精密塑性成形加工-kuasedutw.PDFVIP

精密塑性成形加工 板金成形 連續沖模 精密鍛造 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 1 板金成形 汽車與電子產業常大量使用板金成形的零件， 板金成形又稱為衝壓加工或衝床成形 汽車板金成形的生產線需結合素材剪裁、彎 曲、引伸、張伸、衝切、剪緣等製程，而不同 製程往往需要不同的模具。 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 2 變形模式 可大致歸納為引伸、張伸 與彎曲 引伸變形發生在凸緣部份 此部份之材料在徑向被拉 長，在環向被擠壓，而材 料厚度大致不變。 張伸變形通常被用來描述 兩軸向同時受到拉伸應力 作用 平面應變張伸時僅一軸向 被拉長，而另一軸向長度 維持不變，因為材料體積 不變，故平面應變張伸時 材料會變薄。 彎曲變形發生在模具轉角 處，彎曲是典型平面應變 張伸。 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 3 避免張伸成形發生破裂之材料選用 板金成形製程一開始，材料因變形而強化，因 此應變量會轉移到其他強度較弱之處，而這過 程會持續發生，直到材料耗盡應變硬化之能 力，局部變薄因而發生。 材料應變硬化之特徵可用真應力-真應變關係來 表示 σ Kεn 其中σ為真應力 K為材料常數 ε為真應變 n為應變硬化指數 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 4 真應力-真應變關係 典型的真應力-真應變關係，如果以自然對數來 表示，則其斜率即為n值(應變硬化指數) 。 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 5 材料之n值越高，則其承受張伸變形之能力越好 (亦即應變分佈越均勻，材料較不易頸縮) 。 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 6 前圖示n值在一系列張伸變形中所造成之影響，試驗過 程係採用半球型衝頭，對三種同厚度不同材質之金屬 板，張伸至頂部位移量79mm為止 由圖可知n值越高，則圓頂中心之應變量越低，因更多 之變形量轉至半球型之其他部份所致。 以下列出幾種常見材料之n值： 肥粒鐵不銹鋼 n=0.18-0.20 軟鋼 n=0.22-0.23 沃斯田鐵不銹鋼 n=0.48-0.54 銅合金 n=0.48-0.50 鋁合金 n=0.15-0.24 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 7 避免引伸成形發生破裂之材料選用 張伸(stretching)成形需要延性材料具有良好的應變硬化 性質，而引伸(drawing)成形需要材料具有良好的正向異 向性，亦即在厚度方向有較強的抵抗變薄的特性。 異向性指標R定義為材料在平面寬度方向之應變量與厚 度方向之應變量之比值 國立高雄應用科技大學機械工程系許光城副教授 8 R值越大代表材料具有較佳引伸能力，即材料在變形時 其寬度應變量(ε )比厚度