4.适用分段拉延 5. 使用R 大的材料 表3.11皱纹的对策技术 (其三) 弯曲凸线皱纹 后部四开板 凸模底的皱纹 中柱 前挡泥板弯曲 凸线部 收缩加工产生弯曲 不均一抗 拉产生多余料厚 1.拉延工程尽可能深拉延 1.避免形状急变 2.凸线长度改短 2.调正凹模R 3.追加皱纹形状 4.调正加强筋 表3.12皱纹的对策技术(其四) 鼓型部皱纹 前地板止部前围板底部件 汽油箱 立壁部皱纹本体皱纹 车轮上立壁 部挡泥板上面 后四开板后组 合灯上部 拉延断面由于拉延深度急激 变化厚度增加 外伸部的加圆周方向压缩而产生弯曲 材料不均一而产生弯曲 1.避开的急激 变化 1.实施分段拉延(要求立壁 拉延深度均一) 2.制品形状采用压式追加加强筋 2.调正加强筋抗拉力 3.变更凹模面追加加强筋 3.冲压方向要适正化 4.使用适伸性大R值 大的材料 4.避开形状的急变 5.设定必要的加强筋 6.使用R值大低屈点材料 第６章 汽车车身部件的张力刚性和压痕(坑窍)特性 P1-P38 (原文 P287-P308) (P895-P932) 1) 前言:2)张力上刚性3)压痕特性4)今后展望 图6-52引用文献1-33 执笔者:宫原征行神广制钢厂外A名 译者 邓庆阁 1995年5月12日-5月16日 第6章汽车车身部件的抗张刚性和坑窍特性 6. 1前言 汽车等的冲压成形部件机能实际是非常多种多样有的是和强度有关,有 是长外表质分有关的,进一步和耐触有关等 多歧多样,这些中只能强度有关看,抗 拉刚性, ,耐坑窍性,,评价刚性耐 久强度大变形强度等特性。 关于这些机能 ,从冲压成形技术看: 1. 抗张刚性波及形状性(冲压成形中材料的形状冻结能)和形状冻结技术冲压成形技术 对成形品的机能直接有影响. 2. 冲压成形后,继续在装配过程中运搬和处理中,由于 发生坑窍性不良,这样带来生产性低下. 3. 由于社会的要求,为了汽车车身轻量化,非构造部材料部件中板厚的极限强度钢板适用的极 限对耐坑窍性有大的影响. 从上述三点抗张刚性和耐 坑窍 性,对冲压成形技术 必须 解决的问题，是历史的必然性,特别是日本的汽车确立了高的车身生产技术 ,进一步高强度薄钢板是在世界的前面为背景,薄钢板成形的技术 研究替对本章的问题是收到了很大的功续,以薄钢板成形技术研究会的成 果为中心,对车身板部件的抗张刚性和耐坑窍特性作以下论述: 6.2抗拉刚性 6.2. 1抗拉张性的概念 抗拉刚性汽车外板车身板都具有比较缓慢的曲面,对板厚来说表面积非常大的冲压部件,受外部力的作用时,义味着部件 要具有一定的刚性车身板用手-压相应的抵抗感或不膨不膨的感 觉,这种特性通常如图6.1所示,用荷重P和挠镀的关系表示依车身楹的曲率或板厚等 其形状不同曲线A为主起曲线坡度大时,在某种荷 重下押上时挠 度小,刚性高,曲线B在某种荷 重下挠度急激 增加产生缝弯曲现象时这种飞移,所谓有不膨不膨感觉相应的挠度曲线C曲线坡度小,在某种上荷重下挠度大,相当抗张刚性弱,因之评定张力刚性时有以下两点值 得注意:即车身外板表面加上荷重时的挠度和车身外板逆侧所谓凹处发生荷 重大车身外板,可说是高抗 张刚性车身外板.理论的车身外板,中央加荷重(P)时的挠 度δ=K/t 3.(P)从式中抗 张刚 3性和t可是实际车身外板,对外板的尺寸形状外板中的设置的段落,薄突起等 不同,而外板 -N的挠度的举动有复杂 的变化 ,因之板厚的效果 不能以单纯的立方(乘以)表示. δ=Lt.表 示时M在1-3向变化.一方关于飞移荷重有很多实验例,可是定量解析至目前还没很进行,表 示理论解析困难，飞移荷 重式报告,可是不一定满足要求主的结果 . 图6.1荷重和挠度的关系6.62 抗拉刚性的试验法 (1)试验装置 图6.2为抗拉刚性测定的试验装置 图6.2为抗拉刚性测定的代表的试验装置.在定盘上固定的车身外板中放入压子加上一定的 荷重,用千分表测量车身外板的挠度量. (2)压(头)压(头)没有统一,可是抗 拉刚性以车身外板的弹性变形为对象,压头的接触面积 小时,容易残留压痕述的凹坑,不能沿目的进行,因之,通常先端部的为30-70mm程度,其 材质用钢制或橡胶制成. (3) 车身外板的固定方法图6.3所示车身外板固定方法不同,负荷时的产生的挠 度量不同, 固定方法必须明确。 图6.3抗拉刚性波及车身外板拘束条件的影响 3 成反比例,图6.4为 (1)板厚 车身板曲率的影响 抗拉刚性对板厚的影响极强,可以说和L半圆锥型 模弄车身板的测定例.由于板厚的3乘以(板厚的立方)因之板厚越薄,表示抗 3拉刚性越低,对此图6.5抗拉刚性不一定同L成反比例时的实例.一定的挠度量绘帛形的 M荷重,和L成比例,指数M在车身板曲率半径为1.1-1.3范围骨变化.由于曲率对挠度量有显著的变化.图6.6 所示从中央负荷点只在某距离开位置车身板的曲率半径急激的存 在小点,这称为挠度都.此节随着荷重增加从中心向外侧移动,此节位置和挠度有密切关 系图6.7所示 图6.4抗拄刚性和板厚的关系 图6.5抗拉刚性波及板厚的效果?300圆筒浅拉伸R车身板曲率半径 说此节的方法，受曲率和板厚的影响,图6.8曲率半径小时,节移动困难，挠度量小,曲率半径大时节移动容易,挠度量变大,曲率半径500时荷重大于某种值时节的移动受车身板周边拘束 的影响可以控制,因之对挠度的增加比较小,从以上的情况节蝗移动受拘束.因之抗拉刚性意味着可以控制。 