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金屬板材成型工藝及模具在航空航天、汽車運輸、電子電器、儀表家電、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著廣泛的應用,是材料成型及控制工程專業(yè)的發(fā)展方向之一。了解和掌握板材的成型性能測試和實驗方法,對解決板材成型工藝、模具設(shè)計和設(shè)備選擇具有十分重要的意義。
國標GB15825推薦規(guī)范到3mm薄板,金屬板材成型性能綜合實驗,內(nèi)含“杯凸拉伸位移應變曲線實驗、圓筒形件拉深、圓錐形件拉深、錐杯復合成型、充液拉深”等5個子實驗,涵蓋了金屬板材的材料性能、本構(gòu)關(guān)系、簡單脹形性能、簡單拉深性能以及復合脹形-拉深成型性能,既能全面反映金屬板材的成型性能、流動規(guī)律,也能反映金屬板材成型時的起皺、破裂等缺陷,還能反映通過調(diào)節(jié)壓邊力大小等參數(shù)來控制金屬板材的綜合流動規(guī)律。從而可使了解金屬板材的成型性能,預測成型缺陷,掌握測試和實驗方法,進而能夠掌握和設(shè)計金屬板材成型工藝,并用于指導模具設(shè)計和設(shè)備選擇。本綜合實驗將能有效鍛煉學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力,激發(fā)學生的學習興趣和探究學科理論的熱情。今邦自動化的EC系列板材成形試驗機通過掛載不同的模具很方便實現(xiàn)下列試驗,且zui大可以做到10mm板材拉伸試驗,其間可以隨時調(diào)整壓邊力,用常規(guī)高碳鋼或者鋁合金材料拉伸出復雜曲面
1. 杯凸拉伸位移應變曲線實驗:
杯凸拉伸位移應變曲線是zui基本的材料性能,它反映材料的zui大拉伸強度和應變極限,為開展進一步的板材成型實驗奠定基礎(chǔ)。
2. 沖杯拉深實驗:
主要反映和測量金屬板材的基本成型性能之二——拉深成型性能,使學生了解和掌握板材拉深的基本規(guī)律。
3. 錐杯拉深實驗:
主要反映和測量金屬板材的復合成型性能——拉深和脹形復合,既可出現(xiàn)外皺和內(nèi)皺,也會出現(xiàn)破裂缺陷,加深學生對復雜成型性能的理解。
4. 錐杯復合成型實驗:
是國家標準推薦的標準的復合成型性能實驗之二——拉深和脹形復合成型,反映和測量金屬板材的拉深和脹形的復合成型性能,進一步加深學生對復雜成型性能和規(guī)律的理解。
5. 充液拉深實驗:
本實驗在前述實驗的基礎(chǔ)上,進一步采用高壓液體代替常規(guī)成型凸模,配合常規(guī)成型凹模,通過控制器調(diào)節(jié)壓邊圈壓邊力的大小,來獲得滿足成型質(zhì)量的復雜形狀零件,反映了金屬板材在多種變形、多向流動的復雜變形工況下的成型性能;引導學生學習通過多種控制手段和技術(shù)來掌控金屬板材的復雜成型流動,進而獲得滿足實際生產(chǎn)需求的高質(zhì)量復雜沖壓制件。
通過上述板材成型性能綜合實驗,使學生掌握金屬板材的真實應力應變曲線、本構(gòu)關(guān)系、脹形性能、拉深性能、脹形-拉深復合成型性能、以充液拉深為代表的復雜成型方法,理解起皺、破裂等板材成型缺陷,更好地理解理論知識,掌握國家標準測試方法、掌握板材簡單成型工藝和復合成型工藝,進而能夠?qū)W會制定板材成型工藝,進行模具設(shè)計,并學會選擇成型設(shè)備。
金屬板材成型工藝及模具在航空航天、汽車運輸、電子電器、儀表家電、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著廣泛的應用,是材料成型及控制工程專業(yè)的發(fā)展方向之一。了解和掌握板材的成型性能測試和實驗方法,對解決板材成型工藝、模具設(shè)計和設(shè)備選擇具有十分重要的意義。
國標GB15825推薦規(guī)范到3mm薄板,金屬板材成型性能綜合實驗,內(nèi)含“杯凸拉伸位移應變曲線實驗、圓筒形件拉深、圓錐形件拉深、錐杯復合成型、充液拉深”等5個子實驗,涵蓋了金屬板材的材料性能、本構(gòu)關(guān)系、簡單脹形性能、簡單拉深性能以及復合脹形-拉深成型性能,既能全面反映金屬板材的成型性能、流動規(guī)律,也能反映金屬板材成型時的起皺、破裂等缺陷,還能反映通過調(diào)節(jié)壓邊力大小等參數(shù)來控制金屬板材的綜合流動規(guī)律。從而可使了解金屬板材的成型性能,預測成型缺陷,掌握測試和實驗方法,進而能夠掌握和設(shè)計金屬板材成型工藝,并用于指導模具設(shè)計和設(shè)備選擇。本綜合實驗將能有效鍛煉學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力,激發(fā)學生的學習興趣和探究學科理論的熱情。今邦自動化的EC系列板材成形試驗機通過掛載不同的模具很方便實現(xiàn)下列試驗,且zui大可以做到10mm板材拉伸試驗,其間可以隨時調(diào)整壓邊力,用常規(guī)高碳鋼或者鋁合金材料拉伸出復雜曲面
1. 杯凸拉伸位移應變曲線實驗:
杯凸拉伸位移應變曲線是zui基本的材料性能,它反映材料的zui大拉伸強度和應變極限,為開展進一步的板材成型實驗奠定基礎(chǔ)。
2. 沖杯拉深實驗:
主要反映和測量金屬板材的基本成型性能之二——拉深成型性能,使學生了解和掌握板材拉深的基本規(guī)律。
3. 錐杯拉深實驗:
主要反映和測量金屬板材的復合成型性能——拉深和脹形復合,既可出現(xiàn)外皺和內(nèi)皺,也會出現(xiàn)破裂缺陷,加深學生對復雜成型性能的理解。
4. 錐杯復合成型實驗:
是國家標準推薦的標準的復合成型性能實驗之二——拉深和脹形復合成型,反映和測量金屬板材的拉深和脹形的復合成型性能,進一步加深學生對復雜成型性能和規(guī)律的理解。
5. 充液拉深實驗:
本實驗在前述實驗的基礎(chǔ)上,進一步采用高壓液體代替常規(guī)成型凸模,配合常規(guī)成型凹模,通過控制器調(diào)節(jié)壓邊圈壓邊力的大小,來獲得滿足成型質(zhì)量的復雜形狀零件,反映了金屬板材在多種變形、多向流動的復雜變形工況下的成型性能;引導學生學習通過多種控制手段和技術(shù)來掌控金屬板材的復雜成型流動,進而獲得滿足實際生產(chǎn)需求的高質(zhì)量復雜沖壓制件。
通過上述板材成型性能綜合實驗,使學生掌握金屬板材的真實應力應變曲線、本構(gòu)關(guān)系、脹形性能、拉深性能、脹形-拉深復合成型性能、以充液拉深為代表的復雜成型方法,理解起皺、破裂等板材成型缺陷,更好地理解理論知識,掌握國家標準測試方法、掌握板材簡單成型工藝和復合成型工藝,進而能夠?qū)W會制定板材成型工藝,進行模具設(shè)計,并學會選擇成型設(shè)備。