7.2 拉伸成形起皱机理
起皱是大型钣金零件冲压成形中的主要成形缺陷之一,严重制约着零件成形质量。根据外力的不同可将起皱分为压应力起皱、不均匀拉应力起皱、剪应力起皱及面内弯曲起皱四种基本类型[157],分类图如图7.1所示。
针对压应力起皱的研究最早,其典型代表是拉深圆筒件时的法兰起皱,成形时法兰区为变形区,其应力状态为径向拉应力和周向压应力,当周向压应力达到某一临界值时法兰便发生失稳起皱。在后续的不断研究中,发现虽然皱纹是由与皱纹方向垂直的压应力所导致的,但导致起皱的外力或者作用与起皱区边界的内力却不一定是压应力,板料在不均匀拉应力的作用下也可能起皱,至此人们开始研究不均匀拉应力引起对皱纹产生的影响。
不均匀拉应力起皱是由板料面内垂直于拉应力方向的压应力诱发产生的。板料拉伸成形时,首先对板料施加一定的拉伸量,在板料与模具(马鞍形曲面件)的贴合过程中先于模具贴合的板料破坏了原有的拉应力平衡进而导致皱纹的出现,因此拉伸成形中的起皱属于不均匀拉应力起皱。(https://www.daowen.com)

图7.1 钣金件成形中的起皱分类