图6.6伴随着荷重的增大,圆周方向挠度形态的变化,(半圆 锥形车身板,板厚一定时) 另上平头车身板不能成形,从纸荷重领域,成为周边受拘束形,图6.9半圆锥形挠度分布的样板 和荷重挠 度曲线的例,依据板厚或车身外板的曲率,挠度形态有大的变化,图6.10方筒浅拉伸车身板,加上荷重(P)的挠度量刚性S=P/δE定义,车身板曲率半径或板厚的关系,可是量的求 出,此时板厚的三乘则不能成立,另外,车身板曲率半径越大,抗拉刚性表示越低,以上对张力刚性对板厚的影响和同时车身外板的形状的影响非常大,因之,汽车车身的薄板化对抗拉刚性的 低下车身板曲率半径变更或挠度节的移动控制等在某种程度可得到弥补. 图6.7挠度和从荷重点的挠度节的距离的关系 图6.8荷重挠度曲线和车身板曲率半径的关系 (2)材料特性基本的是弹性变形内的现象.因之对材料屈伏强度或拉伸强度等的强度特性,不 是直接的关系,可是如图6.11所示,实际屈伏强度越低,大曲率两车身板的形状冻结性可提 高,并且可得到曲率半径小的车身板,其结果如图6.12图6.13所示屈伏强度越低,拉伸刚性 越高,给预形状冻结性材料的因素是必要的,杨氏模量和泊松比,要考虑刚性系数 2K=E/(1-V)和拉伸的关系。刚性系数越高，可提高刚性因之杨氏模量大的薄钢板，提高 拉伸刚性，可是薄钢板杨氏模量在现阶段自由控制困难，实用上效果不能期待，可是薄 钢板的杨氏模量（Ｅ）面内有异方性，因之利用这种拉伸刚性高的进行试验，图6.15 所示门车身板的曲率半径小的方向，为使和杨氏量高的方向一臻，可提高拉伸刚性，利 用此结果面的内方向性钢板，表示出提高拉伸刚性的可能性，汽车为了轻量化，探讨一 部分采用铝板的车身外板，可是铝板的杨氏模量和钢板和杨氏模量比约为1/3。因之图 6.16所示拉伸刚性大幅度下降。因之从薄钢板变更铝板时，抗拉刚性成为厚决定上重要 的部件机能。 图6.9挠度分布样本对板厚半径的影响 图6.10抗拉刚性波及板厚的影响(300 mm方筒车身板) 图6.11回 波及钢板强度的影响(半圆锥型底面四方筒成形) 图6.12回弹量和抗拉刚性的关系(曲率半径1600mm的圆筒百四方筒 (半圆锥形)成形品900 图6.13考虑板厚及杨氏模量抗 拉刚性和回弹量的关系 图6.14刚性和抗拉刚性的关系 图6.15杨氏模量的面内点方性波及抗拉刚性的影响 图6.16抗拉刚性波及杨氏模量的效果 6.2.4实物车身板的拉伸性调查例 以前的结果所有都是实验车身板的例,在此以前有关实验部件的实例加以论述。 图6.17为三种门外板车身板的荷重一挠度曲线表示图,车身板DC板厚虽是薄板,而拉伸刚性最强,拉伸刚性表示在车身板形状关系较大，另外车身板DC挠度节设在车身板中分段地停止,考虑节的移动给以拘束的效果,图6.18为门车身外板的拉伸刚性波及板厚效果,板厚薄的拉伸刚性低下,图6.19门外板适用高强度钢板时的拉伸刚性的测定例和软钢板比形状冻结性 不良,因之,拉伸刚性低,高强度钢板时,确保形状冻结性是重要的,这些结果和实验车身和实验车身板的结果很象对应。 图6.17门外板车身的挠度荷重曲线的一例和挠度节的拘束。 图6.18门外板的拉伸刚性波及板厚的影响 图6.19形状冻结性和拉伸刚性(外顶盖板厚0.8 mm的荷重挠度曲线) 6.2.5拉伸刚性提高措施 拉伸刚性波及要用,及共性纳提高对策如图6.20所示 译解:门板 车顶盖 行车箱盖 车身外板曲率,控制挠度节的移动,图象中最亮处线等) 增加板厚(凸面钢板)提高冻结性的提高(低屈伏点钢板)杨氏模量的增加高刚性钢板) 图6.20提向拉伸刚性措施 6.3压痕特性 6.3. 1压痕的概念 压痕现象不管什么原因在车身外板上加上局部的力时除去荷重后,残留凹坑(印痕)的现象,这种凹坑称为压痕,车身中车门等外板用手或指强压下时或者在走行中碰着飞石时会发生压痕,前者称为静的压痕现象,后者称为动的压痕现象,压痕由车 外板的荷重附加点的塑性变形发 生的因之如图6.21所示负荷时应变达到一定大小,荷得后应变残留，发生压痕,压痕演义随着荷重的增加而一同增加(图6.22)增加的方法随着钢板的板厚,强度车身外板形状等而变化,直观的压痕,和拉伸刚性同样的倾向,但是也不一定有同样的倾向这和车身外的挠度举动有关连 复杂变化。 图6.21荷重附加点的负荷时应变和除荷时应变的关系 图6.22荷重和压痕深度的关系 6.3.2压痕试验法 (1) 试验装置 图6.23为静的压痕试验装置的代表例，将车身以固定在定盘上，车身板用压头付加准静的 荷重，负荷的方法板上锤打，用汕压或机械的力进行种种的负荷加压，图6.24为动的压痕试验装置的实例,在固定的车身外板在一定高度将砂(多数用钢求)落下的试验装置是最简便的装置。 图6.23静的压痕试验装置 图6.25为动的压痕试验装置例 此时车身外板垂直固定,用空气管析金属球(本文献用铝球)以图6.24落下法的相比其特征负荷速度显著大. 图6.24动的压痕试验装置(落下法) 图6.25动的压痕试验装置(空气缶法) (2) 压头 压痕是车身外板的塑性变形,对压头形状有大的影响,图6.26为静的压痕中压头的先端部的曲 率半径和压痕深度的关系,轼率半径越大压痕深度越浅,此种倾各对板厚越薄的越显著,另一方面压头的材质对压痕深度有影响,为了模拟手或指软质采用橡胶制压头从图6.27看橡胶制压头时不易发一压痕,和钢制压头比生成压痕荷重大幅度增加。 