TC1Mδ1.5mm钛板圆孔冷翻边极限与翘曲变形的研究(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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Fig.3 Cracks on the fractured lip of hole-flanging specimen

2.4 试验过程中的现象

（1）突缘底部平面翘曲

图4为翻边成形卸载后试件的形状变化示意图，其中h为翻边试件底平面的翘曲高度，h1为口部向下翘曲高度，a为试件口部内孔椭圆短轴尺寸，b为长轴尺寸。翻边试件的底平面以及口部都发生了一定程度的翘曲，而对常见金属板材翻边成形后的突缘底部以及口部应为平面，不存在任何翘曲。对底孔为Φ26.0mm的极限翻边试件测量出的卸载后形状变化相关尺寸列于表1。

图4 翻边试件卸载后形状变化示意图
Fig.4 Schematic illustration of the finished shape after unloading

表1 翻边试件形状变化相关尺寸列表

（2）翻边孔口部椭圆化和收缩

根据对试件的测量可知，翻边卸载后的口部由圆形变为椭圆，短轴沿板料的轧制方向。并且长轴和短轴都小于翻边凸模的外径尺寸Φ40.0mm，内孔在完全卸载后发生了明显的口部向内收缩。

（3）唇口边缘形成明显的高度差

由表1中的h1可见，翻边试件唇口的上边缘各点与测量的基准水平面之间的高度值是有明显差异的，即在在翻边孔口部椭圆化和收缩的同时还使得唇口上边缘各点不再处于同一水平面。并且测量的数据表明在高点处的材料变薄最为严重，破裂试件的开裂也都是发生在高点位置上。

以上三方面的形状变化都促使翻边制件表现出明显的翘曲，使试件不再保持轴对称形状。

3 翻边件翘曲的原因分析

翻边成形卸载后所出现的翘曲、椭圆化和口部收缩的原因主要有以下几个方面：

（1）由于轧制板材时晶粒变形的择优取向，即使高度对称的立方晶格的板料也会带有各向异性的性质。而钛板为密排六方晶格，有极为明显的轧制织构倾向，各向异性更为显著，面内各向异性所引起的变形和卸载回弹不均匀是造成突缘底平面翘曲、唇口边缘形成明显的高度差的直接因素；

（2）室温下钛板的抗拉强度与屈服强度比较接近，屈强比高，因此塑性变形范围十分窄小，同时弹性模量及其与屈服强度的比值E/σ0.2值也比较小，因而卸载时回弹量较大，这也是造成口部收缩的根本原因和突缘底部平面翘曲的必要条件之一；

（3）钛合金板材抵抗压缩性失稳能力差，这也是造成突缘底部平面翘曲和口部椭圆化的另一个重要因素。

4 结论

通过上述圆孔翻边试验研究，可得出以下结论：

（1）TC1Mδ1.5钛板翻边成形卸载后会发生突缘平面翘曲、椭圆化和口部收缩等现象，大回弹所引起的形状变化比其它材料更趋于复杂[4]；

（2）形状翘曲现象是TC1M材料突出的各向异性、大回弹以及抵抗压缩性失稳能力低等诸多因素综合作用的结果；

（3）与TC1Mδ0.8和TC2Mδ0.8的钛合金薄板相比，TC1Mδ1.5的翻边制件所发生的形状翘曲特征比较相似，但形状非轴对称化程度与前两种板料相比小了许多[5][6]。

参考文献
[1]理有亲，林兆荣等. 钛板冲压成形技术[M].北京：国防工业出版社，1982：53～54
[2] 梁炳文，陈孝戴等. 板金成形性能.北京：机械工业出版社，1999
[3] HB6140.7-87，中华人民共和国航空工业部部标准金属薄板成形性试验方法-扩孔试验[S].
[4] You-Min Huang，Kuo-Hsiung Chien. The formability of the hole-flanging process[J]，J. Mater. Process. Technol. 2001，117(1):43-51
[5] ЧжуанЛинюнъ, ЧуйЦзянъчжун, ЦуйСюй.
Анализированиеявлениядисторсииподрубкикруглой
дырыизпластинытитанидаТС1М[J], Естественные и
технические науки, 2004(5): 133-136
[6] 张凌云，崔建忠等. TC1M钛合金薄板圆孔翻边试验特异现象的分析[J]. 沈阳航空工业学院学报，2004，21(3):4～6 (

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