图6.26压头先端部曲率半径对压痕深度的影响(?300mm圆筒浅拉伸延车身板) 图6.27压头材质的压痕生成荷重波及影响(橡胶压头和钢制压头) (3) 压痕深度的定义 压痕深度如何不定义,不一定要统一,图6.28为半圆锥形车身板的实例,可是由于测定方法不同,绝对有大的变化 C法本来和A法必须有相同值的表示,可是凹坑的发生范围主和测定范围的关连不一定一致， 由于测定法不同而测定值不同,可是在一定荷重下压痕深度作为规格化,曲线的形状相同。 图6.28压痕的深度波及测定法的影响 (4) 耐压痕性的指标 压痕性通常以下列二种方法进行评价： １．一定荷重或一定能的基础上的压痕深度。 ２．为使发生一定深度的压痕必要的荷重 ３．有时荷重或能的大小以后论述 能时的问题由于压痕深度程度不同要注意有不同大的 倾向。 6.3.3静的压痕特性因素 （１）板厚的影响 图６.29所示车身外板的板厚薄时压痕深度增加，因之汽车车体的轻量化，因之薄板化招至 耐压痕性的劣化。 图6.30为耐压痕性的指标为使发生种种关系，图的关系式P=K.tm时希望的板厚表示的m指 标由于形状不同对压痕的深度有大的变化。 （２）屈伏强度的影响 图６.31表示屈伏点的影响，这样在一定的荷重下对压痕深度的评价时低屈伏点的影响在低 屈伏强度侧显著大，可是耐压痕性不是压痕深度用０.１mm压痕生成荷重进行评价和敢 点 之间如图6.32认为是直线关系，压痕生成荷重从屈伏点看是以比例很相对应和图6.33图 6.29静的压痕深度波及厚的影响(?300mm圆筒深拉延车身外板) 图6.30各种车身外板的压痕深度波以厚的影响 图6.31车身外板底部屈伏点和压痕深度的关系(?300mm圆筒浅拉延车身外板) 图6.32 0.1 mm压痕生成荷重波及车身外板的屈伏点的影响(?300mm圆筒浅拉延车身外板) 图6.31车身以底部屈伏点和压痕深度的关系P m=K.tδ式6.2这种关系承认后, m值如图dγ 6.32 0.1 mm压痕生成荷重波及车身外板的屈伏点的影响(?300mm圆筒浅拉延车身外板) 图6.33车身外板比例限和压痕生成荷重的关系 图6.34的压痕性波及和荷量对影响(?300mm四方筒车身外板压头先端半径75 mmR) 图6.35压痕生成荷重和屈伏强度的关系 图6.34不仅表示坏板的屈伏点增加，加工硬化或耐压痕性的提高也是有效果,另外,从图m=K.tδdγ6.35加工后的挠度处理可增加耐压痕性的提高,所谓由于浇伤硬化可提的压痕性,图6.30及式6.2这种关系承认后, m值如前述的车身外板的形状，挠度的状况不同在1-3间进行变化。 图6.32等一般耐压痕性的压痕需要荷重的评价和板厚及屈伏点之间近似式为: P（３）车身外板形状的影响 车身外板曲率半径和0.1mm压痕生成荷重的关系如图6.37 成为耐压痕性对最小曲率半径是 存在的,此种最小值所形成的曲率半径,板厚越薄的越小,汽车车身外板,曲率半径通常仅这最小值比曲率半径大些,可是在此领域曲率半径越大,可以提高耐压痕性,换句话说刚性越高的车身权其耐压痕性将会成为劣化 图6.36烧熔时效提高耐压痕性 图6.37静的压痕特性波及曲率半径的影响 图6.38板厚给与指数波及车身外板曲率的影响(300圆筒车身外板) 图6.38依据车身外板的曲率,不仅耐压痕性变化,也表示出对板厚的依存性的变化,图6.37 考虑耐压痕显著低的形状的地方,板厚的形显著变大。压痕特性对车身外板的挠度举动存在 大的影响，可是车身外板的挠度举动由于挠度的节生成和移动加以考虑可很好说明（图６。 ６） 图6.59所示车身外板的曲率半径大时，挠度节容易移动，压痕生成容易，可是节的移动受 车身周边的影响的控制，也控制压痕的增加，图６.40压痕深度深时,因之耐压痕性可以了解波及板厚的影响小,由于说明荷重增大,挠度的节的移动由于车身外板的周边拘束，形成的 控制状态表示对压痕受板厚的影响小。 图6.41图6.40所述半圆锥型车身外板的直边方向的确认长度缩短,由于长度缩短,耐压痕性提高对板厚的依存变小。 图6.39荷重和挠度节的位置的关系(300圆筒车身外板) 图6.40种种深度的压痕发生荷重和板厚的关系(300圆筒车身外板) 图6.41半圆锥形车身外板的静的压痕特性波及直边长的影响 6.4.4动的压痕特性波及影响因素 (1)板厚对车身以形状的影响图6.42钢球从一定的高度给预一定的能使其落下,表示板厚和压痕深度的关系,板厚的影响越是静的压痕时并不单纯,由于附加能水平,板厚越是厚的车身外板,越容易引起的压痕劣化现象,图6.43为理解前述现象,对能和压痕深度的关系作为详 细的调查,由于车身外板的形状和附加能的水平,板厚的效果用复杂形状表示,此种复杂的关系用整理模示的表示,如图6.44的关系,图中能的大小考虑分三鼐阶段构成,各阶段的特征如下列所示:阶段A附加能的最小领域,挠动节移动少,所难的能大部分用于压痕的生成。 阶段Ｂ：能稍微加大，引起挠度菰移动，能的大部分用于节的移动，即是增加能只能将节向 远方压出，压痕没有大的增加，板厚薄的车身外板方面节的移动容易，这样由于能的消失， 压痕反而减小。 阶段Ｃ：能充分大，将节即是压到车奂外板周边，能的多余部分在剩下领域迪部分可使压痕 的增加。 实际的车身板相应的依据板厚曲率半径能水平等 从三个阶段观查出若干个问题，例如：图 6.43中R300车身外板在阶段A和B,可是R1500车身外板在阶段A和C或平头车奂外板,只能是在阶段C可以观测,此种想法复杂的举动可以统一的理解,静的压痕时同样板厚的影响以t m表示和m,如6.45所看到,除R1500车身外板静的压痕有相同的值。 图6.46给预一定能时的压痕深度，在曲率半径的地方为最小值,因之成为耐压痕的最大值 ,图6.37静的压痕时相反,这些举动和图6.44可理解有相同值的想法. 图6.42动的压痕波及板厚和曲率半径的影响(?300mm圆筒浅拉延车身外板) 图6.42动的压痕中附加能和压痕深度的关系(模式图) 图6.43各种车身以中附加能和压痕深度的关系(?500mm圆筒浅拉延车身外板) 图6.45 0.1 mm压痕生成能和板厚的关系(?300mm圆筒车身板) 图6.46四方筒的曲率半径的压痕深度的影响 (2)屈伏强度的影响 动的压痕时增加车身板的屈伏点提高耐压痕性(图6.47)这种在静的压痕时有同样的倾向 图6.47的压痕深度波及屈伏点的影响(?300mm方筒车身板) 6.3.5实物车身外板的压痕特性调查例 以前所述的结果 所有的都是实验有关的车身板,在此以前实验部件车板有关的实例论述如 下 :图6.48冲压成形后及烧伤硬化后,屈伏点的影响的表示力产实验车身板比车身板形状 复杂,得到同样的倾向。 图6.48耐压痕性波及车身外板强度及烧伤硬化的影响 图6.49车身板中曲率不同AB两部位的耐压痕测定的实例,曲率半径小,并且门把手部位由于落下可以控制节的移动,A点比B点耐压痕性良好,并且表示的板厚的依存性m值小. 图6.50同样进行内测定,此时曲率半径大的B点耐压痕性良好,此结果如图6.37中所述事项表示有相同的倾向. 图6.49门车身外板的压痕的生存荷重波及板厚的影响 图6.50荷重压痕曲线波及车身板曲率半径及屈伏点的影响 6.3.6提高耐压痕性措施 图6.51由于车身板采取薄化,为弥补耐痕性劣化,增加屈伏强度为目的,对此二种关系进行调查 m=K.t.δy式假定成立时m值用实验的车身板因之此关系在实验车身板是否严密的成立还а图6.50荷重压痕曲线波及半径及屈伏点的影响 是不明,可是要考虑大的目标值.耐压痕性影响波及的要因和耐压痕性提高措施如图6.52所P 示. 图6.51耐压痕性为保持一定必要的板厚和车身板的屈伏强度的关系(?300mm圆筒浅拉延车身外板) 图6.52耐压痕性的提高对策 6.4今后的展望 汽车的冲压成形部件,从种种的机能中,在本章外板车身板的拉伸刚性和耐夺痕性,对以前的研究成果加以归纳 拉伸刚性和耐压痕性不管什么时候车身外板表面加上外力时车身外板强度通过以前的一连 的研究对这些特性是可以理解的，可是实际的汽车外板是由几何曲面拼成，另外车身板面上 有种段差等构成形状复杂，另外内板车身板多数用补强材和接合材，因之，受外力的车身板 的曲挠举动更为复杂，从前的研究关于对钢板的板厚和强度的影响在某种程度定量的得到了 知识，可对车身板尺寸，形状有关的还未得到充分的数据，从用模型车身板的半径观点高需 进一步探讨，因之对实际车身板的拉伸（张力）刚性或耐压痕性的举动还未到定量的说明程 度，另外在汽车走行中关于引起的动的现象，应作为今后的课题之一。 最终的归纳这些基础的资料，对拉伸刚性或耐夺痕性，事前预测，在模具设计时能反映出用 在模具制作上是必要的，希望这个方向进行研究。 近年来ＣＡＤ体系应用后，模具设计大幅度采用计算机设计，因此这些体系适用形的数据是 必要的，另外汽车用的材料复合钢板等，开始多方的作为新材料，因之有关这些拉伸刚性或 耐夺痕性的探讨还是必要的。 引用文献１７－３３ 第七章汽车汽车部件压成形的主要技术（其一） P933-P956 P1-P24 表7.18图7.133 1. 前言 2. 加强筋技术 3. 起皱压平技术 4. 润滑技术 5. 最后冲压成形 6. 毛边(余肉) 7. 分段拉伸技术 8. 去毛边的目的 9. 厚板方向的弯曲的影响 10. 今后的展望 译者: 邓庆阁 1995年5 月17日-5月24日 原文P309-P370图7.133表7.1 8 执笔者:西山为格松田株6人 第七章 汽车 部件冲压成形的要素技术 7.1前言 本章汽车部件的冲压成形中,为得到所定的形的产品,采用冲压技术 上和各种办法和其效果,以及其机理和其体的使用例,加以介绍模具设计或试冲,另外在发生不合适的各种问题基础上 的理解,和解决措施以定案所难的线索,个个的要因在前章已述过的部分的数据,作为冲压成形的要素技术加以整理。 ７.2加强筋技术 汽车车身部件等大的尺寸并且复杂形状的冲压成型有,基本是从尺寸形状精度为主加上材料 的适度的张力进行成型有,最一般的附加张力方法在凹模孔周围设有加强筋实施张力附加,当然和防皱压板(摩擦)张力同时并用,可是由于部位别的张力调整必须依存加强筋,加强筋的配置及形状的设计,是模具设计的工作，精加工的调整阶段的重要的检讨项目之一,加强筋在凸线面上不可避免的会产生凸线起皱,放在产品修边模内有防止机能,因之凹模,防皱纹压面会使工作精度缓和是必要的。 ７.2.1加强种类和使用的化分 成形时必要的凸线流入量和其最绝对附加张力,相应的使用种种不同形状的加强筋,表7.1表示 加强筋的代表例,表中的加强筋规定尺寸是日本汽车厂的汽车部件的成形中实际使用的,成形深度大的流入量多的时,使用半圆形状圆加强筋,止动加强筋,三角加强筋等(图7.1)为汽车车身板部件的加强筋的使用实例。 ７.2.2加强筋的附加张力 图7.2所示凸线加强筋通过时,图7.1加强筋的配置例 表7.1加强筋的断面形状 表示译解:圆加强筋单的凸线流入大的拉伸加工,双的凸线流入特别大的拉伸加工,特微:为控制加强筋的摩耗浇肩R大,伴随R增加减少附加张力采用双加强筋弥补,方加强筋:凸线流入少的拉伸或张出(车门板车顶盖等)此圆加强筋附加张力；止动加强筋（阶梯强筋）：凸经流 入的拉伸或张力成形。特征：步留良好同一肩Ｒ高度比方张力拉筋附加少，三角强拉筋：张 出成形（门外板）为控制加强筋的摩耗材料动作先行可以停止。 加强筋流入口肩部，加强筋（最高峰）山部，加强筋出口肩部对连续弯曲反弯曲变形可强制 控制这种变形对拉伸时的必要张力和加强筋部的摩擦抵抗之和成为加强筋附加张力。图7.3凸模行程和加强筋部为发生附加张力的关系图,加强筋附加强力对材料变形达到定常域时,所达所定值,凸模力达到定常时期，无加强筋时比有加强筋后期凸模行程大) 图7.2加强盘通过时的弯曲变形 图7.3平行凸线拉伸的凸模行程和凸模力的关系 平行凸线的引进要的凸模力,对加强筋附加张力的测定,各种要因的加强筋附加张力波及影响 的调查如图所示增加加强筋的高度及减少加强筋浇数及山的圆弧半径,会使加强筋附加张力增加。另外凹模和把持器面的一定的固定起防压方式时,越小附加张力越大, 这使加强筋高度增加，促使加强筋浇肩R部的接触角度的增加，形成弯曲R部的接触角度的增加，形成弯 曲R和工具R抚顺近。 7.2.3下限防皱压制力 防皱压制力不足,坯料把持时的加强筋成形不充分时,不识得不到本来的附加张力,随着凹模和把持器面的间隙上使凸线发生起皱的反力,或通过加强筋时的反力,会使坯料把器浮上来,另外坯料在把持阶段的加强筋成形即是加强筋成形距好,可是防皱压制力不充分时凸线通过 加强筋反力,会使凸线把持器浮上来加强筋的接触。 图7.4平行凸线拉伸力波及加强盘形状的影响 图7.5平行凸线拉伸力波及凹和防皱压板间隔的影响 凸线通过加强筋时的反力加强筋向上压力加强筋壁的倾斜越急坡度大反力大(图7.6)和材料强度成比例的增大(图7.7)图7.8表示加强筋形状别的下限防皱压制力的调查例,方加强筋比圆加强筋,止信加强筋比较,要有大的板压力。 图7.6圆筒拉伸的加强筋形状和加强筋向上压力 图7.7圆筒拉伸的加强筋向上压力波及屈伏点的影响 图7.8加强筋形状和防皱压制力 7.2.4防皱压制力和凸模力的关系 凸模力波及防皱压制力的影响,对加强筋的有无而不同,另外随着加强筋断面形状而有变化,图7.9为平行凸线时表示图,带有加强筋时,伴随着防皱压制力的增加，在凸模力的变化上看 出弯曲点,由于弯曲点防皱压制力减少，而凸模力急激的减少，这使坯料抒持器会浮上来.收缩凸线时,如图7.10所示,这种弯曲点进一步明了出现同时弯曲点以后伴随着防皱压制力的增 加，凸模力的增加率,孔没有加强筋时更大,凸力的增加率,随着加强筋高度越大而越小,如图7.11所示单一加强筋比双加强筋要小,这时伴随着防皱压制力的增加，加强筋向上挤力增加,变大,防皱压制力消失掉。 图7.9加强筋附加平行凸线压制力和凸模力的关系 图7.10防皱压制力对凸模力产变化波及拉伸加强筋高度的影响 图7.11由于防皱压制力对凸模力的变化及拉伸加强筋列数的影响 7.2.5成形性波及加强筋的影响 (1) 方筒拉伸的破裂形 方筒窗口无加强筋拉伸时,坯料的角部切削越大知道容易产生壁裂纹,但是在直边部使用加强 筋时,产生凸模肩裂代替裂这样坯料的切削采用的大的是有利的(图7.12)无加强筋产生壁裂时,在直边部适切的配置加强筋,可防止破裂.由于直边部加强筋的有无,角部切削坯料的金属流程如图7.13产生不同情况,无加强筋,直边部的凸线由于容易流动，因之解剖 凸线流入产生裂状况，一方面由于加强筋向直边部 凸线流入可以控制,直边部和角部的变形是独立的,由于无加强筋向角部直接流入。因之带有加强筋的破裂,由于角部凸线的流入抵抗,而使凸模肩破裂,凸线的角部切削,减少凸线在积受力措施. 图7.13方筒拉延的金属流程波及加强筋的影响 图7.12方筒拉伸的凸线形状和破裂形的关系波及加强筋的影响 (2) 角锥形拉伸对极限深度的影响(图7.14) 直边部的驾驶筋,可直线部拉伸壁提高平面性,另外角锥拉伸对角壁本身起皱中有效果 ,同一防皱压制力可增加起皱发生极限深度。但是容易发生角部凸模肩破裂,结果不发生破裂和本体起皱.成形可能极限成形深度不同为加强筋的有无而是一定的. (3) 拉伸深度急变部的多余材料防止效果(图7.15图7.16) 油箱似的拉伸深度是急变的部件深底部的凸线的流入拉进去，在浅底部产生过剩流入，成为 多余材料不良.为了控制在局部设有加强筋,可减少付随流入的材料,加强筋位置几乎相同,加强筋侧面的投影面模是控制凸线流入效果尺度之这一。 图7.14角锥拉伸极限波及加强筋的影响 图7.15油箱成形的多余材料板厚增加现象 (4) 变形状态的控制 由于加强筋的附加张力的影响,直接接受部位的板厚减少,和无加强筋时比,一般的增加，可是由于部位的附加张力的变形状态的变化,有时,可以控制板厚减少，图7.17为其一例.由于加强筋减薄可以大,可是口部由于加强筋近于平面应变状态,由于变形抵抗的增大,可控制板厚减薄。 （５）由于卷边（轧波纹）对于抗扩的效果（图7.18图７.19） 大平面形状部件的形状不良(回弹和其结果的拉伸力不够)对加强筋的效果是大的,谁都知道的,加强筋是车身外板面改善的要因,凸模成形时的加强筋的附加 以外,坯料保持有预抗拉效果.轧波纹的拉伸力.如图7.18所示,加强筋行成中进行轧波纹张出拉伸变形量微小可是有时 从应力看屈伏点达到30%前后,凸模成型的最初阶段可使车身外板全面屈伏。 图7.16加强筋尺寸对材料变厚的变化 设计加强筋时,工作联合会要按高强度设定，在模具试调阶段看成型有状况进行切削修,并且张力调整，要从凹模和坯料把持器间的面压调整和加强筋形状调整的组合起来进行,今后的课题必要的附加和力的定量化,在模具设计阶段,要提高加强筋形状的完成度。并且在张力附 加中附随的各种机能，纳入加强筋设计基础的确立中来。 图7.17由于加强盘对变形状态的变化例 图7.18轧波纹对张力的产生 图7.19单轴拉轧波纹时发生的应变 7.3防皱压制技术 7.3.1防皱压制的作用 模具中防皱压制意义大的可分为两个方面。一个是冲压技术必要的附加拉伸力，控制材料的 流入，或单纯的从圆筒拉伸看到的是凸线起皱控制等力的控制。另一个是在成形过程中，裂 纹面应变等不适当为使在模具型腔内发生，装入坯料时对板料形状作出形状控制。 近年来为提高材料利用率，提高生产性（高速化和模具修理工时的减少或使用强度钢板，表 面处理钢板的扩大需要基础上，后者对防皱压制力的非常活跃。 7.3.2防皱压制力的特性 (1) 移动冲压的特性 图7.20的后挡泥板的成形中的移动冲压特性图7.22的表示图在成型的行程中其外滑动的荷重进行变化不一样,外滑动的调整和防起皱压制荷重的关系例如图7.21所示.另外由于内荷重对外荷重的低下受到影响(图7.23) 图7.20供试后挡泥板外观 图7.21外部设定和荷重关系例 图7.22成形中的外荷重特性例 图7.23移动冲压内荷重加外荷重低下例 (2) 单动冲压特性 图7.24图7,25例为尾部定位板内部采用单动油压缓冲成形时,防皱压荷重特性表示图,由于单 动冲压缓冲成形中,由于成形速度对防皱压制荷重特性有大的不同。实际成形中的滑入量和 期间的防皱压制力的实态，如图7.26所示 图7.24成形中的缓冲压的变动(高速时) 图7.25成形中缓冲压的变动(低速时) 图7.27缓冲成形中的破裂波及成形速度的影响例 图7.26滑动量和起皱压力的例 7.3.3防皱压制的破裂和对起皱压力的影响 第七章 (其二)P957-P985 P25-P54 (原文P322-P342) 汽车部件冲压成形的要素技术 (1) 单动冲压缓站成形中的破裂,如前节所述冲压机械特性,通过成形过程中并不是一样,图7.29为成形冲压的特性和成形方法的影响的实例,单动冲压缓站成形的成形速度的影响,表示盛开有可能范围。 (2) 按型成形中的破裂起 按型成形（成形的概况如图7.28实验模具如图7.29所示起皱发生的状况如图7.30所示,防皱压制力的影响如图7.31为起皱和破裂的领域的表示图。 (3)防皱压制力的影响的实际例 防皱压制力的影响的实际例为前挡泥板的起皱和防皱压制力是如何的变化，另外在同一材料 进行表面处理的变化和磨擦系数有什么关系，有什么样的影响进行的调查。 图7.28按型成形实验 图7.29按型成形实验的模具形状 图7.30按型成形中凸模向材料的磨合起皱的关系 图7.31按型成形实验中拘束条件和起皱破裂的关系 表7.2为供试材料的各种表面处理钢板和其机械特性值图案.32为其磨擦系数,图7.33为对象品前挡泥板的起皱发生状况的概观图。图7.34为发生起皱部分形状图(前照灯部分)发生的起皱如图示那样分别如起皱?和起皱?。 表7.2供试材(t=0.7mm) o 图7.32各种表面的磨擦特性 图7.33前挡泥板的起皱(上部)发生状况 图7.34前挡泥板的起皱(前部)发生状况 图7.35前挡泥板的起皱测定结果 图7.35和图7.36为起皱波及防皱压制的影响的实验结果表示图,图案.37为防皱压制的效果,以起皱破裂归纳的领域图。这些防起皱效果是对材料拘束和平衡得到的，因之图7。38为各部的流入量和其平衡所波及皱压制的调查数语表示图 图7。36前挡泥板的起皱的测定结果 图7.37前挡泥板成形中磨擦系数和成形可能范围 图案.39保险杠成形品断面图 图7.40保险杠模具概略图 图7.42保险杠成形中拘束凸线和尺寸精度的对应 图7.43帽形成形凸线拘束度对例壁皱曲的变化 图7.41为保险杠成形中宽度尺寸精度波及防皱压制的影响调查实例。图7.39图7.40及表 7.3为模具和成形品断面及供试材，同样图7.42为帽型成形中宽度尺寸精度及防皱压制力 的关系的实验。为使防皱压制压单纯增加，尺寸精度提高是不可期待的。 图7.43为帽形断面成形中尺寸变化及壁翘曲和防皱压制的关系，在此假设增加防皱压制， 对尺寸精度无影响，宁可使用立壁翘曲有变大的倾向。 一般情况防皱压制大的时，认为对尺寸精度是有效的，可是并不是以加压力就行。 图7.41保险杠成形中防皱压制和宽度变化量 7.3.5防皱压制面和成形性 (1)防皱压制面和磨合性 图7.44所示为圆筒凹模表面的门外侧的坯料安放时形状调查资料,对防皱压制面的磨合性的调查.坯料安置时的形状对防皱压料压力大小几乎无关(图7.46)材料越高屈伏点附加凹模面形状可了解磨合越好(表7.4)图7.45 图7.44门外板概略图 (2)防皱压制面和起皱 用平面和圆筒组合凹模面的实验型,主要是由于弯曲对坯料安置时的形状的调查,供试材如 表7.5所示,组合模型的诸尺寸如图7.47所示。 材料影响的实验结果，图7。48中方向断面剖面图图7。49为横方向的断面到面图的表示图，由于这样弯曲坯料安置，软质材料凹模表面形状磨合容易，并且从横断面看，在中央材料容 易得到理想凹模形状嵩强度材产生，座缝弯曲，成形形状的影响调查行李箱盖模型的实验结 果图7。51缝断面剖面，横断面剖面测定结果如图7。52所示，主跨度短时，坯料安置时的板材形状凹模面形状容易磨合，弯曲中心前后的偏心的凹模表面，板料弯曲和反回力形成的 动作形状，将这些归纳起来如图7。53所示 表7.4供试材的材料特性值 图7.45门外板的断面剖面图 图7.48缝断面剖面图(中央) 图7.49横断面剖面 图7.46门外板断面剖面图 图7.47防皱压制模型实验模具尺寸诸值 表7.5供试材的机械性质 图7.50缝断面剖面图(行李箱盖模型) 图7.51缝断面剖面图(挡泥板模型) 图7.52横断面剖面图 图7.55防皱压制板形状模型实验结果 (3)防皱压制和面应变 图7.54图7.55表7.6为凹模表面形状和凸模形状的组合在成形途中使其变化 发生面应变高度和防皱压制面的关系调查结果,从此,凸模式板材上同时全面接触表示最好状态,如果不是这样,凸模和板材到全面接触,凸模行程(接触差)越大,面应变越大,另外到全面接触表示面应变成长反过来说,板材和凸柳暗花明接触意味着面应变进入吸收过程。 7.3.6防皱压制面和生产技术 (1)作为生产技术的防皱压制面显著的日本汽车车身工业发展中,这从车身成形方面看时,高 生产性大家都是一致的看法,从说来以深拉伸为主体的成形,向以张出为主体的样式发展, 以浅拉延成形行程小)向高速化,减少粘屑,提高工作效率,提高材料利用率,因之,要实现 这些关键,首先是有关防皱压制面技术的问题。 表7.6凸模和凹模表面形状组合模式图 图7.54角部接触塞和最大应变时行程的关系 图7.55角部接触塞 和最大面应变高度的关系’ (2)凹模表面成形中波及的影响 从图7.56-图7.63为设想的挡泥板用同一凸模适用三种不同的凹模面时的观看板材料的成 形举动。从此关于破裂在初期进量大的C形有利的（图7。58）最大厚度多余量对防皱压板没有很大关系，越是软质材料越大，可是关于起皱吸收，防皱压板效果是大的（图7.59图 7.60）另外关于起皱吸收越是长方向接触差小的要消除起皱,必要凸模行程短(图7.61)这种 凸模起皱的了生机理如图7.62图7.63所示到材料流入开始的凹模型腔内所说明不均一的流 动。 图7.56进行实验的三种形式的成形形状 图7.57初期时进入量和接触差 图7.58三种形式中破裂防皱夺压制力和材料特性的关系 图7.59最大的厚度多余量和防皱压板力的关系 图7.60消去起皱必要的凸模行程和防皱压板力 图7.61长方向接触和磨合曲线 图7.62凸模底发生起皱机理 表7.7三种形式初期拿进量接触差必要板料重量 图7.63成形途中的凸模底起皱和材料举动 (3)凹模面和成形深度 图7.64实际挡泥板中由从来的深拉伸形,向浅拉伸形的凹模面变更以达到高生产性的实例。 (4)凹模面和变形举动 由于深拉伸和浅拉伸的凹模面的差,凸模的接触面积变化,变形构成图,如图7.66图7.67所示。 图7.64二种类凹模面形状的前挡泥板 图 7.65二种类的凹模面的靡合线图和材料移动 表7.8从深拉伸形向浅拉伸形的变更提高生产性 图8.67变形构成图的分类 图7.66防皱压面不同时磨合线图凸模接触图变形构成(挡泥板) 具有重要意义的凹模表面表面的形状,使用计算机在事前开始要作良否的报告,其例如图7.68-图7.72坯料下去的形状,凸模和板的接触状态、断面线长变化等要进行计算，以其结果 为基础，决定凹模面的形状。 图7.68坯料装料时板挠度形状 图7.69凸模接触状态图 表7.9冲压成形不合适时和CAD解析手段 图7.70平均断面线长变化率 图7.71面应变的凸模接触状态图的适用例 图7.72面应变的平均断面线长变化率的适用例 (5) 凹模面的实际例(日本各汽车厂的凹模表面) 图7.73-图7.77为日本各汽车的防皱压制面形状模型化的分类和部件的对应的调查,根据部件几乎决定防皱压制面形状的表示,这样将来促使防皱压制面的化的可能,也表示CAD/CAM对应的可能。 关于防皱压制面的宣的研究，另外时间还很浅，可是将来向CAD/CAM化各汽车共同的用须大的精力继续的研究，这化防皱压制面合理的设定，将是成形作为评价法的最终的目的， 今后要下最大的精力投入这项工作中作中。 图7.73凹模表面分类 图7.74凹模表面分类 代表部件评解前挡泥板,后挡泥板车顶盖平面和圆锥组合 图7.75凹模表面分类 译解:代表部件后门外侧行李箱盖后门内侧 图7.76凹模表面的分类 译解:代表部件例保险杠表面门内板 图7.77凹模表面的分类 译解:代表部件例门内板前挡泥板车顶盖了动机罩轮胎 () 7.4润滑技术 不限于薄板冲压加工,金属材料塑性加工中,工具(模具)和被加工材料的界面控制动作摩擦力,既是润滑技术,它是左右加工成否重要素技术之一。本节对薄板冲压加工中的磨擦状态和 润滑剂作用概说同时，就各种成形要素和对润滑的影响（效果）加以论述。另外近年来特别 使用量增加的表面处理钢板的特点润滑（滑动）性，进一步为提高润滑性开发固体润滑钢板 的实际冲压使用例介绍如下： 7.4.1润滑的目的 薄钢板的冲压加工技术润滑目的其机能点大别有以下两点 1.模具和被加工材伴随着相对滑动,摩擦力的控制(最适化) 2.模具和被加工材间为使可在油膜,改善界面接触状态 前者主要起作用的根据部分分为凹模表面上和凹模型腔内(凸模面)图7.78从平面形状的坯 料成形为立体部件时,表示某种断面中线长的变化举动,大家熟知成形品的线长，从凹模表面的材料的流入分和凹模型腔内张出分作成。部件形状决定时，两者之间所定关系成立，从凹 模面的材料流入分啬，和凹模型腔内张出分减少，相反形成材料流入分减少，相反形成材料 流入分养活和张出分增加的关系。 凹模表面上主要润滑作用是这些材料流入量和张出量的平衡，防皱压制力或加强筋等的凹模 表面技术组合起来，成为最适化的模具。一般凹模表面上实施良好润滑，可使摩擦力下降， 材料流入增大，对防止破裂是有利的，可是凸线自身动作张力弱，容易发生起皱，另外型腔 内动作张力弱，容易发生回弹，面应变等不良现象，凹模型腔内的主要润滑作用是凸模面和 被加工材的应变的分布的均一化，提高盛开有限，可是凸模肩部等的成形荷重负担部分，相 反由于摩擦抵抗减少，有时容易引起破裂。第二，项目的界面接触状态的改善模具的粘屑， 或表面处理钢板的镀层皮膜剥离等的成形品的表面损伤或者模具自身的摩耗等的防止是主 要目的。这些不良，会使模具和被加工材金属接触，引起凝着，这种凝着金属粉形成刃口削 瘤，会使成形品或工具表面损伤。 另外使用润滑油目的，减轻成形加工力，防止模具的发热（冷却）工程间防锈等。 以上事项，冲压成形加工中，润滑油使用是不可缺的，可是由于对象不良现象，使用良好的 润滑油，不一定产生好的结果，另外一般的越是良好的润滑油是高粘度油，适用这样的油， 会使作业环境恶化，增大异物附着，容易引起后工程的溶接或脱脂洗净和问题。 因之汽车部件成形时，对高强度钢板或厚钢材及特别深拉伸品除外，一般的钢板制造时涂布 的防锈油那样，或者车身外板等在清洗线上通过清洗油那样进行冲压加工时较多。 7.4.2薄板冲压加工的摩擦状态 图7.79在某种面压力负荷下,相对的滑动运动,模具和被加工材的界面的接触状况,用Bowden模型表示,图7.79(a)在接触面上加的面压力比较小,模具和被加工材之间有微米以 上润滑膜可以完全隔断,此时称谓流体润滑状态,摩擦系数只是由润滑剂的粘性的抵抗规定,一般显著小。 对此图7.79(b)面压力再提高,模具和被加工材的微小突起部有分子程度的吸着分子膜介于 中间只稍断离开,这样膜通过局部的金属接触产生时,叫作境界润滑状态。 此时润滑膜不能作为流体处理，摩擦系数，受润滑剂和金属化学的性所支配，比流体润滑时 摩擦系数大因之在这种境界润滑条件下被加工格和模具金属接触，促使被加工材的模具 面上的凝着（烧伤，粘屑）或者容易引起模具摩耗。 通常冲压成形加工，对这些流体润滑和境界润滑按一定比例混合状态下使用，因之，其混合 比例不仅是润滑剂的油膜强度（耐压强度）根据其他加工条件而不同。其线相如图7.80的Striebeck曲线所示,即润滑油粘度越小,加工速度越小,另外面压力越高境界润滑所占比例 越大。 图7.78由于润滑张出度材料流入度以变化 图7.79境界润滑和流体润滑 图7.80润滑领域的Striebeck曲线 7.4.3冲压加工用润滑油的种类和特征 冲压加工用润滑油油性形式,分为油性水溶性形,干燥皮膜形,高分子薄膜形的四种形,其主要用途和特征如表7.10所示 另外表7.11-表7.13前三种为示上皱类的润滑油特性的一例的表示 加工油要求的特性,本来的目的滑动性(摩擦系数)及防止金属接触(耐压荷重)的以外对被加工材的适合性(锈腐蚀变色)或使用性(粘度加工后的脱脂性)等必须考虑。 通常冲压加工油以油腔滑调作为基油，可是单独基油这些全部特性不能满足，因之，为了补 充新的附加特性，要加入油性剂，极压剂，防锈剂等的流加剂，油性剂具有称呼的高级脂肪 酸，高级酒精，金属肥皂等的极性基，因之这种极性基为使金属表面吸着形成强固的润滑膜， 提高滑动性的企图。 另外同一系统的油时粘度和摩擦系数上间如图7。81所示粘度越高，而（二硫化钼例）缺点： 1.脱脂性恶劣2.溶接性恶劣3.有时堆积模具上面4.后值高 塑料薄膜形式:1聚乙稀 用途:用不锈钢要求美观的拉延,汽车的保险杠装饰部件浴槽流台等) 特征优点:1.润滑性表面保护极好感.材料厂多数施行皮膜涂看在拉延时不要润滑剂涂布工 序 缺点:1.薄膜剥离困难2.废却处理困难3.除去前不能容接待站.价格高 表7.11普通钢板用市贩卖的冲压油的性状例 铜铝的拉延 铜不锈钢的拉延 一部铜合金的深拉延特别长期保管必要的钢板的拉延加工 均可使用2.选择最适的添加剂深拉延加工可用3.附有防锈性4.价值浅. 缺点:要求高粘度油脱脂性作业性不良2.由于温度可使粘度变化,因之润滑性能变化,在高速生产时由于发热有时使作业不稳定 水溶性润滑油:形式1.乳化液部分 用途:不锈钢深拉延不要求外观美的钢板的拉延 长所(优点)水的希积倍率可变化,从轻度加工到难度加工可广泛适用冷却性高高速生产可用 缺点:1.防锈性劣势2.痕迹处理困难3.残存固形充填剂 固体:干性润滑薄膜形式1.方法2.金属肥皂3.二流化钼 3.石墨:5.聚合物6.化成皮膜 4.用途:极难加工时不锈钢的摘自(汽车保险杠车身部件等) 特征优点:1.润滑性高耐粘屑性表面保护效果好2.防锈性优越摩擦系数越低的关系,可是如图7.82所示动植物油和矿物油不同种类之间,不一定上述关系成立 表7.10冲压加工用润滑剂的种类和特征 译解:液态液体形式1.矿油+油性剂2.矿油+油性剂+极压添加剂3.拉延间防锈油 用途:非铁金属 表7.12市贩卖的水溶性冲压工程油的性状例 表7.13市贩卖的溶剂干燥形冲压工作油的性状例 图7.81境界摩擦系数和粘度的关系 图7.82境界摩擦系数关系 7.4.4润滑的效果 (1)深拉伸成形极限 深拉抻成形极限,波及润滑的效果,可分为凹模面的润滑和凸模面的润滑来考虑,容易理解, 即深拉伸抵抗和凸模肩部破裂抵抗大小关系所决定 F1>F2(成形可能)F1